図形 9 二つの円 (略解)
桐光学園高校 (R5年) ★★ 桐光学園高校 (R7年) ★★
 図のように半径がそれぞれ1,1,√2−1である3つの円が外接している。このとき,3つの円で囲まれた図形の面積を求めよ。

【解】3円A,B,Cの接点をP,Q,Rとする
面積=△ABC−(扇形APR+扇形BPQ+扇形CQR)
 =×(1+√2−1)2−12π×−(√2−1)2π××2
 =1−π(3−2√2)π
 =1+(−1)π
 図のように,四角形ABCDは∠C=∠D=90°の台形である。円Oは台形のすべての辺と接し,円O'は辺AB,BCおよぴ円Oと接している。AB=2,CD=のとき,円0'の半径を求めよ。

【解】
∠B=60°,BH=

円O'は1辺の正三角形の内接円だから,
 半径=×
東京工大附属科技高校 (R5年) ★★ 東京科学大附属科技高校 (R7年) ★
 影をつけた部分の面積

【解】
円Oで,扇形OAB=(2√3)2π×=4π
円Cで,扇形CAB=62π×=6π
影=(扇形OAB+△ABC)−扇形CAB
 =4π×(×62)−6π(6√3−2π)cm2
 
 図のように,4点A,B,C,Dは一直線上にあり,AB=BC=CD=1cmとする。点Eは線分ADを直径とする円の周上にあり,線分EDは線分ACを直径とする円と点Tで接している。このとき,線分BEの長さを求めなさい。

【解】
△DTB∽△DEA(相似比2:3)より,TE=

△BTEで,BE=√(+1)=cm
桐朋高校 (R6年) ★★★ 東海高校 (R4年) ★★★
 右の図のように点Cを中心とし,線分ABを直径とする半円と,点Bを中心とし,線分DEを直径とする半円がある。
 ただし,Dは線分AC上の点である。の交点をFとし,線分EFとの交点のうち,Fとは異なる点をGとする。
(1) GA=GEであることを証明せよ。
【証明】
∠A=∠F(弧BGの円周角)…ア
∠E=∠F(半径BE=BF) …イ
ア=イより,∠A=∠Eで, GA=GE

(2) AC=5,BE=8のとき,次のものを求めよ。
@ △CBFの面積
【解】垂線CHをおろすと,BH=BF=4で,CH=3
△CBF=×8×3=12

A EFの長さ
【解】△CAG∽△GAEより,CA:AG=GA:AE
 5:AG=GA:18で,AG=3√10
△GAE∽△BEFより,GA:AE=BE:EF
 3√10:18=8:EFで, EF=10

B △GAEの面積
【解】△GAEは二等辺三角形で,AK=9,GK=3
△GAE=×18×3=27 
 長さが6cmの線分ABを直径とする円Cと,円CにBで内接する半径2cmの円C'がある。

(1) 円C,円C',接線lで囲まれた斜線部は[  ]cm2である。
【解】2円の中心をP,Qとすると,
△AQTで,∠A=30°,∠BPR=60°
斜線部=(△APR+扇形PBR)−半円C'
 =(×3×3+32π×)−22π×
 =3π−2π3cm2

(2) 直線STと円Cの2つの交点を結んだ線分の長さは[  ]cm
【解】
△QSTは正三角形で,PH=√
3×
△S'PT'で,S'T'=2S'H=2√ {32−()2}=33cm
土浦日大高校 (R7年) ★
 線分ABを直径とする円Oと,直線ABと点Bで接する円O'があり,直線OO'と円O,円O'との交点を図のようにそれぞれC,Dとする。∠BDC=18°のとき,∠BOD=[ア ]°,∠CBD=[イ ]°である。

【解】
ア △OO'Bで,∠BOD=180−(90+36)=54°
イ アより,∠OCB=63°,△CBDで,∠CBD=63−18=45° 

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