某中学入試の数学問題、これで解き方あってますか?
某中学入試の数学問題、これで解き方あってますか?
昨日、乗った電車の某学習塾の車内広告で某私立中学の入試問題が載ってました。
気になったので解いてみましたが、これで解答あってますでしょうか?
気になる点
1)論理構成X部分を「これでは説明が足りない」と突っ込まれると困るのですが、もうちょっといい説明方法はありますでしょうか?
2)補助線を描いて扇形Aを作成する以外のスマートな解法、ありますでしょうか?
問題
下記のような図形がある。(下記 添付画像の左側)
線Aは大きい円の中心を通る直径線である。
円の中の半円弧は大きい円の半径を直径とする半円弧である。
大きい円の直径は40センチ、半円弧の直径は20センチ(よって半径は10センチ)である。
線Bは大きい円の半径線であり、大きい円の上半分の巴部分の面積を二分している。
角あの角度を求めよ。
私の解答
論理構成
図右のように補助線を追加する。
半円Aと半円Bはともに同じ大きな円の半径を直径としているので、同じ図形である。
よって半円Aと半円Bの面積は同じ。
巴部分の半円A部分を切り取って半円Bに当てはめると巴部分は大きい円の半円となる。
よって巴部分の面積と大きな円の半円の面積は同じ。
半円の面積を二分する分割線を描くとしたら、図のように補助線追加図のように半円を二分する垂直な線となる。
(論理構成X部分)これが、巴になると線Bのように左に傾く線になるのだから、垂直の補助線と線Bでできた扇形Aの面積と半円Aの面積は同じといえる。
よって半円Aの面積を求め、その面積を成すだけの扇形Aの中心角を求め、その中心角を直角から差し引いた角度が角あとなる。
ではそれを求める。
半円Aの面積を求める。
半円Aの半径=10センチ
10 * 10 * 3.14 ÷ 2 = 157(平方センチ)
半円Aと扇形Aの面積は同じなのでこれは扇形の面積でもある。
大きな円の面積を求める
20 * 20 * 3.14 = 1256(平方センチ)
扇形の面積 ÷ 大きな円の面積
157 ÷ 1256 = 0.125 = 1/8
扇形Aの面積は大きな円の面積の 1/8
大きな円の中心角は360度であるから扇形Aの中心角は
360 * 1/8 = 45(度)
直角から扇形Aの中心角を引けば角あが求められる。
90 - 45 = 45(度)
よって 角あ = 45度 が導かれる。
(電車の中で見た問題図形ではとてもとても角あは45度には見えなかったのだが、おそらく「分度器を当てて、見当をつけてから解答を当てはめこむ」という解法をされないようにあえてアバウトな図にしていたのではないか? と推測されます。実際、私が描いた角度と同じぐらいに設定されていました)
お礼
今朝ほどお礼を書き込んだつもりが、上手くアップ出来ていなかった様です。お礼が遅くなり失礼いたしました。 大変詳しい内容で助かりました!有難う御座いました。