【中学数学】円錐の中心角の求め方【3パターン】

はかせちゃん

ワイハーでバカンスしたい。

円錐の特徴

円錐の特徴は次の二つです

  • 円錐は小さな円と大きな扇で成り立つ
  • 円の円周と扇の弧の長さは等しい

図にするとこんな感じだよ

これだけ!

じゃあ、さっそく中心角を求めていこう!

円錐の中心角の求め方概要

  1. 扇部分の半径(母線)・弧の長さを求める (扇の中心角を求める問題になる)
  2. 中心角を求める

こんな感じだよ

既に知ってる「扇の中心角を求める問題」に変えてしまう

っていうのがポイント!

扇の中心角の求め方を知らない人は、

扇形の中心角の求め方3パターンを見てみてね

ちなみに、中心角を求める公式もあって

$中心角 = 360 \times \dfrac{半径}{母線}$

こんなのもあるから、今日テストの人はさっと覚えてもいいかもしれないね

けど!何を求めるのも公式だよりってなると

“応用問題に対応できない”  ,  “覚える数が多すぎて忘れちゃう”

ってことになるから、公式最強~な勉強はやめる方がいいと思うよ

公式はほんとによく使うやつと、

高校以上の知識が必要なものだけ覚えよう

はかせちゃん

Twitterで勉強垢を作って勉強すると、やる気が出てくるかもです

母線と半径が与えられている場合

こんな場合だね、一番頻出だよ

  1. 扇部分の半径(母線)と弧の長さを求める

の扇部分の半径(母線)は既に求まっているから、

弧の長さを求めるよ

小円の半径が $2$ だから、

  • 円の円周と扇の弧の長さは等しい

を利用して、

$弧の長さ = 2 \times 2 \times \pi = 4 \pi$ だね

扇を円にした(中心角を360°にした)場合の円周は

$円周 = 2 \times 6 \times \pi  = 12 \pi$

だから、

こんな感じになるね!

扇形と円で比例式を立てて、

$4 \pi : 12 \pi = x : 360$   ∴  $12 \pi \times x = 4 \pi \times 360$

∴  $x = \dfrac{4 \pi}{12\pi} \times 360$    ∴  $x = 120$

だから、120°だね!

はかせちゃん

扇をくるくるくるくるくるくる

※ここから先の問題は三平方の定理を習ってる人向け

母線と高さが与えられている場合

今回も、

  1. 扇部分の半径と弧の長さを求める

の扇部分の半径(母線)は既に求まっているから、

弧の長さを求めるよ

弧の長さを求めるためには、小円の半径が必要になるから

それを求めるよ。

三平方の定理を用いて、

$半径^2 = 6^2-(4\sqrt{2})^2 = 36-32 = 4$   ∴  $半径 = 2$ (半径 > 0 より)

これで、

この図になって、これは最初の問題と同じだね

だから、中心角は120°!

はかせちゃん

円錐って英語でcone(コーン)らしいんだけど、
とんがりコーン思い出して、「ほぇ~」ってなりました
「ほぇ~」ってなった英単語って忘れにくいよね、ラッキー

半径と高さが与えられている場合

今回は、

  1. 扇部分の半径と弧の長さを求める

の両方とも求まってないから、どっちとも求めないといけないね

まずは、扇部分の半径(母線)を求めるよ

三平方の定理を用いて、

$母線^2 = 2^2+(4\sqrt{2})^2 = 4+32 = 36$   ∴  $母線 = 6$ (母線 > 0 より)

これでまた、

この図になって、これは最初の問題と同じだね

だから、中心角は120°!

まとめ

円錐の特徴は、

  • 円錐は小さな円と大きな扇で成り立つ
  • 円の円周と扇の弧の長さは等しい

円錐の中心角の求め方は、

  1. 扇部分の半径・弧の長さを求める (扇の中心角を求める問題になる)
  2. 中心角を求める

はかせちゃん

今日もお疲れ様でした!
抹茶ラテ飲んでゆっくりしましょ~

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