数学 NAVI テキスト 中学3年 第6章 円の性質 テキストの使用方法 このテキストは「数学ナビ」の学習をすすめるためのテキストです。ですから、「数学ナビ」 を使用して学習する際に有効的に使用してください。 このテキストには、「数学ナビ」で出題される全ての問題が掲載されていますので、学習す る場合にこのテキストで問題を解き、コンピュータで解説を受けてください。 学習の手順 ひとつの小単元を選び、「レッスン」で「授業」を受ける 「授業」の中の「例題」はテキストを使って実際に解いてみる レッスン 次に、テキストで同じ小単元の「練習問題」を解いてみる 解いた「練習問題」を『数学ナビ』で答え合わせし、解説を聞く 間違えた問題はさらに解き直しをする 一通りの学習が終わったところで「チェックテスト」を解いてみる チェック テスト 『数学ナビ』で答え合わせをし、テスト結果・解答解説を見る 間違えた問題はさらに解き直しをする まとめの学習 『数学ナビ』で「まとめの学習」をやってみる 入試問題に チャレンジ テキストで「入試のチャレンジ」を解いてみる 『数学ナビ』で答え合わせし、解説を見る 間違えた問題はさらに解き直しをする 2 中学3年 第6章 円の性質 MAP 6.応 用 4.四角形の内接条件 5.接 3.円に内接する四角形 2.円周角 1.円の基本的性質 3 線 例題 例題1 右の図について、次の問いに答えなさい。 D (ア)AB=4cm のとき、BC の長さは何 cm ですか。 (イ)AB=4cm、CD=10cm のとき、∠ COD を求めなさい。 O ・ 80° 40° C A B 例題2 右の図で AB=CD とすると、AB=CD となること を証明しなさい。 A D O ・ B C 例題3 右の図で、円 O の中心から弦 AB におろした垂線 OH は弦 AB の中点を通ります。これを証明しなさい。 O ・ A 例題4 △ABC の3つの頂点 A,B,C を通る円を作図しな B A さい。 B 4 H C 次の図で、 ∠x の大きさを求めなさい。 例題5 (ア) (イ) (ウ) x x O ・ ・ O 140° (エ) ・ O (オ) O x 10° x 120° ・ 50° (カ) x x 45° 70° 100° 例題6 20° 右の図で、AD//BC であるとき、AB=CD であること を証明しなさい。 例題7 A D B C 次の図で、4点 A,B,C,D が同一円周上にあるのはどれですか。 (a) A (b) A 45° (c) 20° A D 30° 50° D D 80° B 45° C 60° B 40° B 50° C C 例題8 A 右の図で、∠ A= ∠ BCE となることを証明しなさい。 D B 5 C E 次の図で、 ∠ x を求めなさい。 例題9 (ア) (イ) 55° 60° x x (ウ) (エ) 80° x 50° 60° 例題 10 x 30° 次の図の四角形 ABCD が円に内接するものはどれですか。 (ア) (イ) (ウ) E A A D 100° 30° A 100° D B 例題 11 80° D 50° C B C 100° B C E 右の図で、AB//DC です。四角形 FECD は A 円に内接することを証明しなさい。 B 6 F E D C G 例題 12 次の図で、 x を求めなさい。 (ア) (イ) A 2cm G 6cm x cm 7cm E ・ 14cm O B 9cm 例題 13 x cm D H C F 16cm 半径 a cm、 b cm の2つの円があり、それらの中心間の距離を d cm とします。次の場合 に、この2円の共通接線の本数を求めなさい。 (ア) a =6 b =4 d =12 (イ) a =7 b =5 d =12 (ウ) a =6 b =5 d =9 例題 14 次の図で、 ∠ x の大きさを求めなさい。ただし、TT’は接点を表しています。 (ア) (イ) B A x 30° B A 70°x 110° T T (ウ) A (エ) T’ x 70° B x 30° T 例題 15 B C A 40° T A 右の図で、四角形 ABCD は円に内接しています。 次の問いに答えなさい。 (ア)△APB∽△CPD を証明しなさい。 D (イ) AD=5cm,BC=9cm、CP=3cm のとき、DP の 長さを答えなさい。 B 7 C P 例題 16 右の図で、CE は接線で BC=CD のとき、△ABC∽△CDE であることを証明しなさい。 A D B E C 例題 17 右の図で、△ABC は、AB=AC の二等辺三角形です。BD=CE のとき、△ADE は二等辺 三角形であることを証明しなさい。 A E B C D 8 練習問題 練習1 右の図について、次の問いに答えなさい。 D (ア)AB=10cm のとき、BC の長さを求めなさい。 C (イ)AB=10cm,CD=15cm のとき、∠ COD の大きさを求めなさい。 ・100° O 40° A 練習2 B 右の図について、次の問いに答えなさい。 A (ア) ∠ AOC の大きさを求めなさい。 (イ) ∠ OCB の大きさを求めなさい。 40° 20° ・ O B 練習3 C 右の図で、AD=2AB のとき、次の問いに答えなさい。 (ア) ∠ AOD の大きさを求めなさい。 A B (イ)AB=8cm のとき、CD の長さを求めなさい。 30° ・ O C 練習4 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) 85° x O O ・ ・ x 9 D 練習5 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) 30° 30° x 80° x 練習6 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) O 50° O ・ x ・ 120° x 練習7 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) 65° 20° O x ・ O ・ x 練習8 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) x 55° x 85° 80° 10 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 練習9 (ア) (イ) 100° 95° 60° x x 練習 10 80° 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) x 50° O ・O 40° 75° ・ 35° x 練習 11 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) 65° ・ 30° x 練習 12 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) 30° x 70° x 60° 110° 11 x 練習 13 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) x 75° x 練習 14 50° 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) x x 55° O ・ ・ O 50° 練習 15 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) x 70° 50° 練習 16 x 40° 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) x 20° x 30° O ・ 65° 12 練習 17 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) x 65° 50° x 30° 35° 練習 18 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) O ・ x ・ O 20° x 練習 19 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア)AB=BC (イ)AC=CD D C D A x x ・ O 70° A B 40° ・ O B C 練習 20 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 (ア) (イ) x 50° x 100° 30° 40° 13 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 練習 21 (ア) (イ) 65° 50° x x 40° 70° 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 練習 22 (ア) (イ) 30° x 40° x 80° 30° 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 練習 23 (ア)AB:BC:CA=1:2:2 (イ)AC:CD:DB=3:3:4 A D C x x B ・ O A B C 次の図において、 ∠ x の大きさを求めなさい。 練習 24 (ア)AC:CD=2:3 (イ)AB:CD=1:2 D D C x A 30° ・ O A E B B 14 60° x C 練習 25 次の四角形 ABCD で、円に内接するものを選びなさい。 (a) (b) A D 70° 80° C D 100° 110° B 練習 26 A D A 110° 80° (c) 80° 70° B C B C 次の四角形 ABCD で、円に内接するものを選びなさい。 (a) (b) A D 40° (c) D A D A 60° 60° B 練習 27 50° 40° C 35° C B B 30° C 次の図の四角形 ABCD が円に内接するためには、 ∠ x の大きさが何度であればよいです か。 (a) (b) A 110° D A 70° D x x B 練習 28 C B C 右の図のように、2つの円 O,O’が2点 A, E B で交わっています。点 A を通る直線と2つの円と の交点を C,D、また、円 B を通る直線と2つの円 A C D との交点を E,F とします。このとき、CE//FD であ ることを次のように証明しました。 の中に あてはまるものを答えなさい。 ・O ・O’ F 〔証明〕 ∠ ACE= ∠ ∠ ABF= ∠ (ア) (AE に対する円周角) (イ) (AF に対する円周角) したがって ∠ ACE= ∠ (ウ) (イ) が等しいので、CE//FD 15 B 練習 29 右の図のように、四角形 ABCD が円に内接し A ています。点 E は点 C における円の接線と AB の延長と の交点です。AB//DC のとき、△ACD∽△ECB であるこ D とを次のように証明しました。 B の中にあてはまるものを答えなさい。 〔証明〕 △ACD と△ECB で四角形 ABCD は円に内接 しているから、 ∠ ADC= ∠ (ア) E F C ‥‥‥‥‥‥‥‥① また、EC は接線だから ∠ CAD= ∠ (イ) ‥‥‥‥‥‥‥‥② (ウ) ‥‥‥‥‥‥‥‥③ (ウ) ‥‥‥‥‥‥‥‥④ AB//DC だから ∠ DCF= ∠ ②,③より ∠ CAD= ∠ ①,④より、2組の角がそれぞれ等しいので、 △ACD∽△ECB 練習 30 次の図で、AD は接線です。 x の長さを求めなさい。 (ア) (イ) C B x cm 7cm ・x cm 4cm B 8cm A 12cm C D A 16 D 入試問題−標準問題 問1 次の問いに答えなさい。 (ア) 右の図で、直線 TT’は円の接線で、点 A はその接点です。 B 円周上の2点 B,C は AC=BC を満たす点で、 ∠ TAB= a ° C のとき、 ∠ ABC の大きさを a を用いて表しなさい。 (都立高専) a A T T’ (イ) 右の図のように、4点 A,B,C,D は円 O 上にあり、∠ CBD A =40°,∠ CDB=30°のとき、∠ OBD の大きさを求めなさい。 (東京工大附) O ・ B 40° 30° D C 問2 右の図のように、円 O に内接する四角形 ABCD において、対角線 AC、BD の交点を E とします。EA=6cm,EB=3cm,EC=4cm と A するとき、線分 ED の長さを求めなさい。(宮城県) D 6cm B E 3cm 4cm C 問3 大小2つの円 O,O’の半径をそれぞれ3cm,1cm とし、 中心間の距離を d cm とします。d の値がどのような範囲のと き、円 O,O’が2点で交わるか不等号を使って表しなさい。 (福島県) 問4 ・ O d ・O’ 右の図のように、直角三角形 ABC に内接する円があり、 A その接点をそれぞれ L,M,N とします。AN=5cm,BM L =12cm のとき、その円の半径の長さを求めなさい。 5cm (芝浦工大附) N B 17 12cm M C 問5 半径1の円周上に A,B,C があって、AB:BC:CA=5:3:4 A ・ であるとき、次の問いに答えなさい。 (ア) ∠ ABC の大きさを求めなさい。 (イ)CA の長さを求めなさい。 (土佐) ・ B 問6 ・C 次の問いに答えなさい。 (ア)右の図において、線分 AC は円 O の直 A 径であり、∠ AEB=24°,BC=CD です。 D このとき、 ∠ x , ∠ y の大きさを求めな ・ O さい。(広島大附) 24° y x E C B D (イ)右の図で、AB は円の中心 O を通る直線で、AC はこの円 B に引いた接線、C はその接点です。D は円周上の点で ∠ BDC 65° =65°とするとき、 ∠ BAC の大きさを求めなさい。(城北) O ・ A C 問7 A 図のように、BD を直径とする円周上に、2点 A,C があります。 AB=AD, ∠ DBC=30°のとき、次の問いに答えなさい。 (ア) ∠ AEB の大きさを求めなさい。 (イ)面積比△ABE:△CDE を求めなさい。(近畿大附) B 30° D E C ∠ AOB=90°であるおうぎ形 OAB があります。右の図のよ 問8 B P うに、AB 上に点 P をとり、線分 OA を直径とする半円と弦 PA との交点を Q とします。次に点 B から弦 OQ に垂線 BR を引 きます。このとき、次の問いに答えなさい。 Q (ア)△AOQ と△OBR は合同であることを証明しなさい。 (イ)AP:PB=4:1のとき AQ と QO の長さの比を求めな さい。(埼玉県) R O 18 A 図において、線分 AB は円 O の直径、 ∠ AOC=72°です。また 問9 l 直線 l は線分 BC に平行で点 P において円と接しています。このと P き、 ∠ PAB の大きさを求めなさい。(中央大附) O ・ 72° A 問10 C 図Ⅰ 図Ⅰのように、円 O の外の点 A から、その円に2つの接線が B 引かれています。接点を P、Q とするとき、次の問いに答えなさ P い。(鳥取県) ・ (ア)図Ⅰに、線分 OA,OP,OQ を書き加えて、AP=AQ であ A ることを証明しなさい。 Q さらに図Ⅱのように、円 O は△ABC に内接し、辺 AB,BC, CA の接点をそれぞれ P,Q,R とし、AB=15cm,BC=13cm, 図Ⅱ B CA=14cm のとき、 (イ)線分 AP の長さを求めなさい。 (ウ)△ABC の面積は 84cm2 になります。このとき、内接円 O 15cm P 13cm Q の半径を求めなさい。 C 問11 E 図のように AB>AC, ∠ B=30°の三角形 ABC があり ます。 ∠ A, ∠ C のそれぞれの外角の二等分線の交点を D A ・ ・ とするとき、次の問いに答えなさい。(大教大・平野) (ア) ∠ ADC の大きさを求めなさい。 D (イ) AD の延長と外接円との交点を E とするとき、△ EBC は二等辺三角形であることを証明しなさい。 問12 A R 14cm B × × 30° C 右の図のように、AB=AC の二等辺三角形 ABC の外接 A 円の AB のうち、小さい方の AB 上に点 D をとります。ま た点 B におけるこの外接円の接線と直線 AD との交点を E D とします。辺 AB と弦 CD の交点を F とするとき、次の問 F いに答えなさい。(神奈川県) C (ア)△AEB と△CFB は相似であることを証明しなさい。 (イ)CD が外接円の直径とするとき、ADB 上の AD と DBC 上の BC の長さの比 AD:BC を最も簡単な整数の比で 表しなさい。 19 E B 問13 右の図Ⅰのように AB=8cm,AC=6cm, ∠ BAC=90° A 図Ⅰ である直角三角形 ABC があります。辺 AC 上に AD=1cm 8cm となる点 D をとり、D から辺 BC に垂線を引き、その交点を 1cm D 6cm E とします。このとき、次の問いに答えなさい。(秋田県) (ア) 次の の中に適する数やことばを書きなさい。B △ABC は直角三角形であるから BC= △ABC と△EDC は ② また四角形 ABED は ④ ① C cm である。 という条件より相似であり、その相似比は ③ である。 であるから円に内接する四角形である。 (イ) 図Ⅱは図Ⅰの A と E,B と D を結び、その交点を F 図Ⅱ としたものです。このとき三角形 ABF の面積を求めなさ い。 A D F B 問14 E 右の図において円 O の半径は7cm、円 O’の半径は3cm、OO’ =1cm です。また点 A,B,C,D は直線 OO’と円 O,円 O’と の交点であり、弦 AE は点 F で円 O’に接しています。このとき 次の問いに答えなさい。 (東京学芸大附) (ア)線分 FE の長さを求めなさい。 (イ)図の の部分 ADF の面積を求めなさい。 (ウ)図の の部分 DBEF の面積を求めなさい。 問 15 右図の正三角形 ABC は、半径 r の円 O に内接しています。 AB を 直 径 と す る 円 を 描 く と き 、 斜 線 部 分 の 面 積 は a 3 + bπ 2 r となります。 a , b の値を求めなさい。ただし 24 円周率は π とします。(中央大杉並) 20 E C 入試問題−発展問題 問1 次の問いに答えなさい。 (ア) 右の図で、点 A,C は大小2つの円の交点で AB,CB は小さい円の接線、AD,CE は大きい A 円の接線です。また点 B は大きい円の周上にあ 102° ります。 ∠ BAD=102°のとき、 ∠ ECD の大き E B さを求めなさい。(市川) D C C (イ)右の図で、O は2つの半円の中心で、BC E は小さい半円と点 D で接しています。 ∠ AOC=76°のとき、 ∠ OEB の大きさを D 求めなさい。 (桐朋) 76° O ・ A 問2 B 右の図のように AB を直径とする半円があり P ます。この半円の弧上に点 C があって、AC の 延長上に AC=CP となるように点 P をとり、点 T P から弧に接線を引き、その接点を T とします。 C また AB ⊥ CD となるように、AB 上に点 D をと ります。いま CD=4cm,BD=2cm とすると 4 き、次の問いに答えなさい。(法政大第一) A (ア)AB の長さを求めなさい。 D 2 B (イ)PT の長さを求めなさい。 (ウ)CT の長さを a cm とするとき、BT の長さを a を用いて表しなさい。 問3 ∠ A=90°の直角三角形 ABC に点 D,E,F で内接す A C る半径4cm の円 O があります。この直角三角形 ABC の 2辺の比が、AB:AC=4:3であるとき、次の問いに ・O 答えなさい。 (同志社香里) (ア)CF= x cm とするとき BD を x の式で表しなさい。 (イ)△ABC の外接円の半径を求めなさい。 D E (ウ)DE の長さを求めなさい。 21 B 右の図のように、OA=12cm,∠ AOB=120°であるおう 問4 E A ぎ形 OAB があり、弦 AB と弧 AB とで囲まれた弓形に内接 C する2つの円 C,D があります。円 C は弓形に内接する円 G I のうち半径が最大のものであり、点 G で円 D と外接してい J F 12cm D ます。このとき、次の問いに答えなさい。(広島大附) 120° (ア)点 D を通り、線分 OE に垂直な直線が、線分 OE と 交わる点を I とします。点 D の半径を r として I2 を r で H B O 表しなさい。 (イ) r の値を求めなさい。 (ウ)△EFH と△FGH の面積をそれぞれ S 1, S 2 として、面積の比 S 1: S 2 を簡単な整数比で表し なさい。 問5 右の図のように円 O の周上に4点 A,B, A C,D があります。点 P は点 A におけるこ の円の接線と弦 BC の延長線との交点です。 また接点 A から弦 BC に垂線を引き、その 5 2 6 ・O 交点を H とします。また AD はこの円の直 径です。AB=6cm,AP= 5 2 cm,CP= H B 5cm のとき、次の問いに答えなさい。 (駒沢大学) 5 C P D (ア)BC:CA=2:1、 ∠ ABC= a °の とき、 ∠ APC を a を用いて表しなさい。 (イ)弦 AC の長さを求めなさい。 (ウ)△ABC の面積を 5 x cm2 とするとき、垂線 AH の長さおよび円 O の直径 AD を x を用いて表 しなさい。 問6 右の図のように AB=8,BC=9,CA=7の△ABC の 内接円の中心を I、その半径を r とし、この内接円と辺 G ・ AB,BC,CA の接点をそれぞれ D,E,F とします。ま た、辺 BA の延長、辺 BC の延長および辺 CA に接する円 A の中心を I’、その半径を r ’とし接線をそれぞれ G,H,J 8 とします。△ABC の面積を 12 5 とするとき、次の問い B に答えなさい。(早大本庄) (ア) r の大きさを求めなさい。 (イ)AD,BH の長さをそれぞれ求めなさい。 (ウ) r ’の大きさを求めなさい。 22 ・ 7J ・ ・ D F I E 9 ・I’ ・ C H 問7 長さ 10cm の線分 AB を直径とする半円の弧上 M に点 C をとり、弧 AC の中点を D、AD と BC の R C 延長線の交点を R とします。また、AC と BD の 交点を P とし、点 P から AB に引いた垂線を PQ D とするとき、次の問いに答えなさい。(青雲) P (ア) ∠ CAB=50°のとき ∠ DQC の大きさを求 めなさい。 A B Q (イ)弧 AB の中点を M とします。点 C が弧 AB 上を点 A から点 M まで、動くとき、点 R が 描く曲線の長さを求めなさい。ただし、点 C が点 A と重なるときは、点 R は点 A にある ものとします。 問8 右図のように半径 15cm の円が直線 AD と D において接してい ます。点 A から円の中心を通る直線をひき、円との交点を B,C C (A に近い方を B)とし、 ∠ BAD の二等分線と、BD,CD の交 ・ 点をそれぞれ E,F とします。BD:CD=1:2であるとき、次 の問いに答えなさい。(同志社) (ア)AB の長さを求めなさい。 B (イ)CF:FD を求めなさい。 ・ ・ E F D A (ウ)△DEF の面積を求めなさい。 問9 右の図のように線分 AB に点 C で接し、AB を直径とする D 円に点 D で内接する円をかくと、AC=10、CB=15 になり ました。このとき、次の問いに答えなさい。(早大学院) E (ア)内接円の半径を求めなさい。 内接円が BD と交わる点を E とすれば、 A (イ)線分 CE の長さを求めなさい。 (エ)△CED の面積を求めなさい。 23 10 C 15 B 問10 半径2の円 O の外部の点 P から、2本の線を 引きます。円との交点を右の図のように A,B,C, D とす ると ∠ APB= 30°, ∠ AOD= 120°, ∠ BOC=60°です。このとき、次の問いに答えな P A D 30° 120° O 60° x ・ さい。 (駿台甲府) B (ア) ∠ x ( ∠ DOC)の大きさを求めなさい。 C (イ)弦 CD の長さを求めなさい。 (ウ)四角形 ABCD の面積を求めなさい。 問11 右の図のように円 O と円 O’が点 A で内接し、線分 OC は点 D B で円 O’に接しています。直線 AB と円 O との交点を D,∠ AOC C =30°,円 O’の半径を a とするとき、次の問いに答えなさい。 (愛光) A (ア) 線分 AB の長さを求めなさい。 B ・ O’ 30° ・O (イ) △BCD の面積を求めなさい。 問12 右図のように△ABC に外接する円 O があります。AB=6, A BC=5,CA=4、∠ A の二等分線と円 O との交点を D、BC ・・ との交点を F とします。また D において、円 O の接線をひ き、AB の延長線との交点を E とするときに、次の問いに答 ・ O えなさい。(東海大浦安・改) (ア) ∠ BAC= x °とするとき、 ∠ BDE を x を用いて表し F B なさい。 C E (イ)BD= a とするとき、AD の長さを a の一次式で表しな D さい。 (ウ) DE の長さを求めなさい 問13 右の図で、直線 ST は点 A における大小2つの円に共 通な接線です。点 A から直線をひき、2つの円の交点を B, E C とします。CE は小さい方の円に D で接し、F は EA と 小さい方の円との交点とします。 ∠ TAB=30°, ∠ CDA D =75°,AB=3cm のとき次の問いに答えなさい。 F (早稲田実業) (ア) ∠ FAS の大きさを求めなさい。 75° 3 (イ)AD の長さを求めなさい。 S (ウ)大きい方の円の直径を求めなさい。 24 B A 30° C T 問14 右図のように線分 AB を直径とする円 O の円周 A 上に点 C,D があり、線分 AD の延長線と線分 BC の延長線との交点を E とします。また弧 CD 上に AF=BF となる点 F をとり、線分 AF と線分 BD の D ・ 交点を P、線分 AF の延長線との線分 BE の交点を Q、 P O R 線分 BF の延長線と線分 AE の交点を R とします。 F ∠ AEB=50°, ∠ AQB=65°,BF= 3 + 1 ,FR = 3 − 1 のとき次の問いに答えなさい。 B (共立女子) C 65° Q 50° E (ア) ∠ PAD の大きさを求めなさい。 (イ) 弧 BC の長さと弧 CD の長さの比を求めなさい。 (ウ) △APD の面積を求めなさい。 問15 AB=AC の二等辺三角形 ABC がありま A す。 ∠ B の二等分線と AC の交点を P、△ ABC の外接円との交点を Q とし、さらに AQ の延長と BC の延長との交点を R としたと Q き、AR=30cm,BR=25cm となりました。 P 次の問いに答えなさい。 (東大寺学園) (ア) ∠ BAC= a °とするとき、 ∠ ARB の大きさを a を用いて表しなさい。 B (イ) QR の長さは AB の長さの何倍か求 めなさい。 (ウ) AB の長さを求めなさい。 25 ・ ・ C R
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