決まった個数ずつのまとまりが繰り返されていること利用して考える問題を周期性の問題と言います。繰り返しの個数と余りを求めてから解きます。
下の図のように,直線に沿って半径1cm,2cm,3cm,4cm,5cmの円の一部(おうぎ形)を左から規則正しく並べ,順にC1,C2,C3,……とします。
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) C1,C2,C3,C4,C5の周りの長さの和を求めなさい。
(2) C1,C2,C3,……,C99,C100,C101の周りの長さの和を求めなさい。
(3) C1からC82の中で,直線より下にある円の一部(おうぎ形)の面積の和を求めなさい。
(1) 弧の長さと直線の長さを別々に計算し合計します。
(1cm+2cm+3cm+4cm+5cm)×2×3.14÷4=23.55cm
(1cm+2cm+3cm+4cm+5cm)×2=30cm
23.55cm+30cm=53.55cm
答 53.55cm
(2) 直線の上下を無視すれば5個を1周期として同じものが繰り返されます。
101÷5=20あまり1
よって,
53.55cm×20+(1cm×2×3.14÷4+1cm×2)
=1071cm+(1.57cm+2cm)
=1074.57cm
答 1074.57cm
(3) 10個を1周期として同じものが繰り返されると考えます。
82÷10=8あまり2
あまりが2なので最後に半径2cmのおうぎ形の面積を加える必要があります。
1周期の間で直線より下にあるおうぎ形は5枚で,半径は1cm,2cm,3cm,4cm,5cmです。
(1×1+2×2+3×3+4×4+5×5)×3.14÷4=43.175
43.175×10+2×2×3.14÷4=348.54cm2
答 348.54cm2