空間図形の問題
球を、その中心を通る平面で切って つに分けた一方を半球といいます。ある半球の表面積(球面の部分の面積と、切り口の円の面積の和)が です。この半球の体積は何 ですか。
この問題で使うもの
- 球の体積と表面積(説明と入口の問題)
- 表面積・体積から立体の寸法を逆算する(説明と入口の問題)
- 平方根の考えを使った 2 次方程式の解き方(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(31 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
一覧で見る(前提が先)
- 直方体・立方体の体積
- 四則の混じった計算の順序
- 三角形・四角形の面積
- 小数の四則計算
- 円の周の長さと面積
- 角柱・円柱の体積
- 角すい・円すいの体積
- 球の体積と表面積
- 直方体・立方体の表面積
- 角柱・円柱の表面積
- 分数のたし算・ひき算
- 分数のかけ算・わり算
- おうぎ形の弧の長さと面積
- 弧の長さからおうぎ形の中心角と面積を求める
- 円錐の展開図と側面積
- 角錐・円錐の表面積
- 正負の数の加法・減法
- 正負の数の乗除・累乗と四則混合
- 約数の見つけ方
- 素因数分解と約数の個数
- 平方根の意味と根号の簡単化
- 三平方の定理
- 三平方の定理と空間図形
- 小数と分数のまじった計算
- 逆算(□ を求める)
- 分配法則を使った計算のくふう
- 文字式の計算(同類項・分配法則)
- 1 次方程式の解き方
- 平方根の考えを使った 2 次方程式の解き方
- 乗法公式による展開
- 表面積・体積から立体の寸法を逆算する
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
球の半径を とおき、半球の表面積を で表しましょう。切り口の円の面積を足すのを忘れないようにします。
ヒント 2
球面の部分は球の表面積 の半分、切り口は半径 の円です。
ヒント 3
半球の表面積は なので、 から です。あとは球の体積の半分を計算しましょう。
答えと解説
答えを見る
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解説を読む
半球のもとの球の半径を ()とします。
表面積から半径を求める
半径 の球の表面積は なので、半球の球面の部分の面積はその半分で
切り口は半径 の円なので、その面積は です。よって半球の表面積は
これが に等しいので
より です。
体積を求める
半径 の球の体積は なので、半球の体積はその半分で
別解
半球の半径を cm とする。球面の部分の面積は球の表面積 の半分で 、切り口の円の面積は なので、表面積は 。
より なので cm。
体積は球の体積 の半分で、 ()。
確かめ: のとき表面積は で一致する。