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弧APを折り返した曲線は、半径2cmの円の弧の一部
この折り返しの円の中心を O' とすると、
O'A = O'O = O'P = 2cm
となります
すべての辺が2cmとなるため、四角形 OAO'P はひし形であり、対角線 OO' によって2つの正三角形 △OAO' と △OPO' に分割されます。
これにより、中心角 ∠PO'O = 60° が導かれます。
斜線部の面積は、「△AOP」と「弦 OPと弧 OP に囲まれた弓形」の和です。
(ⅰ) △AOP の面積
ひし形を対角線 AP で2等分したものであるため、正三角形 O'OP の面積と等しくなります。
(ⅱ)弓形の面積
中心角 60° の扇形 O'-OP から、正三角形 O'OP を引いたものです。
これらを合わせると、正三角形 O'OP の面積が足し引きで相殺され、求める面積は 扇形 O'-OP の面積 に一致します。
よって
π × 2² × 60°/360° = 2π/3 (cm²)
ありがとうございました。
おかげで理解できました!