今回は平面図形の入試問題の中から,とりわけ難易度の高い応用問題を4問ご紹介いたします。 このような応用問題は基礎を身につけた上で挑戦するのが望ましいです。難易度の高い問題ほど解ければ周りの受験生と差をつけられます。基礎固めがある程度完成したらきちんと対策しておきましょう。 本記事では一見簡単そうに見えて実は難しいといったものから,難しそうに見えるが頻出されるパターンに則っているため実は簡単なものまで取り揃えました。宜しければ,テキストのような感覚で実際に問題を解きながら進めてもらえればと思います。 おうぎ形と三角形に関する問題 初めにご紹介するのはおうぎ形の中に三角形が含まれている,という図形に関する問題です。1問目ということでやや標準的な難易度のものをピックアップいたしました。まずは解説を読む前に,実力で解けるかどうかチャレンジしてみましょう。 図は半径4cm,中心角が45°のおうぎ形と二等辺三角形を組み合わせた図形です。AD=BDのとき,色のついた部分の面積を求めなさい。ただし,円周率は3.
14-2×2 ×180 ÷360×3. 56-6. 28=6. 28 (cm 2) となります。 次に右側の部分について考えていきましょう。右側は 半径45°・半径4cmのおうぎ形から,半径2cm・中心角90°のおうぎ形及び1辺が2cmの直角二等辺三角形を引いたもの ですので, 4×4×45÷360×3. 14-(2×2×90÷360×3. 14+2×2÷2)=6. 28-(3. 正方形と扇形の面積をつかった問題がわかる3ステップ | Qikeru：学びを楽しくわかりやすく. 14+2)=1. 14(cm 2) だと求められます。 このことから右側と左側の面積を足すと, 6. 28+1. 14=7. 42(cm 2) となるため,答えは次のようになります。 答え:7. 42cm 2 2問目のまとめ この問題では適切な場所にいかに補助線を引けるか,が問われているものでした。そして引いた補助線を元に図形同士の足し引きを考える,という2段階のステップを踏まなければいけなかったことに,難しいと感じるポイントがあったかもしれません。 したがって平面図系の問題を解くにあたっては次のようなテクニックも求められます。覚えておきましょう。 補助線を引くときは, 中点や交点・頂点 をつなぐように考えていく! 特に線分や直線の交点に関しては図の中でも比較的目立ちにくいです。平面図系の問題を見たら,早いうちに図のなかに交点がないかを確認し,補助線の手がかりになるかもしれないので印をつけておきましょう。 おうぎ形と半円に関する問題 最後にご紹介するのはおうぎ形と半円2つが重なった図形の問題です。 図3は,半径が10cm,中心角が90°のおうぎ形に,直径が10cmの半円を2つかいたものです。色のついた部分の面積を求めなさい。ただし,円周率は3. 14とします。(渋谷教育学園幕張中学校(2012),一部改題) この問題も2問目と同様に簡単には解けそうにない図形の面積が求められています。したがってまた補助線を書き入れる必要がありますね。どの部分に書き込むかを考えながら,試しに解いてみましょう。 それではまず,単なる 図形の足し引き だけでは解けそうにないことは問題からも明らかなので,2問目と同様に補助線を引いてみましょう。 このとき上で確認したテクニックを使ってみます。今回は半円の弧が重なっているため,その交点に注目します。ではその交点とどの点を結べばいいか,お気づきでしょうか? 円の中点から半円の交点に向かって線分を引いてみました。このような補助線を引くことで,複雑な図形は 潰れた半円4つ に分割されます。つまりこの潰れた半円の部分の面積が分かれば,求める面積を算出できるわけです。 ではこの1個あたりの面積はどのようにして求めればいいのでしょう。このとき,下にある半円に注目してみましょう。 下の半円に注目すると,元から提示されている直線と新たに引いた補助線により,半円は 直角二等辺三角形と潰れた半円2つ に分割することができます。つまり半円から三角形の面積を引くことで,2つ当たりの面積が求まるわけです。そしてその2倍として色のついた部分を考えることができます。 では実際に半円と三角形の面積を計算していきます。まず半円ですが,これは半径5cmなので,面積は 5×5×3.
おうぎ形OBDに変形することができます! 同様に、EO、FO、HOを引き、色の付いているところを 移すと、おうぎ形OFHに変形できます。 よって求める面積は 半円を8つに分けたうちの2つ分と2つ分で4つ分 つまり、円の1/4(中心角90°分)になります。 6×6×π×1/4=9π と求められます。 図形が書けないので説明が難しいですが 参考になれば嬉しいです。 分からないところがあれば 指摘してください。
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