円 ─ 円周角の定理とおうぎ形の面積 [中3]

中3 円の単元。円周角と中心角の関係、タレスの定理、おうぎ形の弧と面積、典型計算ミスと診断手順。

結論: 円周角 = 中心角 ÷ 2、直径に対する円周角は 90°

円周角の定理: ・同じ弧 (AB) に対する円周角はすべて等しい ・円周角 = (その弧に対する中心角) / 2 ・直径に対する円周角は 90° (タレスの定理)

解法 1: 中心角・円周角

中心角 100° の弧に対する円周角は 50°。 中心角 180° (= 直径) なら円周角は 90°。

解法 2: 円周・面積

半径 r の円: ・円周 = 2πr ・面積 = πr²

半径 5 → 円周 10π、面積 25π。

解法 3: おうぎ形

半径 r、中心角 a° のおうぎ形: ・弧の長さ = 2πr × (a/360) ・面積 = πr² × (a/360)

半径 6、中心角 60°: → 弧 = 12π × 1/6 = 2π → 面積 = 36π × 1/6 = 6π

典型的な間違いと診断

**パターン 1: 円周角と中心角の関係を逆にする** 円周角 = 中心角 × 2 と書く → 戻る場所: 中心角の方が大きい (2 倍)。円周角は中心角の半分。

**パターン 2: おうぎ形で 360 で割り忘れ** 中心角 60° の弧を 12π と書く → 戻る場所: 中心角 / 360 を必ずかける。

**パターン 3: 直径と半径の取り違え** → 戻る場所: r は半径。直径なら r = 直径/2。

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よくある質問

Q. 円周角の定理はいつ使う?

A. 円の中で角を求める時の基本ツール。中心角や別の円周角と関連付けて角度を推理します。

Q. タレスの定理とは?

A. 直径を 1 辺とする円周上の三角形は直角三角形になる、という定理。円周角の定理の特殊ケース (中心角 180°)。

Q. 弧と弦の違いは?

A. 弧 = 円周の一部 (曲線)。弦 = 円周上の 2 点を結ぶ線分 (直線)。弧の長さは曲線の長さ、弦の長さは直線距離。

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