空間図形の問題
台形 があり、、、、、 です。
この台形を、直線 を軸として 回転させてできる立体の体積は何 ですか。
この問題で使うもの
- 回転体の体積(説明と入口の問題)
- 回転体の体積(説明と入口の問題)
- 角柱・円柱の体積(説明と入口の問題)
- 角すい・円すいの体積(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(28 技能)
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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
点 から辺 に垂線を引いて、台形を長方形と直角三角形に分けてみましょう。
ヒント 2
直線 を軸に回転させると、長方形は円柱に、直角三角形は円錐になります。どちらも底面の半径は の長さです。
ヒント 3
垂線の足を とすると 、 です。円柱は半径 ・高さ 、円錐は半径 ・高さ として体積を求め、たしましょう。
答えと解説
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解説を読む
点 から辺 に垂線 を引きます。 は長方形になるので、
です。
台形を直線 を軸として 回転させると、
- 長方形 は、底面の半径 、高さ の円柱
- 直角三角形 は、底面の半径 、高さ の円錐
になり、できる立体はこの つを合わせたものです。
円柱の体積は
円錐の体積は
よって、求める体積は
です。
別解
A から BC に垂線 AB があり、D から BC に下ろした垂線の足を H とすると、、 より cm、 cm。また cm。
直線 BC を軸に回転させると、長方形 ABHD からは底面の半径 cm、高さ cm の円柱ができ、直角三角形 DHC からは底面の半径 cm、高さ cm の円錐ができる。
円柱の体積: 。
円錐の体積: 。
合計は ()。