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空間図形の問題

難易度 1教科書の例題レベル中学数学 空間図形

直方体 があり、四角形 が下の底面、四角形 が上の底面で、辺 , , , は底面に垂直です。、、 です。この直方体を、3 点 , , を通る平面で切って 2 つの立体に分けるとき、頂点 をふくむ方の立体の体積は何 ですか。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(9 技能)
算数中学高校大学大学院

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一覧で見る(前提が先)
  1. 直方体・立方体の体積
  2. 四則の混じった計算の順序
  3. 三角形・四角形の面積
  4. 小数の四則計算
  5. 円の周の長さと面積
  6. 角柱・円柱の体積
  7. 角すい・円すいの体積
  8. 直方体を平面で切った立体の体積
  9. 立体を平面で切ったときの体積

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

直方体を平面で切ったとき、切り取られる三角錐の体積を求めて、直方体の体積からひきます。

ヒント 2

切り取られるのは頂点 をふくむ三角錐で、底面を三角形 、高さを と見ることができます。

ヒント 3

直方体の体積は 、三角錐の底面積は です。

答えと解説

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解説を読む

3 点 , , を通る平面で切ると、切り口は三角形 になり、頂点 のまわりの三角錐 が切り取られます。頂点 をふくむ方の立体は、直方体からこの三角錐を取り除いた残りです。

まず、直方体の体積は

次に、三角錐 (三角錐 と同じもの)を、底面を直角三角形 、高さを と見ます。 なので、底面積は

は底面に垂直なので高さは で、体積は

よって、求める立体の体積は

です。

別解

平面 で切ると、頂点 をふくむ側は三角錐 。底面 、高さ なので体積は 。直方体全体は 。頂点 をふくむ方は 。 は と反対側にあり切られた三角錐には入らない。確かめ: 。答えは 。

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