立体図形の問題
底面の円の半径が 6 cm、高さが 10 cm の円柱を、2 つの底面の円の中心を結ぶ線をふくむ 2 つの平面で切って、もとの円柱のちょうど 4 分の 1 の大きさの立体を切り取りました。この立体の底面は、半径 6 cm、中心角 90° のおうぎ形で、高さは 10 cm です。
この立体の表面積は何 cm² ですか。円周率は 3.14 とします。
この問題で使うもの
この問題を解けるようになるまで(6 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。
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
この立体の面を全部数えましょう。底面のおうぎ形 2 つのほかに、切り口の長方形と、曲がった面があります。
ヒント 2
曲がった面は、広げると長方形になります。その横の長さは、おうぎ形の弧の長さと同じです。
ヒント 3
おうぎ形 1 つの面積は 9 × 3.14 cm²、弧の長さは 3 × 3.14 cm です。切り口の長方形は、たて 10 cm・横 6 cm のものが 2 つあります。
答えと解説
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解説を読む
この立体の面は、次の 5 つです。
- 上と下の 2 つのおうぎ形(底面)
- 切り口の 2 つの長方形
- もとの円柱の側面だった、曲がった面 1 つ
計算を楽にするため、3.14 をかけるものはまとめて最後にかけます。
底面 2 つ
半径 6 cm、中心角 90° のおうぎ形は、半径 6 cm の円の なので、1 つの面積は
2 つで (cm²) です。
切り口の長方形 2 つ
どちらも、たてが高さの 10 cm、横が半径の 6 cm の長方形なので、
曲がった面
この面を平らに広げると、たてが 10 cm、横がおうぎ形の弧の長さの長方形になります。弧の長さは
なので、面積は
合計
よって、表面積は cm² です。
別解
表面は、上下のおうぎ形 2 つ、曲がった側面 1 つ、切り口の長方形 2 つ。
(1) おうぎ形: 1 つは円の なので cm²。2 つで cm²。
(2) 曲がった側面: もとの円柱の側面の 。底面の円周は cm で、その は cm。これに高さをかけて cm²。
(3) 切り口の長方形: 縦 10 cm、横が半径の 6 cm なので cm² が 2 つで cm²。
合計は cm²。
検算: 2 つのおうぎ形をあわせると円の で cm² と一致する。側面は cm² で一致する。