算数
「投影図で表した立体」
投影図で表した立体の表面積・体積を求める問題は以前はよく出されました。この問題は
投影図のうち「第三角法」という表し方を用いたものです。この図法は中学の技術・家庭
で詳しく勉強します。
<問題> 下の図は,ある立体を(真上から見た図),(真正面から見た図),(左側から見た図)です。 これらの図は直角三角形,長方形,半円でできています。次の問に答えなさい。 ただし,図の数値の単位はcmとし,円周率は3.14とします。 ![]() *図の(ア)のような( )付の点は手前に点や辺があって,見えないという意味です。 また,(真正面から見た図)中の点イ,(ウ),(エ)はそれぞれ辺の真ん中の点です。 (1) この立体の体積は何cm3ですか。 (2) この立体を点ア,イ,ウ,エ,オを通る平面で切ったときの切り口の面積は何cm2で すか。 <解答> (1) この立体は半円柱、直方体、三角柱を組み合わせた立体です。なお、直方体と三角柱 をまとめて五角柱と考えることもできます。 ![]() <半円柱(図1)> 底面の半径:20cm、高さ:60cm <直方体(図2)> 縦:15cm、横40cm、高さ:60cm <三角柱(図3)> 底面の底辺:40cm、底面の高さ:30cm 三角柱の高さ:15cm それぞれの体積を順に求めていきます。 (20×20×3.14÷2)×60=37680cm3 15×40×60=36000cm3 (40×30÷2)×15=9000cm3 よって、求める立体の体積は、 37680+36000+9000=82680cm3 答 82680cm3 (2) 五角柱の部分の切り口と半円柱の部分の切り口を別々に考えます。 上から見ると次の図4のように切れ目が見えます。 ![]() 五角柱の部分では、図5のように切り口の形が台形です。 図5から、 下底:60+30=90cm 上底:60+30÷2=75cm 図6で赤い直角三角形の3辺の比が3:4:5になることを使って、 高さ:15÷3×5=25cm 切り口の台形の面積は、 (75+90)×25÷2=2062.5cm2 切れ目が2つの底面の半円の中心を通るので、半円柱の部分の切り口は長方形になり ます。 図7から、縦は半円柱の高さ、横は半円柱の底面の半径にあたるので、 切り口の長方形の面積は、 60×20=1200cm2 切り口の面積は、 2062.5+1200=3262.5cm2 答 3262.5cm2 |