相似と三平方の定理の問題
中心が 、半径が の球があります。この球を、中心 からの距離が である平面で切りました。このとき、切り口の円の面積は何 か求めなさい。ただし、円周率は とします。
この問題で使うもの
- 三平方の定理(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(11 技能)
読み込み中…
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
球の中心から切り口の平面に垂線をひくと、その足は切り口の円の中心になります。
ヒント 2
球の中心、切り口の円の中心、切り口の円周上の 点を結ぶと、直角三角形ができます。斜辺は球の半径です。
ヒント 3
切り口の円の半径を とすると、 です。
答えと解説
答えを見る
どこでつまずきましたか?(選ぶと、戻る場所を案内します)
解説を読む
中心 から切り口の平面に垂線をひき、平面との交点を とします。 は切り口の円の中心で、 です。
切り口の円周上の点を とすると、 は球の半径なので です。 は平面に垂直なので です。
で三平方の定理より
なので です。これが切り口の円の半径です。
よって、切り口の円の面積は
別解
切り口の円の中心を H とすると OH cm で OH は切り口の平面に垂直。切り口の円周上の点 P をとると、OP cm(球の半径)で △OHP は OHP の直角三角形。
三平方の定理より HP cm。これが切り口の円の半径。
面積は cm。
検算: 。