【中学数学】図形~公式・例題一覧(平面図形・立体図形・空間図形)~

1.平面図形
円周の長さ・円の面積

半径 \(r\) の円において, 円周率を\(\pi\) とすると

①円周の長さ \(l = 2 \pi r\)
※(直径)× (円周率)

②円の面積 \(S = \pi r^2\)
※(半径)×(半径)×(円周率)

扇形の弧の長さ・面積

半径 \(r\) 中心角 \(a\) の扇形において,

円周率を\(\pi\) とすると

①弧の長さ \(l = 2 \pi r \times \displaystyle\frac{a}{360^\circ}\)
※円周に対する割合\(\displaystyle\frac{a}{360^\circ}\)を掛けると弧の長さになる

②面積 \(S = \pi r^2 \times \displaystyle\frac{a}{360^\circ }\)
※円の面積に対する割合\(\displaystyle\frac{a}{360^\circ }\)を掛けると扇形の面積になる

多角形の内角の和と正多角形の内角

①\(n\) 角形の内角の和は

\( 180^\circ \times (n -2)\)
※三角形(内角の和が180°)が\((n – 2)\)個あると考える

②正\(n\)角形の1つの内角の大きさは

\(\displaystyle\frac{1}{n}\{180^\circ  \times (n -2)\}\)
※正\(n\)角形はすべての内角の和が等しいため、\(n\) 角形の内角の和を頂点の数\(n\)で割る

三角形の合同条件

①3辺の長さがそれぞれ等しい(三辺相等)

②2辺のその間の角がそれぞれ等しい(二辺挟角相等)

③1辺とその両端の角がそれぞれ等しい(一辺両端角相等)

三角形の相似条件

①3辺の比がそれぞれ等しい(三辺比相等)
②2辺の比とその間の角が等しい(二辺比挟角相等)
③2つの角がそれぞれ等しい(二角相等)

平行線と比

図において、\(DE /\!/ BC\) のとき

①\(AD : AB = AE : AC = DE : BC\)
② \(AD : DB = AE : EC\)

中点連結定理

三角形ABCにおいて\(M, N\) がそれぞれ\(AB, AC\) の中点のとき

①\(MN /\!/ BC\)
②\(MN:BC = 1:2\)

\(\angle\)Aの内角の二等分線

△ABCの\(\angle\)Aの内角の二等分線と辺BCとの交点Pは,辺BCをAB:ACに内分する

BP:PC=BA:AC

円周角の定理

①図において、4点A, B, P, Q が同一円周上にあるとき、 

\(\angle\)APB =\(\angle\)AQB

②円周角は中心角の半分

※特に、直径(中心角\(180^\circ\))がつくる円周角は直角(\(90^\circ\))

円に内接する四角形

四角形が円に内接するとき、

①対角の和は \(180^\circ\)

②内角は,その対角の外角に等しい

方べきの定理

①\(PA \cdot PB =PC \cdot PD\)

②\(PA \cdot PB =PC \cdot PD\)

③\(PA \cdot PB =PT^2\)

チェバの定理

図のような△ABC において

\(\displaystyle\frac{RB}{AR} \cdot \displaystyle\frac{PC}{BP} \cdot \displaystyle\frac{QA}{CQ} = 1\)

メネラウスの定理

図のような△ABC と直線\(\ell\)において

\(\displaystyle\frac{RB}{AR} \cdot \displaystyle\frac{PC}{BP} \cdot \displaystyle\frac{QA}{CQ} = 1\)

三平方の定理

\(\angle C = 90^\circ\) の直角三角形ACBにおいて

\(a^2 + b^2 = c^2\)

座標平面上の2点間の距離

2点\(A(x_1, y_1)\), \(B(x_2, y_2)\) 間の距離\(d\) は

\(d = \sqrt{(x_2 – x_1)^2 + (y_2 – y_1)^2}\)

2.立体図形・空間図形
〇〇柱の体積

①角柱の体積

底面積が\(S\), 高さが\(h\) の角柱の体積\(V\) は

\(V = SH\)

※(角柱の体積)=(底面積)×(高さ)

②円柱の体積

底面の半径が \(r\)、 高さが \(h\) の円柱の体積\(V\)は

\(V = \pi r^2 h\)

※円柱の場合は底面積\(S = \pi r^2\)となる

〇〇錐の体積

①角錐の体積

底面積が\(S\), 高さが\(h\) の角柱の体積\(V\) は

\(V = \displaystyle\frac{1}{3}SH\)

※(角柱の体積)=\(\displaystyle\frac{1}{3}\)×(底面積)×(高さ)

②円錐の体積

底面の半径が \(r\)、 高さが \(h\) の円柱の体積\(V\)は

\(V = \displaystyle\frac{1}{3}\pi r^2 h\)

※円錐の場合は底面積\(S = \pi r^2\)となる

円柱の側面積

底面の半径\(r\), 高さが\(h\) である円柱の側面積\(S\)は

\(S = 2 \pi r h\)

円錐の側面積

底面の半径\(r\), 母線の長さが\(l\) である円錐における側面積\(S\)は

\(S = \pi r l\)

球の体積・表面積

半径\(r\) の球において

①体積\(V = \displaystyle\frac{4}{3}\pi r^3\)

※「身(\(3\))の上に心配(\(4\pi\))ある(\(r\))ので参上(\(3乗\))」

と覚える

②表面積\(S = 4\pi r^2\)

※「心配(\(4\pi\))ある(\(r\))事情(\(2\)乗)」

と覚える

直方体の対角線の長さ

各辺の長さが\(a, b, c\)である直方体の対角線の長さ\(L\)

\(L = \sqrt{a^2+b^2+c^2}\)         

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