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角柱・円柱の体積

底面積 × 高さ で、三角柱・底面が台形の四角柱・円柱(円周率 3.14)の体積を求められる

前提

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算数中学高校大学大学院

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  1. 直方体・立方体の体積 (算数 立体図形)
  2. 四則の混じった計算の順序 (算数 計算と数のきまり)
  3. 三角形・四角形の面積 (算数 平面図形)
  4. 小数の四則計算 (算数 計算と数のきまり)
  5. 円の周の長さと面積 (算数 平面図形)

説明

三角柱や四角柱のような角柱、かんづめのような円柱は、上と下に同じ形・同じ大きさの面(底面)があり、まっすぐ立った立体です。これらの体積は、底面の面積(底面積)に高さをかけた 底面積 × 高さ で求められます。底面が三角形・台形・円などのどんな形でも、底面積さえ求められれば体積がわかります。

なぜそうしてよいのか

直方体の体積は たて × 横 × 高さ でした。ここで たて × 横 は底面の長方形の面積なので、直方体の体積は「底面積 × 高さ」と見ることができます。これは、底面の上に 1 cm の高さの「うすい板」(体積は底面積の数だけの cm³)が、高さの数だけ重なっている、と考えるとわかります。

角柱や円柱も、底面と同じ形の板を、まっすぐ高さの分だけ積み重ねた立体です。高さ 1 cm 分の板の体積は、底面積が 15 cm² なら 15 cm³(1 cm³ の立方体を細かく切って並べかえたと考えると、底面積と同じ数)です。それが高さの数だけ重なるので、体積は 底面積 × 高さ になります。

たとえば三角柱は、同じ高さの直方体(または四角柱)をななめに半分に切ったものと考えられ、体積も半分になります。これは底面の三角形の面積が長方形の半分であることと合っています。

手順

  1. どの面が底面か(上下で向かい合う、同じ形・同じ大きさの面)を確かめ、底面に垂直な長さ(高さ)を読み取る

  2. 底面積を求める(三角形: 底辺 × 高さ ÷ 2、台形: (上底 + 下底) × 高さ ÷ 2、円: 半径 × 半径 × 3.14 など)

  3. 底面積 × 高さ を計算する

  4. 単位を確かめる(cm なら cm³。L で答えるなら 1 L = 1000 cm³ で直す)

例題

底面の円の半径が 3 cm、高さが 10 cm の円柱の体積は何 cm³ ですか。円周率は 3.14 とします。

例題の解答

手順 1: 底面は半径 3 cm の円で、高さは 10 cm です。

手順 2: 底面積は (cm²) です。

手順 3: 体積は 底面積 × 高さ なので、 です。

手順 4: 長さの単位が cm なので、体積は 282.6 cm³ です。

答え:

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

この技能を使う問題

この技能の次に学べること