akari さんからの質問2

問題
半径5cmの球に外接する
(1)直円柱
(2)直円錐
(3)正四角錐
の体積を求めなさい。

解答
(1)
求める直円柱は、半径5cm、高さ10cmなので、
 (5×5×π)×10=250π
  答え 250πcm3

(2)
直円錐というだけでは、図のようにいろいろな場合があり、
体積も決まりません。
他に条件がないか、問題に不備がないか、確認してください。


(3)
底面が正方形、側面が正三角形である四角錐を正四角錐といいます。
(正8面体を半分にした形です)
底面の辺に平行および垂直な方向から見ると、図のようになります。

1辺の長さを2xとすると、図のような寸法になります。
この三角形の面積は、
 2x×√2x÷2=√2x2 ・・・ (1)
一方、三角形の頂点と、円の中心とを結び、この三角形を3つに分けます。

これらの三角形の面積をそれぞれ計算して加えると、
 2x×5÷2+√3x×5÷2+√3x×5÷2=5(1+√3)x ・・・ (2)
(1),(2) より、
 5(1+√3)x=√2x2
よって、
 x=5(1+√3)/√2
正四角錐の体積は、
 2x×2x×√2x÷3=2500/3+500√3

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