楕円の半長軸(中心から縁までの長さのうち、一番長いもの)と半短軸(一番短いもの)を入力してください。面積(π × 半長軸 × 半短軸)と、πを残した正確な形も表示します。
このページでできること
- 半長軸(長い方の半径)と半短軸(短い方の半径)を入れるだけで、楕円の面積(面積 = 円周率 \(\pi\) × 半長軸 × 半短軸)がその場でわかります
- 小数の答えに加えて、円周率 \(\pi\) を残した正確な形(半長軸30・半短軸20なら 面積 \(= 600\pi\))も表示します
- 半長軸と半短軸に同じ値を入れれば、円の面積の計算にもそのまま使えます
- 式のやさしい解説・Excel/Googleスプレッドシート/Python用のコピペ数式・計算ドリル(演習問題)もこのページにまとまっています
この計算は何の役に立つ?
楕円形のダイニングテーブルは「幅180cm × 奥行き100cm」のように端から端までのサイズで売られています。半長軸90cm・半短軸50cmなので、天板の面積は \(\pi \times 90 \times 50 = 4500\pi \fallingdotseq 14137\,\mathrm{cm^2}\)(約1.41m²)。
天板保護のガラスやマットは面積で価格が決まることが多いので、注文前に面積を出しておくと見積りの確認に役立ちます。
長い方の幅3m・短い方の幅2mの楕円形の花壇なら、半長軸1.5m・半短軸1mで、面積は \(\pi \times 1.5 \times 1 = 1.5\pi \fallingdotseq 4.71\,\mathrm{m^2}\) です。
培養土や肥料は「1m²あたり◯L」、芝や防草シートは「1m²あたり◯枚」のように面積あたりの目安が書かれているので、面積がわかれば必要な量を買う前に見積もれます。
陸上トラックの内側のフィールドや球技場には、楕円に近い形のものがあります。かりに半長軸90m・半短軸60mの楕円とみなすと、面積は \(\pi \times 90 \times 60 = 5400\pi \fallingdotseq 16965\,\mathrm{m^2}\)(約1.7ヘクタール)と概算できます。
芝の張り替え費用・肥料・散水量はどれも面積ベースで計画されるので、楕円の面積の式は施設管理の見積りの出発点になります(実際のフィールドは正確な楕円とは限らないため、あくまで概算です)。
惑星や彗星の軌道は、太陽を1つの焦点とする楕円です(ケプラーの第1法則)。軌道が1周で囲む面積はまさに \(\pi a b\) で、「太陽と惑星を結ぶ線分は、同じ時間に同じ面積を描く」というケプラーの第2法則と組み合わせると、軌道を1周する時間(公転周期)の計算につながります。
天文学の教科書や人工衛星の軌道設計で、いまも現役で使われている式です。
超音波検査の装置には、画像に映った臓器や病変の断面を楕円で囲んで面積を測る機能があり、内部ではこの式(\(\pi a b\))で計算しています。断面はきれいな楕円とは限らないため近似ですが、大きさの経過を数字で比べる目安として、医師や臨床検査技師が日常的に使っています。
式と図
用語・記号の解説
記号
| \(S\) | エス | 面積を表すのによく使われる記号です。このページでは楕円の面積を表します。 |
| \(\pi\) | パイ | 円周率。円周が直径の何倍かを表す数で、約3.14159です。小学校の算数で使う「3.14」はこの近似値です。 |
| \(a\) | エー | 半長軸。楕円の中心から縁までの距離のうち、一番長いもの(長軸の半分)です。 |
| \(b\) | ビー | 半短軸。楕円の中心から縁までの距離のうち、一番短いもの(短軸の半分)です。 |
| \(r\) | アール | 円の半径。英語の radius(半径)の頭文字です。半長軸と半短軸が等しい楕円(=円)では \(a = b = r\) になります。 |
| \(r^2\) | アールの2乗 | 同じ数 \(r\) を2回掛け合わせた値(\(r \times r\))。右上の小さい2は「2回掛ける」という意味の指数です。 |
| \(\mathrm{cm^2}\) | 平方センチメートル | 面積の単位。1辺1cmの正方形の面積が1cm²です。半長軸・半短軸をcmで入力すると、面積はcm²になります(mならm²)。 |
用語
| 楕円 | だえん | 円を一つの方向にだけ引きのばした(押しつぶした)ような形の曲線。正確には「2つの焦点からの距離の和が一定になる点の集まり」と定義されます。卵の断面や競技場のフィールドなど、身の回りにも「楕円に近い形」はたくさんあります(陸上トラックのコーナーのように、楕円に見えても正確には楕円でない形もあります)。 |
| 長軸 | ちょうじく | 楕円の中心を通って端から端まで測った長さのうち、一番長いもの。楕円の「横幅(長い方の差しわたし)」にあたり、半長軸の2倍です。 |
| 短軸 | たんじく | 楕円の中心を通って端から端まで測った長さのうち、一番短いもの。長軸と直角に交わります。半短軸の2倍です。 |
| 半長軸 | はんちょうじく | 長軸の半分。楕円の中心から縁までの距離のうち、一番長いものです。円の半径にあたる長さで、面積の式では記号 \(a\) で表します。 |
| 半短軸 | はんたんじく | 短軸の半分。楕円の中心から縁までの距離のうち、一番短いものです。面積の式では記号 \(b\) で表します。 |
| 焦点 | しょうてん | 楕円の内部にある2つの特別な点。楕円の縁のどの点から測っても、2つの焦点までの距離の和が同じになります。2つの焦点が1点に重なると、楕円は円になります。 |
| 面積 | めんせき | 図形の広さを数で表したもの。「1辺1cmの正方形(1cm²)が何個分あるか」で測ります。 |
| 円周率 | えんしゅうりつ | 円周(円の周りの長さ)が直径の何倍かを表す数。約3.14159で、記号 \(\pi\)(パイ)で表します。楕円の面積の式にも、円の面積と同じようにこの数が現れます。 |
前提として理解しておくといいこと
このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。
| 掛け算と小数の計算(小学3〜5年) |
|
| 円周率と円の面積(小学5〜6年) |
|
| 文字式と記号π(中学1年) |
|
| 楕円という図形(高校 数学C・数学III) |
|
Excelで計算する方法
| 半長軸 | 30 |
| 半短軸 | 20 |
| 楕円の面積 | =PI()*B1*B2 |
| 半径 | 4 |
| 円の面積 | =PI()*B1^2 |
数式の中の「B1」「B2」は「そのセルに入っている数値を使う」という意味で、「*」は掛け算、「^」はべき乗(何回掛ける)の記号です。「PI()」は円周率π(3.14159…)を返すExcelの関数です。
例えば1つ目の表なら、B3に π × 30 × 20 = 約1884.96 と表示されます(cmで入力したのでcm²)。2つ目の表はB2に約50.27が出ます。入力欄の数値を自分の長さに書き換えるだけで使えます。
Googleスプレッドシートで計算する方法
| 半長軸 | 30 |
| 半短軸 | 20 |
| 楕円の面積 | =PI()*B1*B2 |
| 半径 | 4 |
| 円の面積 | =PI()*B1^2 |
Pythonで計算する方法
import math
semi_major = 30 # 半長軸(長い方の半径。この例ではcm)
semi_minor = 20 # 半短軸(短い方の半径。半長軸と同じ単位で)
area = math.pi * semi_major * semi_minor # 楕円の面積(入力単位の2乗。この例ではcm2)
print(f"楕円の面積: {area} cm2")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
S = π × a × b
S = \pi a b
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>a</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>b</mi>
</mrow>
</math>
S = pi a b
Pi*a*b
S := Pi*a*b;
S = pi*a*b;
S = πab
S = πr²
S = \pi r^{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi>
<mo>⁢</mo>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</math>
S = pi r^2
Pi*r^2
S := Pi*r^2;
S = pi*r^2;
S = πr^2
ChatGPT に聞いて計算してもらう方法
あなたは算数・数学の計算アシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果の数値だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。 半長軸30cm、半短軸20cmの楕円があります。 この楕円の面積は何cm²か求めてください(円周率にはmath.piを使ってください)。 計算に使った式と、実行結果の数値を示してください。
計算ドリル(演習問題)
このページの式を、自分の手で計算できるようになるための演習問題です。
円周率は \(\pi\) のままで答え、およその値が必要なときは3.14を使いましょう。
答えと解説は解答ページにあります。
使い方
-
1数値を入力計算したい数値を入力欄に入力します
-
2計算「計算する」ボタンを押します
-
3結果を確認計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
DataChefの特徴
専門知識不要、直感的で簡単な操作
個人情報を登録することなく使用できます
「ダウンロード」押下でファイルを自動削除
クレジット表記不要
商用利用許諾の連絡も不要です
