数学 円周角の予想問題5問——円周角の定理を図で1問ずつ解説
円周角は、「同じ弧」に対する角どうしを正しく結びつけられるかがポイントの単元です。円周角と中心角の関係、直径と直角、同じ弧に対する円周角、円周の等分と角の5問にしぼり、図を見ながら1問ずつ解説しました。図はこの記事のための自作です。相似は → 相似の予想問題。
- 円周角は、同じ弧に対する中心角の半分
- 中心角は、同じ弧に対する円周角の2倍
- 直径に対する円周角は90°
- 同じ弧に対する円周角は、すべて等しい
- 円周角の大きさは、弧の長さに比例する
問題(まず自分で解いてみよう)
- 図で、点A、B、Pは円Oの周上の点で、∠AOB=110° です。∠APB の大きさを求めなさい。
- 図で、点A、B、Cは円Oの周上の点で、∠ACB=38° です。∠AOB の大きさ x を求めなさい。
- 図で、線分ABは円Oの直径で、点Cは円周上の点です。∠CAB=34° のとき、∠ABC の大きさ x を求めなさい。
- 図で、点A、B、C、Dは同じ円の周上の点で、∠ADB=47° です。∠ACB の大きさ x を求めなさい。
- 図は、円周を12等分した点の一部を結んだものです。点Aと点Bの間には、等分した弧が2つ分あります(Cをふくまない側)。∠ACB の大きさ x を求めなさい。
目安:1問1〜2分。解き終わったら、下の「答えと解説を見る」を開いて確かめましょう。
答えと解説
問題1
図で、点A、B、Pは円Oの周上の点で、∠AOB=110° です。∠APB の大きさを求めなさい。(図は上の問題を見てください)
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答え:∠APB は55°です
考え方:1つの弧に対する円周角は、その弧に対する中心角の半分です(円周角の定理)。
解き方:∠APB は弧AB(Pをふくまない側)に対する円周角、∠AOB は同じ弧ABに対する中心角です。中心角が110°なので、円周角はその半分で 55° です。
よくあるミス:① 中心角と同じ110°と答えるミス。円周角は中心角の半分です。② どの弧に対する角かを確かめずに計算するミス。円周角と中心角は、同じ弧に対するものどうしでくらべます。
確かめ:求めた55°を2倍すると110°になり、問題の中心角と一致します。円周角の2倍が中心角になっていることで確かめられます。
問題2
図で、点A、B、Cは円Oの周上の点で、∠ACB=38° です。∠AOB の大きさ x を求めなさい。(図は上の問題を見てください)
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答え:x は76°です
考え方:円周角の定理を逆向きに使います。中心角は、同じ弧に対する円周角の2倍です。
解き方:∠ACB と ∠AOB は、どちらも弧AB(Cをふくまない側)に対する角です。円周角が38°なので、中心角はその2倍で 76° です。
よくあるミス:① 半分にして19°と答えるミス。中心角から円周角を求めるときは半分、円周角から中心角を求めるときは2倍です。② 中心角を「360°から引いた角」と考えるミス。ここではCをふくまない側の弧に対する中心角を求めます。
確かめ:76°の半分は38°で、問題の円周角と一致します。中心角と円周角の関係が成り立っていることで確かめられます。
問題3
図で、線分ABは円Oの直径で、点Cは円周上の点です。∠CAB=34° のとき、∠ABC の大きさ x を求めなさい。(図は上の問題を見てください)
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答え:x は56°です
考え方:直径に対する円周角は90°です。直径ABに対する中心角は180°なので、円周角はその半分の90°になります。
解き方:ABは直径なので ∠ACB=90° です。△ABC の内角の和は180°なので、∠ABC は180°から90°と34°を引いて 56° です。
よくあるミス:① ∠ACB が90°であることに気づかず、角が1つしか分からないと考えて手が止まるミス。直径を見つけたら直角と覚えます。② 34°を2倍して68°と答えるミス。34°は中心角を求める問題ではなく、三角形の角として使います。
確かめ:△ABC の3つの角は34°、90°、56°で、合わせると180°になります。三角形の内角の和と一致することで確かめられます。
問題4
図で、点A、B、C、Dは同じ円の周上の点で、∠ADB=47° です。∠ACB の大きさ x を求めなさい。(図は上の問題を見てください)
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答え:x は47°です
考え方:同じ弧に対する円周角は、すべて等しいです。円周角がいくつあっても、同じ弧を見ていれば大きさは同じになります。
解き方:∠ADB と ∠ACB は、どちらも弧AB(C、Dをふくまない側)に対する円周角です。したがって ∠ACB は ∠ADB と等しく 47° です。
よくあるミス:① 点の位置がちがうので大きさもちがうと考えるミス。円周上のどこに頂点があっても、同じ弧に対する円周角なら等しくなります。② 2倍して94°と答えるミス。2倍になるのは中心角のときです。
確かめ:弧ABに対する中心角を考えると、47°の2倍で94°です。∠ACB も同じ弧に対する円周角なので、94°の半分の47°になり、答えと一致します。
問題5
図は、円周を12等分した点の一部を結んだものです。点Aと点Bの間には、等分した弧が2つ分あります(Cをふくまない側)。∠ACB の大きさ x を求めなさい。(図は上の問題を見てください)
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答え:x は30°です
考え方:円周を等分した問題では、まず1つ分の弧に対する中心角を求めます。円周角は弧の長さに比例するので、弧がいくつ分かで角が決まります。
解き方:円の中心角は全部で360°なので、12等分した1つ分の弧に対する中心角は30°です。弧ABは2つ分なので、中心角は60°です。∠ACB はその半分で 30° です。
よくあるミス:① 1つ分の弧に対する円周角を30°と考えるミス。360°を12でわった30°は中心角で、円周角はその半分の15°です。② 弧の数を数えまちがえるミス。点と点の間の弧の数を数えます。
確かめ:1つ分の弧に対する円周角は15°なので、2つ分では30°になります。中心角から求めた答えと一致することで確かめられます。
円周角のまとめ表
| きまり | 内容 | この記事の問題 |
|---|---|---|
| 円周角の定理 | 円周角は、同じ弧に対する中心角の半分 | 問題1・2 |
| 直径と円周角 | 直径に対する円周角は90° | 問題3 |
| 同じ弧に対する円周角 | すべて等しい | 問題4 |
| 弧の長さと円周角 | 円周角は弧の長さに比例する | 問題5 |
迷ったときの手順
- 求める角が、どの弧に対する角かを確かめる(弧の両はしの点を指でなぞる)
- 同じ弧に対する中心角や、ほかの円周角がないかをさがす
- 直径があれば、その直径に対する円周角を90°と書きこむ
- 三角形があれば、内角の和180°も使って残りの角を求める
- 答えが出たら、中心角と円周角の2倍・半分の関係で確かめる
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- 三平方の定理 → 三平方の定理の予想問題
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よくある質問
円周角と中心角の関係は?
1つの弧に対する円周角は、その弧に対する中心角の半分です。逆に、中心角は円周角の2倍になります。
直径に対する円周角はなぜ90°ですか?
直径に対する中心角は180°なので、円周角はその半分の90°になるからです。
同じ弧に対する円周角が等しいのはなぜですか?
どの円周角も、同じ弧に対する中心角の半分になるからです。中心角が同じなので、円周角もすべて等しくなります。
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