【中学数学】図形の重要公式一覧。面積から証明条件,三平方の定理まで。

中学生の公式一覧~図形~

中学校で習う公式のうち,図形関連の内容をまとめました。

目次から見たい公式をクリックして参照してください。

基本的な図形の面積

面積公式一覧

三角形の面積=底辺×高さ÷2

正方形の面積=1辺×1辺。

長方形の面積=横×縦。

平行四辺形の面積=底辺×高さ。

台形の面積=(上底+下底)×高さ÷2

ひし形の面積=対角線×対角線÷2

円・おうぎ形

円の公式

円周の長さ=2×円周率×半径。
\(ℓ = 2πr\)

円の面積=半径×半径×円周率。
\( S = πr^2 \)

※\(S =\)面積,\(ℓ =\)円周の長さ。

おうぎ形の公式

弧の長さ=円周\(×\displaystyle\frac{中心角}{360}\)
\(\displaystyle ℓ=2πr×\frac{中心角}{360}\)

おうぎ形の面積は
\(\displaystyle円の面積×\frac{中心角}{360}\)
または,
\(\displaystyle\frac{1}{2}×半径×弧の長さ\)

\(\displaystyle S=πr^2×\frac{中心角}{360}\)

\(\displaystyle S=\frac{1}{2}ℓr\)

※\(S =\)面積,\(ℓ =\)弧の長さ。

正多面体

正多面体一覧。
正多面体は全部で5つ。

正多面体一覧。

正四面体:すべての面が正三角形。
正六面体:すべての面が正方形。
正八面体:すべての面が正三角形。
正十二面体:すべての面が正五角形。
正二十面体:すべての面が正三角形。

投影図

投影図

投影図。立面図は正面、平面図は上からみた図。

立面図:立体を正面からみた図。
平面図:立体を上からみた図。

立体の体積

柱体の体積

〇柱体積。

体積=底面積×高さ

錐体の体積

〇錐体積。

体積=底面積×高さ×\(\displaystyle\frac{1}{3}\)

立体の表面積

円柱の表面積

円柱の展開図

底面積\(=πr^2\)
側面積\(=2πrh\)
表面積\(=\)底面積\(×2\)+側面積なので,
表面積\(=πr^2×2+2πrh\)

円錐の表面積

円錐の展開図

底面積\(=πr^2\)

側面積(おうぎ形)=\(\displaystyle  \frac{1}{2}×\)おうぎ形の半径\(×\)弧の長さ なので,

側面積=\(\displaystyle=\frac{1}{2}a×2πr\)

表面積\(=πr^2+\)\(\displaystyle\frac{1}{2}a×2πr\)

※側面積については約分が可能ですが、実際に解く際には計算の流れで自然に約分すると思いますので、約分しない形を残しておきます。

球の公式

\(\displaystyle V=\frac{4}{3}πr^3\)

\(\displaystyle S=4πr^2\)

※\(V =\)体積,\(S =\)表面積。

合同条件

三角形の合同条件

①3組の辺がそれぞれ等しい。
②2組の辺とその間の角がそれぞれ等しい。
③1組の辺とその両端の角がそれぞれ等しい。

直角三角形の合同条件

①斜辺と1つの鋭角がそれぞれ等しい。
②斜辺と他の1辺がそれぞれ等しい。

図形の定義・性質

正三角形

定義:3辺が等しい三角形

よく使う性質
①正三角形の角度は全て等しい。
②正三角形の1つの角度は60°。

二等辺三角形

定義:2つの辺の長さが等しい三角形

よく使う性質
①二等辺三角形の底角は等しい。
②頂角の二等分線は底辺を垂直に二等分する。

平行四辺形

定義:2組の対辺がそれぞれ平行な四角形。

よく使う性質
①2組の対辺がそれぞれ等しい。
②2組の対角がそれぞれ等しい。
③対角線はそれぞれの中点で交わる。

平行四辺形になるための条件

①2組の対辺がそれぞれ平行。
②2組の対辺の長さがそれぞれ等しい。
③2組の対角の大きさがそれぞれ等しい。
④対角線がそれぞれの中点で交わる。
⑤1組の対辺が平行でその長さが等しい。

正方形

定義:4つの角がすべて等しく,4つの辺が全て等しい四角形。

よく使う性質
①正方形の1つの角度は90°。

長方形

定義:4つの角がすべて等しい四角形。

ひし形

定義:4つの辺がすべて等しい四角形。

よく使う性質
対角線は垂直に交わる。

相似条件

三角形の相似条件

①3組の辺の比がすべて等しい。
②2組の辺の比とその間の角がそれぞれ等しい。
③2組の角がそれぞれ等しい。

中点連結定理

中点連結定理

中点連結定理

三角形ABCにおいて,点Dと点Eがそれぞれ辺ABと辺ACの中点の時,以下が成り立つ。

BC//DE。
DE\(=\displaystyle \frac{1}{2}\)BC

面積比・体積比

相似比な図形

\begin{align}
相似比 & = a :  b  :  cの時\\
面積比& = a^2:b^2:c^2 \\
体積比& = a^3:b^3:c^3 \\
\end{align}

高さが同じ三角形の面積比

\begin{align}
底辺の比 & = a :  b の時\\
面積比& = a :  b \\
\end{align}

三平方の定理

基本の公式(ピタゴラスの定理)

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

(斜辺の2乗) = (他の2辺の二乗の和)。
直角三角形の斜辺を\( c \),他の辺の長さをそれぞれ\( a \),\( b \)とすると,この関係が成り立つ。

証明方法はここをクリック

特別な三角形(角度と辺の比が決まっている直角三角形)

45°,45°,90度の直角三角形では,
\( 1 \):\( 1 \):\(\sqrt{2}\)となる(\(\sqrt{2}\)が斜辺)。

30°,60°,90°の直角三角形では,
\( 1 \):\( 2 \):\(\sqrt{3}\)となる(\( 2 \)が斜辺)。

特別な三角形(ピタゴラス数)

整数だけで,三平方が成り立つ(直角三角形の辺の長さが,すべて整数になる)組を「ピタゴラス数」という。無数に存在するが、この3つは出てくることが多い。(赤い数字は斜辺)

座標上の2点間の距離

\((a.b)と(c,d)の距離は\)
\( \sqrt {(a-c)^2+(b-d)^2}  \)

円周角の定理

円周角の定理

円周角の定理。