巻き付くひも-1-6

巻き付くひも-1-6(学習院中等科2022/巻き付く糸の先端の移動距離と、糸が通った部分の面積)

巻き付くひも-1-6

問題

 問題(学習院中等科2022/巻き付く糸の先端の移動距離と、糸が通った部分の面積)

図1は角Aが90゜、角Bが60°、BCの長さが12cmの直角三角形ABCの点Aから先端(せんたん)をPとする糸を角PABが90゜になるようにぴんと張った図です。図2のように反時計回りに糸をぴんと張ったまま直角三角形ABCに巻きつけていったところ、AB、BCの順に巻きついた後、AC上の点Cから6cmの点DにPが重なりました。

巻き付くひも-1-6

このとき、次の問いに答えなさい。ただし、円周率を3.14とします。
(1) 糸の長さ(APの長さ)を求めなさい。
(2) 糸の先端Pが通った経路の長さを求めなさい。
(3) 糸が通った部分の面積を求めなさい。


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解答

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図1は角Aが90゜、角Bが60°、BCの長さが12cmの直角三角形ABCの点Aから先端(せんたん)をPとする糸を角PABが90゜になるようにぴんと張った図です。図2のように反時計回りに糸をぴんと張ったまま直角三角形ABCに巻きつけていったところ、AB、BCの順に巻きついた後、AC上の点Cから6cmの点DにPが重なりました。

巻き付くひも-1-6

このとき、次の問いに答えなさい。ただし、円周率を3.14とします。
(1) 糸の長さ(APの長さ)を求めなさい。
(2) 糸の先端Pが通った経路の長さを求めなさい。
(3) 糸が通った部分の面積を求めなさい。

 


 

巻き付くひも-1-6(1)
三角定規と辺の長さの比が同じであり、AB:BC=1:2を使うとABは6cm。
よってAPの長さは6+12+6=24cm

(答え) 24cm

 

(2)
糸の先端Pが通った経路は下図の様になる。

求める長さ=24×2×3.14×$ \displaystyle \frac{90}{360} $+18×2×3.14×$ \displaystyle \frac{120}{360} $+6×2×3.14×$ \displaystyle \frac{150}{360} $
=91.06cm

巻き付くひも-1-6

(答え) 91.06cm

 

(3)
(2)の図より、
求める面積=24×24×3.14×$ \displaystyle \frac{90}{360} $+18×18×3.14×$ \displaystyle \frac{120}{360} $+6×6×3.14×$ \displaystyle \frac{150}{360} $
=838.38cm2

(答え) 838.38cm2

 

 

hajizo
ではまた~