弧の面積の求め方とは?扇形の裏ワザ公式と中心角なしで即解く計算法

弧の面積の求め方とは?扇形の裏ワザ公式と中心角なしで即解く計算法

弧の面積の求め方とは?扇形の裏ワザ公式と中心角なしで即解く計算法について押さえておきたい 理由を分かりやすく解説いたします。

Q1:中心角がわかっていて、弧の長さがわからない場合は裏ワザ公式を使えないのですか?
A1:使えないわけではありませんが、遠回りになります。中心角が最初から判明している場合は、素直に基本公式「$S = \pi r^2 \times \frac{a}{360}$」に代入した方が早く解けます。無理に弧の長さを逆算してから $S = \frac{1}{2}\ell r$ に入れると計算工程が1ステップ増えてしまいます。「何が与えられているか」によって武器を切り替えるのが鉄則です。

Q2:円周率を $\pi$(パイ)ではなく「3.14」で計算する小学校の算数でも使えますか?
A2:完全に有効です。例えば「半径5cm、弧の長さが6.28cm」のおうぎ形なら、小数の面倒な逆算をせずとも「$6.28 \times 5 \div 2 = 15.7\text{cm}^2$」と、小数の割り算を最小限に抑えて素早く正解にたどり着くことができます。中学受験の算数指導でも「等積変形」の考え方として頻繁に指導されています。

Q3:円錐(えんすい)の側面図でおうぎ形が出てきたときもこの公式は使えますか?
A3:猛烈な威力を発揮します。円錐の側面となる扇形の「弧の長さ」は、底面の円の「円周の長さ」と完全に一致します。つまり、底面の半径を $r_{底}$、母線の長さを $R$ と置くと、側面の弧の長さは $2\pi r_{底}$ となり、側面積は $S = \frac{1}{2} \times (2\pi r_{底}) \times R = \pi R r_{底}$(母線×底面の半径×円周率)という、受験算数・数学で最も有名な側面積の裏ワザ公式そのものへと直結します。

小林 直樹
著者

小林 直樹

シンプルで洗練された住まいづくりとインテリアコーディネートのアイデアを提案しています。