解説編

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数学 第6章

平面図形

解説編

作図・基本性質・角度・面積

解説編 — 途中式を省略せず確認。わかったら問題編で白紙再挑戦して定着。

図で復習する(本体)

解説を読む前に、図の日本語ラベルでもう一度構造を確認してください。文章は図で足りないところだけ補います。

おうぎ形

中心角 θ・半径 r。弧の長さと面積は円全体に対する θ/360 の割合で求める。

平行線と同位角・錯角

ℓ∥m のとき、同位角は等しく、錯角も等しい。

線対称移動・点対称移動

線対称は軸で折り返し、点対称は点を中心に180°回転した位置。

① 導入

この解説編では、問題編のすべての問題について途中式を省略せず解説します。おうぎ形の公式は、円全体(360°)に対する割合として考えると覚えやすくなります。

② 基本概念

問題編の基本概念を参照してください。作図の3種類(垂直二等分線・角の二等分線・垂線)と、平行線の同位角・錯角の関係を確実にしましょう。

④ 例題 解説

例1 半径6cm、中心角120°の弧の長さ

2π×6×(120/360) = 12π×(1/3) = 4πcm

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

例2 同じおうぎ形の面積

π×6²×(120/360) = 36π×(1/3) = 12πcm²

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

例3 弧の長さ8π、中心角180°の半径

中心角180°(半円)なので、弧の長さ = πr

πr = 8π → r = 8

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

例4 同位角70°の錯角

2直線が平行なとき、同位角と錯角はどちらも等しい関係にあるため、対応する錯角も70°

つまずき:問「例4」の条件の一部を読み落とす。

例5 垂直二等分線の作図

A, Bを中心に同じ半径の円をかき、その2つの交点を通る直線が垂直二等分線になる。正解:a

つまずき:問「例5」の条件の一部を読み落とす。

⑤ 基本問題 解説

復習1 三角形の内角の和は180度

つまずき:問「復習1」の条件の一部を読み落とす。

復習2 8×5÷2=20cm²

つまずき:問「復習2」の条件の一部を読み落とす。

復習3 直径=半径×2=10cm

つまずき:問「復習3」の条件の一部を読み落とす。

復習4 正方形の内角は90度

つまずき:問「復習4」の条件の一部を読み落とす。

1 半径9、中心角40°の弧

2π×9×(40/360)=18π×(1/9)=2πcm

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

2 同じおうぎ形の面積

π×81×(40/360)=81π×(1/9)=9πcm²

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

3 半径5、中心角90°の面積

π×25×(1/4)=6.25πcm²

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

4 中心角72°、弧2πの半径

2πr×(72/360)=2πr×(1/5)=2π

2πr/5=2π → r=5

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

5 同位角72°の錯角 = 72°

つまずき:slate・中心角・をかけ忘れるの取り違えや条件の読み落とし。

6 半径4、弧πの中心角

2π×4×(θ/360)=8π×(θ/360)=π

θ/360=1/8 → θ=45°

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

7 対称移動の定義 → b

つまずき:xt・slate・の条件の一部を読み落とすの取り違えや条件の読み落とし。

8 点対称移動の性質 → a

対応する点と回転の中心を結ぶ線分は、すべて回転の中心を通り、中心で2等分される。

つまずき:中心角・をかけ忘れる・対称移動の定義の取り違えや条件の読み落とし。

23 半径10、中心角54°の弧

2π×10×(54/360)=20π×(3/20)=3πcm

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

24 同位角105°の錯角 = 105°

つまずき:の条件の一部を読み落とす・半径10・中心角54の取り違えや条件の読み落とし。

⑥ 標準問題 解説

9 半径12、中心角150°

弧:2π×12×(150/360)=24π×(5/12)=10πcm

面積:π×144×(150/360)=144π×(5/12)=60πcm²

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

10 弧6π、半径9の中心角

2π×9×(θ/360)=18π×(θ/360)=6π

θ/360=1/3 → θ=120°

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

11 点(2,3)の対称移動

y軸に関して対称移動:x座標の符号だけ変わる → (−2, 3)

原点に関して対称移動:x, y座標両方の符号が変わる → (−2, −3)

つまずき:step・中心角・をかけ忘れるの取り違えや条件の読み落とし。

12 AA′とℓの関係 → c

対称移動では、対応する点を結ぶ線分は対称の軸に垂直であり、軸によって2等分される。

つまずき:y軸に関して対称移動・x座標の符号だけ変わる・原点に関して対称移動の取り違えや条件の読み落とし。

13 半径5、中心角90°

弧:2π×5×(1/4)=2.5πcm

面積の割合:90/360=25%

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

20 半径8、中心角135°

弧:2π×8×(135/360)=16π×(3/8)=6πcm

面積:π×64×(135/360)=64π×(3/8)=24πcm²

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

21 弧4π、半径6の中心角

2π×6×(θ/360)=12π×(θ/360)=4π

θ/360=1/3 → θ=120°

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

22 点(−4,5)の対称移動

x軸に関して対称移動:y座標の符号だけ変わる → (−4, −5)

原点に関して対称移動:x, y両方の符号が変わる → (4, −5)

つまずき:step・中心角・をかけ忘れるの取り違えや条件の読み落とし。

25 半径6、中心角90°

面積:π×36×(1/4)=9πcm²

割合:90/360=25%

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

26 中心角120°、面積48πの半径

πr²×(120/360)=πr²×(1/3)=48π

r²=144 → r=12

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

⑦ 応用・実力テスト形式 解説

14 半円と直角三角形の複合図形

半円の半径は12÷2=6cm。半円の面積:π×6²÷2=18π

三角形の面積:12×6÷2=36

合計:18π+36(cm²)

つまずき:直径12cmの半円は半径6cm。直径用の公式π×12²÷2と混同しない。

15 相似なおうぎ形の比

弧の長さは半径に比例するので、比は半径比のまま:4:6=2:3

面積は半径の2乗に比例するので:4²:6²=16:36=4:9

つまずき:中心角が同じおうぎ形は「相似」であり、長さの比はそのまま、面積の比は2乗になる。

16 く字型の角度(AB∥CD)

点Eを通り、AB・CDに平行な補助線を引く。

錯角の関係から、上側の角は∠ABEと等しく35°、下側の角は∠CDEと等しく25°

∠BED = 35° + 25° = 60°

つまずき:折れ線の角度は、折れ点を通る平行線を補助線として引くことで、2つの錯角の和に分解できる。この「く字型」は平行線の応用問題の代表例。

17 2点から等距離かつ直線ℓ上の点の作図

模範解答例:A、Bをそれぞれ中心として、ABの半分より大きい同じ半径の弧を2つかく。 その2つの交点を通る直線(線分ABの垂直二等分線)を引き、直線ℓとの交点をPとする。

つまずき:2点から等しい距離にある点の集まりは垂直二等分線。「同じ半径の弧」「2交点を結ぶ」「ℓとの交点」の3段階を書く。

18 正方形に内接する円の複合図形

円の半径:直径12cm÷2=6cm

(1) 円の面積:π×6²=36πcm²

(2) 正方形の面積:12×12=144。4すみの面積:144−36π=144−36π(cm²)

(3) 円周率3.14で計算:36×3.14=113.04。113.04÷144=0.785 → 78.5%

つまずき:複合図形は「正方形全体」から「知っている形(円)」を引くと、複雑な4すみの形を直接測らずに求められる。

19 折れ線A-E-Dの角度(補助線を使った3段階)

Eを通り、AB・CDに平行な補助線ℓを引く。

(1) ℓとAEがつくる角∠1:ℓ∥ABなので、AEを横切る線とみて錯角の関係から∠1=∠EAB=38°

(2) ℓとDEがつくる角∠2:ℓ∥CDなので、同様に錯角の関係から∠2=∠EDC=47°

(3) ∠AED=∠1+∠2=38°+47°=85°

つまずき:折れ点を通る補助線を引くと、1つの角を「知っている角と等しい2つの角」に分解できる。この考え方はどんな折れ線の角度問題にも使える。

⑧ 確認テスト 解説

1 半径8、中心角135°の弧

2π×8×(135/360)=16π×(3/8)=6πcm

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

2 同じおうぎ形の面積

π×64×(135/360)=64π×(3/8)=24πcm²

つまずき:中心角/360 をかけ忘れる。

3 同位角58°の錯角 = 58°

つまずき:中心角・をかけ忘れる・同じおうぎ形の面積の取り違えや条件の読み落とし。

4 点(−3,4)のx軸対称移動

y座標の符号だけ変わる → (−3, −4)

つまずき:iv・中心角・をかけ忘れるの取り違えや条件の読み落とし。

5 く字型(AB∥CD)

Eを通る平行線を補助線とすると、∠BED = 42° + 38° = 80°

つまずき:class・problem・boxの取り違えや条件の読み落とし。

⑨ 完全解説

以上が第5章の全問題の解説です。おうぎ形は「円の何分の1か」を先に求めると、弧の長さも面積も同じ考え方で解けます。

次のステップ

確認テストで80%以上取れたら、第6章「空間図形」に進みましょう。

学力向上テクニック — 解説のあとにやること

  • 間違えた問を次のどれかに分類する:知識不足(公式・性質)/読み違い(条件見落とし)/計算・符号ミス/時間不足。
  • 解説を読んだら、同じ問を問題編で白紙再挑戦する(見て解けただけでは定着しない)。
  • 解けなかった問は学習記録の復習リストに残し、翌日→3日後→7日後の順で戻る。
  • 標準レベルで落とした問を優先する。難問だけに時間を使いすぎない。

学習記録で復習期限を確認する。計画の全体像は得点アップの技術へ。

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