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円周角と中心角

円周上の点を頂点とし、円周上の2点を通る2本の弦がつくる角を円周角といいます。同じ弧に対する円周角は、中心角の半分で、どれも等しい大きさになります。

この単元でできるようになること

  • 円周角と中心角の意味を説明できる
  • 円周角の定理を使って角の大きさを求められる
  • 同じ弧に対する円周角が等しいことを使える
  • 直径に対する円周角が 90° であることを使える
  • 円周角の定理の逆を説明できる

前に習ったこと

始める前に、次の問題が解けるか確かめよう。

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基本を理解する

円周角と中心角とは

円の上に点 A、B、P をとるとき、

  • 中心角:円の中心 O を頂点とする角 \(\angle AOB\)
  • 円周角:円の周上の点 P を頂点とし、同じ弧 AB に対する角 \(\angle APB\)
中心角と円周角 円 O の周上に A・B・P。中心角 ∠AOB と、弧 AB に対する円周角 ∠APB。 中心角 円周角 A B P O

円周角の定理

円周角の定理

同じ弧に対する円周角は中心角の半分である。

\[ \angle APB = \frac{1}{2} \angle AOB \]
中心角 120° と円周角 60° 弧 AB に対する中心角 ∠AOB = 120°、円周角 ∠APB = 60°。 120° 60° A B P O

同じ弧に対する円周角はすべて等しい

等しい円周角

同じ弧に対する円周角は、頂点がどこにあってもすべて等しい。

\[ \angle APB = \angle AQB = \angle ARB \]
同じ弧に対する円周角 弧 AB に対する円周角 ∠APB・∠AQB・∠ARB はすべて等しい。 A B P Q R

半円の弧に対する円周角

半円の弧に対する円周角

AB が円の直径のとき、円周上の点 P に対して

\[ \angle APB = 90° \]
直径に対する円周角 AB は円 O の直径。円周上の点 P について ∠APB = 90°。 90° A B P O

円周角の定理の逆

円周角の定理の逆

2点 P、Q が直線 AB について同じ側にあって、\(\angle APB = \angle AQB\) であれば、4点 A、P、Q、B は1つの円の上にある(同一円周上にある)。

例題

例題1 中心角から円周角を求める

右の図で、\(\angle AOB = 100°\) のとき、\(\angle APB\) を求めよ。

∠AOB = 100° 円 O で、中心角 ∠AOB = 100°。円周角 ∠APB を求める。 100° ? A B P O
解答

円周角の定理より、

\[ \angle APB = \frac{1}{2} \angle AOB = \frac{1}{2} \times 100° = 50° \]

例題2 円周角から中心角を求める

右の図で、\(\angle APB = 40°\) のとき、\(\angle AOB\) を求めよ。

∠APB = 40° 円 O で、円周角 ∠APB = 40°。中心角 ∠AOB を求める。 ? 40° A B P O
解答

円周角の定理より、中心角は円周角の2倍。

\[ \angle AOB = 2 \times \angle APB = 2 \times 40° = 80° \]

例題3 半円の弧に対する円周角

右の図で、AB は直径、\(\angle BAP = 35°\) のとき、\(\angle APB\) と \(\angle ABP\) を求めよ。

AB は直径、∠BAP = 35° AB は円 O の直径で、∠BAP = 35°。∠APB と ∠ABP を求める。 90° A B P O 35° ?
解答

\(\angle APB\) を求める

AB は直径なので、半円の弧に対する円周角より、

\[ \angle APB = 90° \]

\(\angle ABP\) を求める

三角形 ABP の内角の和より、

\[ \angle ABP = 180° - \angle APB - \angle BAP = 180° - 90° - 35° = 55° \]

例題4 同じ弧に対する円周角

右の図で、\(\angle APB = 65°\) のとき、\(\angle AQB\) を求めよ。

同じ弧 AB に対する円周角(65°) 円周上の4点 A・B・P・Q。∠APB = 65°。∠AQB を求める。 65° ? A B P Q
解答

P と Q は同じ弧 AB に対する円周角だから、

\[ \angle AQB = \angle APB = 65° \]

自分でやってみる

解いたら「答えを確認」で確かめよう。

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まとめ

円周角と中心角のポイント

内容 ポイント
円周角の定理 円周角 \(=\) 中心角 \(\div\) 2
等しい円周角 同じ弧に対する円周角はすべて等しい
半円の弧 直径に対する円周角 \(= 90°\)
定理の逆 \(\angle APB = \angle AQB\) \(\Rightarrow\) 4点は同一円周上

理解度チェック

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