円錐の展開図が与えられており、その円錐の体積を求める問題です。展開図は、半径5cm、中心角216°の扇形と円で構成されています。

幾何学体積円錐展開図回転体ピタゴラスの定理
2025/6/28
はい、承知いたしました。2つの問題がありますね。それぞれ回答します。
**問題3**

1. 問題の内容

円錐の展開図が与えられており、その円錐の体積を求める問題です。展開図は、半径5cm、中心角216°の扇形と円で構成されています。

2. 解き方の手順

まず、円錐の底面の円の半径を求めます。扇形の弧の長さが、円錐の底面の円周の長さに等しいことを利用します。
扇形の弧の長さ ll は、半径を rr、中心角を θ\theta(ラジアン)とすると、l=rθl = r\theta で求められます。
今回の扇形の半径は 55cm、中心角は216216^\circなので、ラジアンに変換すると、θ=216×π180=6π5\theta = 216 \times \frac{\pi}{180} = \frac{6\pi}{5} です。
したがって、弧の長さは、
l=5×6π5=6πl = 5 \times \frac{6\pi}{5} = 6\pi
円錐の底面の円周の長さが 6π6\pi であるため、底面の円の半径 RR は、
2πR=6π2\pi R = 6\pi
R=3R = 3 cm
次に、円錐の高さを求めます。これは、円錐の母線(展開図の扇形の半径)を斜辺とし、円錐の底面の半径を底辺とする直角三角形の高さに相当します。円錐の高さ hh はピタゴラスの定理より、
h=5232=259=16=4h = \sqrt{5^2 - 3^2} = \sqrt{25 - 9} = \sqrt{16} = 4 cm
最後に、円錐の体積 VV を求めます。円錐の体積は、V=13πR2hV = \frac{1}{3}\pi R^2 h で求められます。
したがって、
V=13π×32×4=13π×9×4=12πV = \frac{1}{3} \pi \times 3^2 \times 4 = \frac{1}{3} \pi \times 9 \times 4 = 12\pi

3. 最終的な答え

12π12\pi cm3^3
**問題4**

1. 問題の内容

直角三角形を直線mを軸に1回転させてできる立体の体積を求める問題です。

2. 解き方の手順

直角三角形を直線mを軸に回転させると、底面が共通な2つの円錐ができます。
大きい円錐の半径は3cm、高さは4cmです。
小さい円錐の半径は3cm、高さは5cmの斜辺から4cmを引いたものです。しかし、2つの円錐が図のように接している場合、1つの円錐ができます。
底面の半径3cm、高さ4cmの円錐の体積を求める。
円錐の体積は、V=13πr2hV = \frac{1}{3}\pi r^2 h です。
r=3r = 3 cm, h=4h = 4 cmを代入すると、
V=13π×32×4=13π×9×4=12πV = \frac{1}{3}\pi \times 3^2 \times 4 = \frac{1}{3}\pi \times 9 \times 4 = 12\pi

3. 最終的な答え

12π12\pi cm3^3

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