
まず割合から中心角を求め、そのあと、半径や母線を逆に求める練習へ進みます。
おうぎ形で割合を使う考え方は、こちらで説明しています。
展開図では、底面の円周がおうぎ形の弧になる
おうぎ形の半径は9cm、弧の長さは半径3cmの円の円周です。

- おうぎ形の弧の長さ:底面の円周なので\(2\times3\times\pi\)
- おうぎ形を含む大きな円の円周:半径9cmなので\(2\times9\times\pi\)

割合は\(\dfrac{2\times3\times\pi}{2\times9\times\pi}=\dfrac39=\dfrac13\)です。
分子と分母の2とπが約分できるので、この比で表せます。
中心角を求める基本問題
底面の半径3cm、母線9cmの円錐について、側面の展開図のおうぎ形の中心角を求めなさい。

答え:120°

割合は\(\dfrac39=\dfrac13\)。大きな円の3分の1なので、中心角も360°の3分の1です。
図の青い3cmが分子、緑の9cmが分母に対応しています。逆にして\(\dfrac93\)としないようにしましょう。
底面の半径を\(r\)、母線を\(L\)とすると、中心角は\(360^\circ\times\dfrac{r}{L}\)です。
中心角から、底面の半径や母線を求める
その割合が「底面の半径÷母線」と同じになるように、足りない長さを求めます。
母線9cm、側面の展開図の中心角120°の円錐があります。底面の半径を求めなさい。

答え:3cm

120°は360°の3分の1なので、底面の半径は母線の3分の1です。\(9\times\dfrac13=3\)(cm)となります。
底面の半径を\(r\)cmとおき、図のように\(360\times\dfrac{r}{9}=120\)を解いても求められます。
底面の半径3cm、側面の展開図の中心角120°の円錐があります。母線の長さを求めなさい。

答え:9cm

底面の半径3cmが母線の3分の1にあたります。だから、母線は\(3\div\dfrac13=9\)(cm)です。
3cmをさらに3分の1にするのではありません。
答えを確かめると、\(360\times\dfrac39=120\)。もとの中心角に戻ります。
長さを求めてから、面積へ進む問題
母線10cm、側面の展開図の中心角144°の円錐があります。底面の円の面積を求めなさい。

答え:\(16\pi\)cm²

割合は\(\dfrac{144}{360}=\dfrac25\)です。底面の半径は母線10cmの5分の2なので、4cmになります。
ここで求めたいのは底面の円の面積です。半径4cmを使って、\(4\times4\times\pi=16\pi\)(cm²)とします。
底面の半径3cm、側面の展開図の中心角216°の円錐があります。側面積を求めなさい。

答え:\(15\pi\)cm²

割合は\(\dfrac{216}{360}=\dfrac35\)。底面の半径3cmが母線の5分の3なので、母線は5cmです。
側面積は「底面の半径×母線×π」で、\(3\times5\times\pi=15\pi\)(cm²)となります。
図の展開図は、半円より大きいおうぎ形です。中心角216°という条件と合っていますね。
発展:2つの展開図を合わせる問題
母線の長さがともに\(R\)cm、底面の半径がそれぞれ4cm、6cmの2つの円錐があります。側面の展開図のおうぎ形を図のように合わせると、ちょうど1つの円になりました。底面半径4cmの円錐の展開図の中心角を\(x^\circ\)として、\(x\)と\(R\)を求めなさい。

答え:\(x=144\)、\(R=10\)

2つの弧は、それぞれ底面の円周なので\(8\pi\)cmと\(12\pi\)cmです。合わせた円の円周は\(20\pi\)cmになります。
底面半径4cmの側のおうぎ形は、円周\(20\pi\)のうち\(8\pi\)を占めます。割合\(\dfrac{8\pi}{20\pi}=\dfrac25\)を360°にかければ、\(x=144\)です。
また、合わせた円の半径が共通の母線\(R\)なので、\(2\pi R=20\pi\)から\(R=10\)となります。
発展:展開図が半円になる境目
母線10cmを固定して、底面の半径\(x\)cmだけを変えます。図の3つのおうぎ形を比べてください。

図のAは中心角180°未満、Bは180°、Cは180°を超えるパターンです。底面の半径と母線が同じ長さにはならない、通常の円錐を考えるので、\(0<x<10\)の範囲で考えます。
母線10cm、底面の半径3cmの円錐では、展開図はA・B・Cのどのパターンになりますか。
答え:A

中心角は\(360^\circ\times\dfrac3{10}=108^\circ\)です。180°より小さいので、Aになります。
母線10cmの円錐で、側面の展開図が半円になるとき、底面の半径\(x\)cmを求めなさい。
答え:\(x=5\)

半円の割合は2分の1です。底面の半径は母線10cmの2分の1なので、5cmになります。
つまりAは\(0<x<5\)、Bは\(x=5\)、Cは\(5<x<10\)です。図の空欄に共通して入る数字は5です。
困ったら、弧と円周の対応へ戻る
展開図の弧=底面の円周
公式を忘れたら、この対応に戻りましょう。
底面半径と母線を比べて割合を求める。中心角がわかっているなら、割合から足りない長さを求める。この順で考えてみてください。




























割合=底面の半径÷母線