数学カフェjr.

「知っておいてほしい」又は「ちょっとオモシロイ」初等数学を、高校受験をする又は中高一貫校在学の中学生を中心に、小学生~大人の方に向けてお伝えしていきます。

「半円」の折り返し(2020群馬県立・改題)

「折り返し問題」でよくある出題パターンなので、解いたことがあるかもしれません。

頻出しているのは、
「折り返した円弧が半円の中心を通る」
パターンですが、今回は少し違ったもので練習してみましょう。


【問題】

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長さ12の線分ABを直径とする半円がある。
この半円弧上に、弧AP:弧PB=1:3となるような点Pをとる。
弧PBと弦PBで囲まれた図形を、弦PBを折り目として折り返したとき、元の半円と重なる部分(斜線部)の面積を求めよ。


(答え;18-9√2+9π/2)


【解説】
まず、
「半円の中心をO」、
「半円弧の四等分点のうち真ん中の点をQ」
とします。

f:id:booterpig:20200929214852j:plain

すると、
「∠PBA=∠PBQ=22.5゜」
となることなどから、求める部分の図形は、
「弧PQと弦PBと弦QBで囲まれた図形」
と合同になりますね。

よって、その面積は、
「おうぎ形OPQ+△OBQ-△OBP
で求まるので、
∴18-9√2+9π/2