Math Battle [ 0230: 面積の足し引き ]

[ 0230: 面積の足し引き ]


[ 丘品花志先生の出題 ]

下の図で赤に着色した部分の面積を求めてください。 無理数になりますので小数点以下 3 桁の精度で結構です。


[ 大宙麗亜ちゃんの回答 ]

計算が面倒ですがやってみます。 出題の図を以下のように解剖します。

赤い部分 = 右下の直角三角形 - 絢香の三日月 - 領域2

  • 右下の直角三角形の面積 = 4*8/2 = 16

  • 絢香の三日月の面積
    = 扇形の面積 - 三角形 OAB の面積
    = 16*π*((π-2*θ)/2*π) - 8*cos(θ)*4*sin(θ)*1/2
    = 8*π - 16*θ -16*sin(θ)*cos(θ)

  • 領域 2 の面積 = 4 x 4の正方形の面積 - 半径 4 の 1/4 円の面積
    = 16 - 4^2*π/4 = 16 - 4*π

  • 以上合わせますと、赤い部分の面積は:
    16 - (8*π - 16*θ - 16*sin(θ)*cos(θ)) - (16 - 4*π)
    = -4*π + 16*θ + 16*sin(θ)*cos(θ) 

tan(θ) = 1/2 ですから
sin(θ) = 1/sqrt(5), cos(θ) = 2/sqrt(5)

結局、赤い部分の面積
= -4*π + 16*arctan(1/2) + 32/5
= 約 1.252

できました。

ちなみに有理数による近似値は:

221026647917 / 176540106940
= 約 1.25199 です。


[ 浅見多絵さんのコメント ]

あはははは。レイアちゃんは面白い。
湯会老人、レイアちゃんに今年の Math Battle ユーモア大賞をあげてください。


[ 星楊令さんのコメント ]

カラオケのノリで幾何学の問題を解くとは。
将来はグラミー賞とフィールズ賞の同時受賞ですね。


[ 井伊莞爾君のコメント ]

君も見ているだろう
この消えそうな味香好き
つながっているからねって
AI(人工知能) してるからねって


[ 西尾三奈さんのコメント ]

莞爾、私たちはみんな AI してるの。 でも悪ノリはやめなさい。

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