円の面積 — 公式と求め方・おうぎ形
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この章で学ぶこと
小6 では、 曲線で囲まれた 円の面積 の求め方を学びます。 5年生までは直線で囲まれた図形 (三角形・四角形) の面積を求めてきましたが、 いよいよ円に挑戦します。 円周率は 3.14 を使います。
- 円の面積の公式 (半径 × 半径 × 3.14)
- 直径が与えられたときの求め方
- おうぎ形の面積
- 組み合わせた図形の面積
ポイント: 円の面積は 半径 × 半径 × 3.14 です。 円周 (まわりの長さ) を求める 「直径 × 3.14」 とまちがえやすいので、 はっきり区別しましょう。 面積で使うのは 半径 です。
1. 円の面積の公式
円を細かいおうぎ形に切って、 上下こうごに並べかえると、 だんだん長方形に近づきます。 その長方形の 「たて」 が半径、 「よこ」 が円周の半分 (半径 × 3.14) になるので、 円の面積は次のようになります。
例題: 半径 cm の円の面積を求めましょう。
検算: は、 と をたして 。 正しい。
例題: 半径 cm の円の面積を求めましょう。
検算: 。 正しい。
大事: 公式の 「半径 × 半径」 は、 同じ半径を 回かける ことです。 、 のように。 半径 × ( など) としないように気をつけましょう。
2. 直径が与えられたとき
直径が与えられたときは、 まず 半分にして半径を求めて から公式を使います。
例題: 直径 cm の円の面積を求めましょう。
半径は cm。
検算: は の小数点を けたずらして 。 正しい。
注意: 直径をそのまま公式に入れてしまうミスがとても多いです。 直径 cm を としてはいけません。 これは半径 cm の円の面積になってしまいます。
3. おうぎ形の面積
円を 本の半径で切り取った形を おうぎ形 といい、 本の半径がつくる角を 中心角 といいます。 おうぎ形は円の一部なので、 円の面積に 「中心角が のうちどれだけか」 をかけて求めます。
例題: 半径 cm、 中心角 のおうぎ形の面積を求めましょう。
まず円の面積を求めます。 cm²。 中心角は なので、
検算: 。 半径 の円を 等分した つ分だから、 円の面積の 。 正しい。
ポイント: 中心角が なら半円 ()、 なら 、 なら とすぐ分数で思い出せるようにしておくと速いです。
4. 組み合わせた図形の面積
円の公式は、 ほかの図形と組み合わせて使うことがよくあります。 「たし算で求まる形か、 ひき算で求まる形か」 をまず決めましょう。
例題: 1辺 cm の正方形の中に、 半径 cm の円 (正方形にぴったり入る円) をかいたとき、 円のまわりの色のついた部分 (正方形から円をのぞいた部分) の面積を求めましょう。
- 正方形の面積: cm²
- 円の面積: cm²
色のついた部分は、 正方形から円をのぞいた残りなので、
検算: 正方形 から円 を引くと 。 正しい。
ポイント: 直径 cm の円が正方形にぴったり入るとき、 円の半径は正方形の 辺の半分 ( cm) です。 ここで半径をまちがえないように。
どう問われるか
- 「半径 cm の円の面積を求めましょう」 のような 基本の面積計算 が定番です。 円周率は 。
- 「直径 cm の円の面積」 のように、 直径から半径を求めさせる問題もよく出ます。
- 「半径 cm、 中心角 のおうぎ形の面積」 や、 円と四角形を組み合わせた図形の面積も出ます。
よくまちがえるところ
円の問題では、 公式の取りちがえと、 半径・直径の取りちがえがほとんどです。
| まちがい | 例 | 直し方 |
|---|---|---|
| 円周の公式で面積を求める | 半径 5 cm の円の面積を 10 × 3.14 = 31.4 とする | 面積は 半径 × 半径 × 3.14 = 78.5 |
| 直径をそのまま公式に入れる | 直径 14 cm の円の面積を 14 × 14 × 3.14 とする | 半分にして半径 7 cm。 7 × 7 × 3.14 |
| 半径 × 半径 を 半径 × 2 とする | 5 × 5 のかわりに 5 × 2 = 10 とする | 同じ半径を 2 回かける |
| おうぎ形で中心角の割合をかけ忘れる | 半径 6 cm・中心角 90° を 113.04 のままにする | 円の面積 × 中心角/360 = 28.26 |
いちばん多いのは 円周と面積の取りちがえ です。 円周 (まわりの長さ) は 直径 × 3.14 で、 答えの単位は cm。 面積 (広さ) は 半径 × 半径 × 3.14 で、 答えの単位は cm² です。 問題文に 「まわりの長さ」 「ひもの長さ」 とあれば円周、 「広さ」 「面積」 「ぬる部分」 とあれば面積だと読み取りましょう。 単位を先に決めておくと、 使う公式もはっきりします。
円の計算の手順
つぎの順に進めると、 半径の取りちがえもかけ忘れも起きません。 例として 「直径 14 cm、 中心角 90° のおうぎ形の面積」 を求めます。
| 順番 | すること | このときの計算 |
|---|---|---|
| 1 | 与えられたのが直径か半径かを確かめる | 直径 14 cm |
| 2 | 半径を出す (直径なら 2 でわる) | 14 ÷ 2 = 7 (cm) |
| 3 | 長さを求めるのか広さを求めるのか決める | 広さなので 半径 × 半径 × 3.14 |
| 4 | まず円全体で計算する | 7 × 7 × 3.14 = 153.86 (cm²) |
| 5 | おうぎ形なら 中心角/360 をかける | 153.86 × 1/4 = 38.465 (cm²) |
答えを出したら、 だいたいの大きさも見ておきましょう。 半径 7 cm の円は、 1 辺 14 cm の正方形 (196 cm²) にすっぽり入るので、 153.86 cm² は自然です。 これが 200 をこえたら、 どこかで直径を使っています。
自分でチェック
- 円の面積 = 半径 × 半径 × 3.14 を正しく書ける
- 円周 (直径 × 3.14) と面積を、 問題文と単位から使い分けられる
- 直径が与えられたとき、 まず半分にして半径を出せる
- おうぎ形の面積 = 円の面積 × 中心角/360 を使える
- 中心角 180° は 1/2、 90° は 1/4、 60° は 1/6 とすぐ言える
まとめ
- 円の面積 = 半径 × 半径 × 3.14
- 直径が与えられたら、 まず半分にして半径を出す
- おうぎ形の面積 = 円の面積 ×
- 円周 (直径 × 3.14) と面積 (半径 × 半径 × 3.14) を区別する
- 組み合わせた図形は、 たし算かひき算かを先に決める
次章では、 立体の大きさを表す 角柱・円柱の体積 を学びます。
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