円の面積が「半径 × 半径 × 円周率π」で求められる理由を論理的に説明できますか?

円の面積公式はどうしてあの形なのか

これから、厳密性には欠けるものの、円の面積公式を直観的に説明しよう。

円の面積公式

円の面積=半径×半径×円周率

『大人のための算数力講義』(芳沢光雄著)

図は、円を中心角が30°の扇形12個に分け、それらを交互に上下を逆にして並べたものである。それを中心角が15°の扇形24個、中心角が7.5°の扇形48個……、と同じように中心角を小さくしていくと、右側の図形はたてが半径、横が

円周の半分=直径×円周率÷2=半径×円周率

の長方形に近づくことが分かる。

円の面積=半径×半径×円周率

の成立が理解できる。

また扇形の面積は、円の面積公式よりただちに導かれる。

中心角が△°の扇形の面積は、円を360個に等分したうちの△個分に相当するので、

扇形の面積=半径×半径×円周率÷360×△

=半径×半径×円周率×△/360

となる。