円Oの直径を2つの線分に分け、それぞれを直径とする円Pと円Qを書く。点Aから点Bへ行くときに、円Pと円Qの円周を通るルート(イ)と、円Oの円周を通るルート(ア)では、どちらが近いかを比べる問題です。

幾何学円周直径幾何学的考察距離
2025/6/23

1. 問題の内容

円Oの直径を2つの線分に分け、それぞれを直径とする円Pと円Qを書く。点Aから点Bへ行くときに、円Pと円Qの円周を通るルート(イ)と、円Oの円周を通るルート(ア)では、どちらが近いかを比べる問題です。

2. 解き方の手順

まず、円Oの直径を dd とします。このとき、円Oの半径は d/2d/2 となります。したがって、円Oの円周は 2π(d/2)=πd2\pi(d/2) = \pi d となり、AからBまでのルート(ア)の距離は円Oの円周の半分なので、 12πd\frac{1}{2}\pi d となります。
次に、円Pの直径を xx 、円Qの直径を yy とします。このとき、x+y=dx + y = d が成り立ちます。
円Pの円周は πx\pi x 、円Qの円周は πy\pi y となり、それぞれの円周の半分を足し合わせると、AからBまでのルート(イ)の距離は 12πx+12πy=12π(x+y)\frac{1}{2}\pi x + \frac{1}{2}\pi y = \frac{1}{2}\pi(x+y) となります。
ここで、x+y=dx + y = d より、ルート(イ)の距離は 12πd\frac{1}{2}\pi d となります。
ルート(ア)の距離も 12πd\frac{1}{2}\pi d であり、ルート(イ)の距離も 12πd\frac{1}{2}\pi d であるため、両方のルートの距離は等しいことがわかります。

3. 最終的な答え

AからBへ行くのに、太線アで行くのと、イで行くのでは、距離は同じです。

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