問題は5つあります。それぞれ以下の通りです。 1. 正方形とその内側の扇形に関する問題で、弧の長さと扇形の面積を求めます。

幾何学扇形四角形平行四辺形二等辺三角形円錐面積体積角度ピタゴラスの定理
2025/5/22

1. 問題の内容

問題は5つあります。それぞれ以下の通りです。

1. 正方形とその内側の扇形に関する問題で、弧の長さと扇形の面積を求めます。

2. 円に内接する四角形に関する問題で、角度を求めます。

3. 平行四辺形に関する問題で、面積比を求めます。

4. 二等辺三角形に関する問題で、高さを求めます。

5. 円錐の展開図に関する問題で、体積を求めます。

2. 解き方の手順

**問題1**

1. 弧BPの長さを求める。

* 正方形の1辺の長さをaaとすると、弧BPの半径はaaです。
* 弧BPの中心角は90度なので、弧BPの長さは 2πa×90360=πa22 \pi a \times \frac{90}{360} = \frac{\pi a}{2} です。

2. 扇形BQCの面積を求める。

* 扇形BQCの半径はaaです。
* 扇形BQCの中心角は90度なので、扇形BQCの面積は πa2×90360=πa24\pi a^2 \times \frac{90}{360} = \frac{\pi a^2}{4} です。
**問題2**

1. 円に内接する四角形ABCDにおいて、対角の和は180度なので、$\angle ABC + \angle ADC = 180^\circ$ です。

2. $\angle ADC = 110^\circ$ より、$\angle ABC = 180^\circ - 110^\circ = 70^\circ$ です。

3. $\angle CBF$ は $\angle ABC$ の外角なので、$\angle CBF = 180^\circ - \angle ABC = 180^\circ - 70^\circ = 110^\circ$ です。

4. 三角形CBFにおいて、$\angle BFC = 180^\circ - \angle CBF - \angle BCF = 180^\circ - 110^\circ - 40^\circ = 30^\circ$ です。

5. $\angle x = \angle BFC = 30^\circ$ です。

**問題3**

1. AD = 3k とおくと、AE = k, ED = 2k と表せる。

2. △FAE ∽ △FCDより、FA : FC = AE : CD = k : 3k = 1 : 3。

3. したがって、FA : AC = 1 : 4 となる。

4. △FAEと平行四辺形ABCDの面積比は、△FAE : 平行四辺形ABCD = (1/2 * FA * AE * sin∠A) : (AD * AB * sin∠A) = (1/2 * FA * AE) : (AD * AB) = (1/2 * 1 * k) : (3k * 4) = 1/2 : 12 = 1 : 24

5. よって、平行四辺形ABCDの面積は、△FAEの面積の24倍である。

**問題4**

1. 二等辺三角形の高さをhとすると、底辺を2等分するので、直角三角形ができる。

2. ピタゴラスの定理より、$h^2 + 5^2 = 7^2$ となる。

3. $h^2 = 49 - 25 = 24$

4. $h = \sqrt{24} = 2\sqrt{6}$ cm

**問題5**

1. 円錐の底面の円周は、展開図の扇形の弧の長さに等しい。扇形の弧の長さは、 $2 \pi \times 5 \times \frac{216}{360} = 6\pi$ cmである。

2. 円錐の底面の半径をrとすると、$2 \pi r = 6 \pi$ なので、$r = 3$ cmである。

3. 円錐の高さhは、ピタゴラスの定理より、$h^2 + 3^2 = 5^2$ であるから、$h^2 = 25 - 9 = 16$。したがって、$h = 4$ cmである。

4. 円錐の体積は、$\frac{1}{3} \pi r^2 h = \frac{1}{3} \pi \times 3^2 \times 4 = 12\pi$ cm$^3$である。

3. 最終的な答え

1. ① $\frac{\pi a}{2}$ ② $\frac{\pi a^2}{4}$

2. 30°

3. 24 倍

4. $2\sqrt{6}$ cm

5. $12\pi$ cm$^3$

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