半径 $r$ の円形の畑の周囲に幅 $h$ の道があるとき、色のついた部分(道)の周の長さと面積を求める問題です。

幾何学面積周の長さ図形
2025/8/14

1. 問題の内容

半径 rr の円形の畑の周囲に幅 hh の道があるとき、色のついた部分(道)の周の長さと面積を求める問題です。

2. 解き方の手順

* **周の長さ:**
* 内側の円の半径は rr なので、その円周は 2πr2 \pi r です。
* 外側の円の半径は r+hr + h なので、その円周は 2π(r+h)2 \pi (r + h) です。
* 道の周の長さは、内側の円周と外側の円周の和です。
2πr+2π(r+h)2 \pi r + 2 \pi (r + h)
=2πr+2πr+2πh= 2 \pi r + 2 \pi r + 2 \pi h
=4πr+2πh= 4 \pi r + 2 \pi h
* **面積:**
* 外側の円の面積は π(r+h)2\pi (r + h)^2 です。
* 内側の円の面積は πr2\pi r^2 です。
* 道の面積は、外側の円の面積から内側の円の面積を引いたものです。
π(r+h)2πr2\pi (r + h)^2 - \pi r^2
=π(r2+2rh+h2)πr2= \pi (r^2 + 2rh + h^2) - \pi r^2
=πr2+2πrh+πh2πr2= \pi r^2 + 2 \pi rh + \pi h^2 - \pi r^2
=2πrh+πh2= 2 \pi rh + \pi h^2
=πh(2r+h)= \pi h (2r + h)

3. 最終的な答え

周の長さ: 4πr+2πh4 \pi r + 2 \pi h
面積: πh(2r+h)\pi h (2r + h)

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