Teoria T4 Ympyrän ja ympyrästä otetun sektorin piiri ja pinta-ala

  • Piiri tarkoittaa ympärysmittaa. Esimerkiksi kasvimaan piiri tarkoittaa, kuinka monta metriä joudut kävelemään kasvimaan reunaa pitkin, ennen kuin pääset takaisin lähtöpisteeseesi.
  • Kaikilla edellä mainituilla tasokuvioilla piiri lasketaan samalla tavalla eli kaikkien sivujen pituudet lasketaan yhteen.
  • Ympyrän tapauksessa piiri lasketaan ympyrän säteen r ja luvun pii [[$ \pi $]]​ avulla.
  • Aikaisemmista kursseita muistamme, että luku pii on ympyrän kehän pituuden ja halkaisian välinen suhde eli jakolasku [[$ \pi =\frac{p}{d}$]]. Jokaisella ympyrällä kehän pituuden suhde halkaisijaan on sama eli vakio.
  • Koska ympyrän asteluku on 360°, ympyrästä lohkaistun pitsasiivun eli sektorin kehän pituus on vastaava osa sektorin asteluvusta.
  • Jos sektorin asteluku on 60°, on sektorin kaaren pituus kuusi kertaa pienempi kuin koko ympyrän piiri.
  • Sama tulos pätee myös ympyrän pinta-alan kohdalla.

Esimerkki 1: Ympyrän säde r on 5 cm. Laske ympyrän pinta-ala ja piiri.

Ratkaisu:
 

Piiri: Käytetään ympyrän piirin kaavaa, jolloin saadaan 
​[[$ p=2 \pi r = 2 \cdot \pi \cdot r = 2 \cdot \pi \cdot 5 = 31,459... \approx 31,5$]]​cm.


Pinta-ala: Käytetään ympyrän pinta-alan kaavaa, jolloin saadaan 
​[[$ A = \pi \cdot r^2 = \pi \cdot r \cdot r = \pi \cdot 5 \cdot 5 = 78,539... \approx 78,5 cm^2.$]]​

Esimerkki 2: Laske edellisestä ympyrästä lohkaistun sektorin kaaren pituus ja pinta-ala, kun sektorin keskuskulma on 40 astetta.

Ratkaisu: 

Koko ympyrän asteluku on 360°, joten 40° menee yhteensä 9 kertaa 360° asteeseen. Kysytyn sektorin kaaren pituus on siis yhdeksän kertaa pienempiä kuin koko ympyrän. 

sektorin kaaren pituus:

​[[$ b= \frac{p}{9} = \frac{2 \pi r}{9} =\frac{31,459...}{9} = 3,4954444... \approx 3,5 $]]​cm

Samaan tulokseen päästään myös sektorin kaaren pituuden laskukaavan avulla, jolloin

​[[$ b = \frac{\alpha}{360^o} \cdot 2 \pi r = \frac{40^o}{360^o} \cdot 31,459... = 3,4954444... \approx 3,5$]]​cm

sektorin pinta-ala:

Koko ympyrän asteluku on 360°, joten 40° menee yhteensä 9 kertaa 360° asteeseen. Kysytyn sektorin pinta-ala on siis yhdeksän kertaa pienempiä kuin koko ympyrän. 

​[[$ A_s= \frac{A}{9} = \frac{\pi r^2}{9} =\frac{78,539...}{9} = 8,726555... \approx 8,7 cm^2$]]​

Samaan tulokseen päästään myös sektorin pinta-alan laskukaavan avulla, jolloin

​[[$ A = \frac{\alpha}{360^o} \cdot \pi r^2 = \frac{40^o}{360^o} \cdot 78,538... = 8,726555... \approx 8,7 cm^2$]]​