부채꼴

연두색으로 색칠된 부분이 부채꼴이다.

부채꼴(circular sector)은 원에서 두 개의 반지름과 하나의 호로 둘러싸인 영역이다. 선상(扇狀)이라고도 한다. 중심각이 180˚인 부채꼴을 반원이라고 부르며, 원은 중심각이 360˚인 부채꼴이라고 생각할 수 있다.

공식

호의 길이

부채꼴의 호의 길이는 라디안의 정의를 이용하여 구할 수 있다. 1라디안은 반지름과 호의 길이가 같을 때의 각의 크기이므로 호의 길이는 반지름과 각의 곱으로 표현할 수 있다.

$L=r\theta$

전체 둘레

부채꼴의 둘레는 부채꼴 호의 길이 + 반지름 2개 이므로, 아래와 같이 표현할 수 있다.

$s=L+2r=r(\theta +2)$

넓이

부채꼴의 넓이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

중심각을 $\theta$, 원의 반지름을 $r$로 두자. 그러면 원의 넓이는 $\pi r^2$이다. 부채꼴의 넓이는 원의 넓이에 중심각의 크기와 $2\pi$의 비를 곱하면 구할 수 있다. 부채꼴의 넓이는 중심각의 크기에 비례하고, 원 전체의 중심각 크기는 $2\pi$이기 때문이다.

$A=\pi r^2\cdot \frac{\theta }{2\pi }=r^2\left(\frac{\theta }{2}\right)=\frac{1}{2}{r}^2\theta$

여기에 $\theta =\left(\frac{L}{r}\right)$를 대입하면

$A=\frac{1}{2}rL$

그리고 만약 $\theta$가 도(°) 단위로 주어졌다면 다음과 같은 식이 얻어진다.

$A=\pi r^2\cdot \frac{\theta }{360}$

성질

부채꼴의 양쪽 면을 서로 연결하여 붙이면 원뿔이다. 이때 부채꼴의 호는 원뿔의 밑면의 원의 둘레가 된다.

• 부채꼴의 넓이(원뿔의 옆넓이 면적)

$\pi {\left(\sqrt{r^2+h^2}\right)}^2\cdot \frac{2\pi r}{2\pi \left(\sqrt{r^2+h^2}\right)}$

$=\pi {\left(\sqrt{r^2+h^2}\right)}^2\cdot \frac{\cancel{2\pi }r}{\cancel{2\pi }\left(\sqrt{r^2+h^2}\right)}$

$=\frac{\pi {\left(\sqrt{r^2+h^2}\right)}^2\cdot r}{\left(\sqrt{r^2+h^2}\right)}$

$=\pi \sqrt{r^2+h^2}\cdot r$

$=\pi r\sqrt{r^2+h^2}$

같이 보기

• 원
• 타원
• 활꼴
• 원뿔