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中1数学|平面図形(作図・移動)【Step 1c】

栞先生

中1 数学|平面図形(作図・移動)|Step 1c

この記事でわかること

  • 「÷360」は円全体に対する割合を求める操作で、意味を理解すれば公式を丸暗記しなくてよい
  • 弧の長さと面積の公式は「×中心角/360」という考え方が共通で、1つの発想から両方を導ける
  • 「まわりの長さ」を問われたら弧+半径×2で計算し、弧だけで答えてはいけない

※ この記事は上の授業動画の内容をテキストで整理したものです。

栞先生
栞先生
「÷360って、なぜ360で割るの?」と思ったことはありませんか?

学習マップ

この単元の位置づけです。

おうぎ形の公式、
なぜ『÷360』をかけるの?

丸暗記で済ませてない?

[POINT] コツは『円全体の何分のいくつ?』
中心角 90° → 1/4
中心角 120° → 1/3
中心角 60° → 1/6

今日のテーマ
円とおうぎ形(弧の長さと面積)

 小4 角度
  ↓
 小4 垂直と平行
  ↓
 小5 合同な図形
  ↓
▶ 中1 平面図形(今回はここ)
  ↓
 中1 空間図形
  ↓
 中2 平行線と合同

ピザで考えるおうぎ形

栞先生
栞先生
半径15cmのピザを8等分した1切れ—外側のカーブの長さと面積を、まず自分でざっくり予想してみてください。

家族で半径15cmのピザを注文!
8等分にカットした1切れ

→ 外側のカーブの長さは?
→ 1切れの面積は?

『どのくらい?』と予想してみて。
あとで公式で確かめるよ。

ピザ1枚全体の円周は2π×15=30π cm、面積はπ×15²=225π cm²です(小学校の公式)。8等分の1切れならそれぞれを8で割れば求められます。では中心角が60度や120度の場合は「÷何」になるのでしょうか。これを解決するのが、これから学ぶ公式です。

円の基本用語を整理する

栞先生
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「半径・直径・弦・弧・おうぎ形」、それぞれ区別できていますか?問題文を読み間違えないために、図と言葉をセットで押さえておきましょう。

【円の各部の名前 ①】
中心 O … 円の真ん中の点
半径 OA … 中心と円周上の点を結ぶ線分
直径 CD … 中心を通り、両端が円周上の線分
中心角 … 2本の半径がつくる角(∠AOB)

※ 直径 = 半径 × 2

【円の各部の名前 ②】
弦 EF … 円周上の2点を直線で結んだ線分
弧 EF … 円周の一部(曲線)
おうぎ形 … 2本の半径と弧で囲まれた図形

円の各部の名前 おうぎ形 直径 CD 弦 EF 半径 OA 中心角 弧 EF O A B C D E F

中心(O)は円の真ん中の点。半径は中心と円周上の点を結ぶ線分(OAなど)。直径は中心を通り両端が円周上にある線分で、直径=半径×2。中心角は2本の半径にはさまれた角(∠AOBなど)です。

は円周上の2点を直線で結んだ線分(EFなど)。は同じ2点をカーブにそってたどった曲線部分。おうぎ形は2本の半径と弧で囲まれた図形で、この記事の主役です。

弦と弧の違い

栞先生
栞先生
「弦」と「弧」—名前が似ていて混乱しやすいポイントです。

同じ2点A・Bを結んでも…

弦 AB … 直線で結ぶ(線分)
弧 AB … 曲線でたどる(円周の一部)

→ 直線か曲線か、それだけのちがい!

弦と弧のちがい 弦AB(直線) O A B 弧AB(曲線) O A B 同じ2点A・Bでも、直線なら弦、曲線なら弧

同じ2点A・Bを結ぶとき、直線で結んだものが、円周にそったカーブがです。「弦AB」なら線分、「弧AB」ならカーブの部分と瞬時に区別できるようにしてください。なお直径は「中心を通る弦」の特別な場合であり、弦の中で最も長い線分です。

公式の意味:「中心角÷360」は割合を表す

栞先生
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「中心角÷360」という部分、なぜ360で割るのか説明できますか?

中心角 ÷ 360 = 円全体の何分のいくつ?

中心角 90° → 90/360 = 1/4
中心角 120° → 120/360 = 1/3
中心角 60° → 60/360 = 1/6

→ 円全体に『この割合』をかけるだけ!

おうぎ形は「円全体の何分のいくつ」? 中心角 ÷ 360 が円全体に対する割合 r 90° 中心角 90° 90 360 = 1 4 r 120° 中心角 120° 120 360 = 1 3 r 60° 中心角 60° 60 360 = 1 6 共通の考え方:「中心角 ÷ 360」を掛ければよい 弧の長さ = 2π r × 中心角 360 面積 = π r² × 中心角 360

中心角÷360は、円全体に対してこのおうぎ形が「何分のいくつにあたるか」という割合を求める操作です。90÷360=1/4(円の4分の1)、120÷360=1/3、60÷360=1/6。この割合を円全体の値にかければおうぎ形の値が出ます。公式は弧の長さ=2πr×中心角/360面積=πr²×中心角/360の2つですが、どちらも「円全体の値×中心角/360」という同じ構造です。考え方は1つで十分です。

計算例:ピザ1切れを求める

栞先生
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実際にピザの問題で公式を使って確かめてみましょう。

introのピザに戻ろう!
半径15cm、8等分の1切れ
→ 中心角 = 360 ÷ 8 = 45°

半径15cm、8等分の中心角は360÷8=45度です。弧の長さ=2π×15×45/360=30π×1/8=15π/4 cm面積=π×15²×45/360=225π×1/8=225π/8 cm²。πを3.14とすると弧はおよそ12cm、面積はおよそ88cm²です。「全体を8分の1にしているだけ」という構造が見えると計算がシンプルになります。

よくある間違い3つ

栞先生
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ここを意識するだけでテストの失点を防げます。

ここに注意!

パターン× 誤○ 正
弦と弧同じものと混同直線=弦、曲線=弧
公式の使い方中心角をそのまま代入÷360 で割合に直す
まわりの長さ弧の長さと同じだと思う弧 + 半径 × 2

弦と弧の混同:直線なら弦、曲線なら弧。②公式の誤用:中心角の数値をそのままかけるのは誤りです。必ず÷360して割合に直してからかけます。③まわりの長さの計算ミス:「おうぎ形のまわりの長さ」は弧+半径×2です。半径2本の直線部分を忘れずに足してください。

確認クイズ①

栞先生
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用語の確認です。

Q1.
円の中心Oと、円周上の点Aを結んだ
線分OAのことを何という?

  • ア 半径
  • イ 直径
  • ウ 弦
  • エ 弧

Q1. 円の中心Oと円周上の点Aを結んだ線分OAを何といいますか。 ア 半径 イ 直径 ウ 弦 エ 弧

クイズ①の解答

栞先生
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正解はア 半径。中心と円周上の点を結ぶ線分が半径で、直径(中心を通る線分)・弦(円周上の2点を結ぶ線分)・弧(カーブ部分)とは区別してください。

答え:ア 半径
→ 中心と円周上の点を結ぶ線分(OA)

  • イ 直径:中心を通り、両端が円周上の線分
  • ウ 弦:円周上の2点を結ぶ線分(中心を通らない場合も含む)
  • エ 弧:円周の一部(曲線)

確認クイズ②

栞先生
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今度は弦の問題です。

Q2.
円周上の2点A・B(中心は通らない)。
A・Bを直線で結んだ線分を何という?

  • ア 弧AB
  • イ 直径AB
  • ウ 弦AB
  • エ おうぎ形AB

Q2. 円周上の2点A・Bを直線で結んだ線分(中心を通らない)を何といいますか。 ア 弧AB イ 直径AB ウ 弦AB エ おうぎ形AB

クイズ②の解答

栞先生
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正解はウ 弦AB。弧は曲線、直径は中心を通る場合のみ、おうぎ形は面積のある図形なので、直線で結んだ線分は弦と分かります。

答え:ウ 弦AB
→ 円周上の2点を直線で結んだ線分

  • ア 弧AB:曲線(円周の一部)なので×
  • イ 直径AB:中心を通る場合のみ。今回は通らないので×
  • エ おうぎ形AB:図形であって線分ではないので×

確認クイズ③

栞先生
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公式を使う計算問題です。

Q3.
半径 6cm、中心角 90°のおうぎ形の
弧の長さを求めよう。

答えは ア π cm の形で。

半径6cm・中心角90°のおうぎ形 90° O A B 6 cm 6 cm 弧AB

Q3. 半径6cm、中心角90°のおうぎ形の弧の長さを「aπ cm」の形で求めてください。

クイズ③の解答

栞先生
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正解は3π cm。2π×6×90/360=12π×1/4=3π。円周全体の4分の1にあたります。

答え:ア = 3
→ 弧の長さ = 3π cm

半径6cm・中心角90°のおうぎ形 90° O A B 6 cm 6 cm 弧AB

確認クイズ④

栞先生
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今度は面積を求めます。

Q4.
半径 4cm、中心角 90°のおうぎ形の
面積を求めよう。

答えは ア π cm² の形で。

半径4cm・中心角90°のおうぎ形 90° O A B 4 cm 4 cm

Q4. 半径4cm、中心角90°のおうぎ形の面積を「aπ cm²」の形で求めてください。

クイズ④の解答

栞先生
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正解は4π cm²。π×4²×90/360=16π×1/4=4π。円全体の面積の4分の1です。

答え:ア = 4
→ 面積 = 4π cm²

半径4cm・中心角90°のおうぎ形 90° O A B 4 cm 4 cm

確認クイズ⑤

栞先生
栞先生
「まわりの長さ」の問題です。

Q5.
『おうぎ形の弧の長さ』と
『おうぎ形のまわりの長さ(周の長さ)』
の関係として正しいのは?

  • ア 弧の長さと、まわりの長さは同じ
  • イ まわり = 弧 + 半径 × 2
  • ウ まわり = 弧 + 半径 × 1
  • エ まわり = 弧 − 半径 × 2

Q5. 「おうぎ形のまわりの長さ」を求める式として正しいのはどれですか。 ア 弧の長さだけ イ 弧+半径×2 ウ 弧+半径×1 エ 弧−半径×2

クイズ⑤の解答

栞先生
栞先生
正解はイ 弧+半径×2。おうぎ形の境界は弧(曲線1本)と半径(直線2本)で構成されているため、半径2本分を必ず加えます。

答え:イ
まわりの長さ = 弧 + 半径 × 2

確認クイズ⑥

栞先生
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中心角が変わっても同じ考え方で解けますか。

Q6.
半径 3cm、中心角 120°のおうぎ形の
弧の長さを求めよう。

答えは ア π cm の形で。

半径3cm・中心角120°のおうぎ形 120° O A B 3 cm 3 cm

Q6. 半径3cm、中心角120°のおうぎ形の弧の長さを「aπ cm」の形で求めてください。

クイズ⑥の解答

栞先生
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正解は2π cm。2π×3×120/360=6π×1/3=2π。円周全体の3分の1にあたります。

答え:ア = 2
→ 弧の長さ = 2π cm

半径3cm・中心角120°のおうぎ形 120° O A B 3 cm 3 cm

この記事のまとめ

栞先生
栞先生
公式は2つありますが、覚えるべき考え方はたった1つです。

まとめ

中心角 ÷ 360 = 円全体の何分のいくつ?
→ 弧も面積も『円全体 × その割合』!
→ 公式は2つあるけど、考え方は1つ。

「中心角÷360」は円全体に対する割合を求める操作です。弧の長さ(2πr×中心角/360)と面積(πr²×中心角/360)はどちらも「円全体の値×割合」という同じ構造になっています。「まわりの長さ」を問われたときは弧+半径×2を忘れずに。この仕組みを理解しておくと、見慣れない中心角が出題されても自分で対応できます。

よくある質問

弧の長さと面積の公式を別々に暗記しなければいけませんか?

別々に暗記する必要はありません。どちらも「円全体の値×中心角/360」という同じ構造です。「÷360で割合に直してからかける」という1つの考え方を理解すれば、両方の公式を自分で導けます。

「おうぎ形のまわりの長さ」を問われたとき、弧の長さだけ計算してしまいます。

まわりの長さ=弧+半径×2です。おうぎ形の輪郭は弧と半径2本(直線部分)で構成されているため、半径2本分を必ず加えてください。問題文が「弧の長さ」か「まわりの長さ」かを最初に確認する習慣をつけましょう。

中心角が90度や120度以外のきりの悪い数でも同じ公式で解けますか?

はい、公式の構造は変わりません。中心角÷360で割合を求め、円全体の値にかけるだけです。約分できない場合はそのまま分数で計算を進めてください。

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