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円から中点を結んだ正方形を切り取る:周の長さの計算問題

円から中点を結んだ正方形を切り取る:周の長さ

この単元のポイント

公式と考え方

残りの周には円周と内側の正方形4辺を含めます。この発展問題では,2乗すると2になる正の数√2を使って内側の辺を表します。

  • 外側の正方形の辺を ss とすると円周は πs\pi s です。
  • 内側の1辺は s2/2s\sqrt{2}/2 で,4辺の合計は 2s22s\sqrt{2} です。
  • 穴の縁も境界なので,周は πs+2s2\pi s+2s\sqrt{2} になります。
例題と解き方

1辺4cmの正方形で,内接する円から,4辺の中点を結んだ正方形を切り取った部分を考えます。周の長さを求めなさい。円周率はπを使い,答えに単位を付けないでください。

1辺4cmの正方形で,内接する円から,4辺の中点を結んだ正方形を切り取った部分を考えます。周の長さを求めなさい。円周率はπを使い,答えに単位を付けないでください。4cm4cm
図は模式図です。寸法は問題文の値を使ってください。
  1. 内側の正方形の4辺と,外側の円周を加えます。√2は2乗すると2になる正の数です。
  2. π×4+4×(4×2÷2)=4π+82\pi \times 4+4\times (4\times \sqrt{2}\div 2)=4\pi + 8\sqrt{2}
  3. したがって,求める値は 4π+824\pi + 8\sqrt{2} です。
よくある間違い
  • 内側の穴を引く面積の考えを,周の長さにそのまま使わないようにします。
  • √2は約1.414ですが,答えは小数にせず√2を残します。

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