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公式

公式: スタジアム形(幾何学)の面積・周長計算ツール
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  1. Area

    Area: スタジアム形(幾何学)の面積・周長計算ツール

    Rectangle area (a by diameter 2r) plus the two semicircles, which together make one full circle of area pi r^2.

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結果

+
面積 A
178.54
半径 r 5
直線部の長さ a 10
周長 P 51.4159
面積 A 178.54

スタジアム形とは?

幾何学でいうスタジアム(stadium)とは、長方形の両端に半円をくっつけた2次元の図形のことです。半円の半径をrとすると、長方形の長さはa、幅は2r(直径と等しい)になります。両端の2つの半円を合わせると、半径rの完全な円が1つできあがります。この名前は、同じような角の丸い長方形の輪郭をもつ陸上トラックや競技場(スタジアム)に由来しています。

長方形の両端に半円が付いたスタジアム形。a と r が記されている
スタジアム形は、長さ a の長方形の両端を半径 r の半円で挟んだ形です。

この計算ツールの使い方

まず、すでに分かっている2つの値に応じて、計算方法を選ぶドロップダウンから計算モードを選択します。その2つの値を入力し、必要であれば円周率(π)の値や表示単位を変更し、四捨五入する有効数字の桁数を指定してください。すると、図形を決める4つの値、すなわち半径r、直線部の長さa、周長P、面積Aがすべて求められます。選択した単位は表示上の飾りにすぎず、結果に付加される(面積には平方の単位が付く)だけで、単位換算は一切行われません。そのため、入力値はすべて同じ単位でそろえてください。

計算式

周長は、2本の直線部分に、合わさった半円(=1つの円)の円周全体を足したものです:$$P = 2a + 2\pi r$$。面積は、長方形の面積に、2つの半円が作る円の面積を足したものです:$$A = 2ar + \pi r^2$$。どのモードも、この式を代数的に変形しただけです。rAが分かっていれば \(a = (A - \pi r^2) / (2r)\)、rPが分かっていれば \(a = (P - 2\pi r) / 2\)、aPが分かっていれば \(r = (P - 2a) / (2\pi)\) で求められます。

スタジアムを中央の長方形と、両端の半円を合わせた1つの円に分解した図
面積は長方形(\(2ar\))と1つの完全な円(\(\pi r^2\))に分けられ、周囲は2本の直線と円1周分の長さです。

計算例

\(r = 5\)、\(a = 10\)、\(\pi = 3.14159265\) として計算してみましょう。周長は $$P = 2(10) + 2\pi(5) = 20 + 31.4159 = 51.4159$$、面積は $$A = 2(10)(5) + \pi(5)^2 = 100 + 78.5398 = 178.540$$ となります。逆に \(r = 5\)、\(P = 51.4159\) から計算すると \(a = (51.4159 - 31.4159) / 2 = 10\) となり、面積も同じく \(178.540\) になることが確認できます。

よくある質問

なぜ半径は0より大きくなければならないの? 半径が0だと曲線部分(半円)がなくなってしまい、さらに式 \(a = (A - \pi r^2) / (2r)\) でゼロ除算が発生してしまうため、もはやスタジアム形とは呼べなくなります。

面積や周長が小さすぎる場合は? 面積から求めるモードでは \(A \geq \pi r^2\)、周長から求めるモードでは \(P \geq 2\pi r\)(または \(P \geq 2a\))が必要です。これを満たさないと、計算上の直線部の長さや半径が負の値になってしまい、計算ツールはその入力を無効として警告します。

円周率(π)を変更できますか? はい。「πの値」欄で定数を上書きできます。教科書の問題などで 3.14 のような丸めた値が指定されている場合に便利です。

最終更新: