算数
「回転体の表面積・体積」
中学入試での回転体は円柱・円錐の組み合わせを考えて解く問題です。体積・表面積に
は基本の計算法があり、それをそのまま利用したり相似の考え方を利用したりして解く
ことができます。
<問題> 次の図で四角形ABCDは1辺の長さが5cmのひし形,AE=3cm,EB=4cmです。 四角形ABCDを直線Lを軸として1回転させたときにできる立体について,次の問 に答えなさい。ただし,円周率は3.14とします。 ![]() (1) 立体の体積を求めなさい。 (2) 立体の表面積を求めなさい。 <解答> 回転体の体積は、次のように2種の立体をもとに分けて考えることができます。 A:回転軸に接する平行四辺形でできる立体 ![]() 円柱の体積と同じ計算になり、 体積=(a×a×3.14)×b=a×a×b×3.14 B:回転軸に接する三角形でできる立体 ![]() 円錐の体積と同じ計算になり、 体積=(a×a×3.14)×b÷3=a×a×b× ![]() 回転体の表面積は、次の3種の線分でできる図形をもとに考えることができます。 A:回転軸に接し、回転軸に垂直な線分でできる図形 ![]() 円になるので、 面積=a×a×3.14< B:回転軸に接し、回転軸に垂直でない線分でできる図形 ![]() 円錐の側面になるので、 面積=a×b×3.14 C:回転軸に平行な線分でできる図形 ![]() 円柱の側面になるので、 面積=(a×2×3.14)×b=a×b×2×3.14 この問題では使いませんが、多くの問題では相似の性質も使って長さ・面積・体積の比 を求めて解いていきます。 (1) 回転軸に接した平行四辺形を回転させた場合なので、 4×4×5×3.14=251.2cm3 答 251.2cm3 (2) 2辺AB、DCでできる図形の面積は等しく、 4×5×3.14×2=125.6cm2 辺BCでできる図形の面積は、 4×5×2×3.14=125.6cm2 よって表面積は、 125.6+125.6=251.2cm2 答 251.2cm2 |