図において、線分ABの長さを$a$、線分APの長さを$b$とする。図1と図2の弧の長さが等しいことを説明する。

幾何学幾何弧の長さ図形
2025/5/29

1. 問題の内容

図において、線分ABの長さをaa、線分APの長さをbbとする。図1と図2の弧の長さが等しいことを説明する。

2. 解き方の手順

まず、図1の弧の長さを計算する。
線分APを直径とする半円の弧の長さは、半径がb/2b/2なので、π(b/2)π(b/2)となる。
線分PBを直径とする半円の弧の長さは、PB = AB - AP = aba - bなので、半径は(ab)/2(a-b)/2となり、π((ab)/2)π((a-b)/2)となる。
したがって、図1の弧の長さの合計は、π(b/2)+π((ab)/2)π(b/2) + π((a-b)/2)となる。
これを計算すると、
π(b/2)+π((ab)/2)=π(b/2+(ab)/2)=π((b+ab)/2)=π(a/2)π(b/2) + π((a-b)/2) = π(b/2 + (a-b)/2) = π((b + a - b)/2) = π(a/2)
次に、図2の弧の長さを計算する。
線分ABを直径とする半円の弧の長さは、半径がa/2a/2なので、π(a/2)π(a/2)となる。
したがって、図1の弧の長さと図2の弧の長さはどちらもπ(a/2)π(a/2)で等しい。

3. 最終的な答え

図1の弧の長さはπ(b/2)+π((ab)/2)=π(a/2)π(b/2) + π((a-b)/2) = π(a/2)であり、図2の弧の長さはπ(a/2)π(a/2)である。したがって、図1と図2の弧の長さは等しい。

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