立方体の2辺の中点P, Qと、太線部以外のいずれかの辺の中点の計3点を通る平面で立方体を切断したとき、切り口としてできる図形は、正三角形、正方形、長方形、正五角形、正六角形のうちどれか、そしてそれらを全て挙げている選択肢はどれか、という問題です。

幾何学立方体切断空間図形切り口
2025/7/1

1. 問題の内容

立方体の2辺の中点P, Qと、太線部以外のいずれかの辺の中点の計3点を通る平面で立方体を切断したとき、切り口としてできる図形は、正三角形、正方形、長方形、正五角形、正六角形のうちどれか、そしてそれらを全て挙げている選択肢はどれか、という問題です。

2. 解き方の手順

まず、PとQは固定されていると考えます。3点を通る平面で切断したときの切り口の形状を考えます。
* 正三角形ができる場合:
P, Qともう一点として、P, Qに隣接する辺の中点を取ると正三角形になります。
* 正方形ができる場合:
P, Qともう一点として、P, Qに隣接する辺の中点を取った時、正三角形にならない場合でも条件を満たす場所が存在します。
* 長方形ができる場合:
正方形にならない長方形は明らかに可能です。
* 正五角形ができる場合:
3点では正五角形は構成できません。
* 正六角形ができる場合:
立方体の向かい合う面にある辺の中点を繋ぐように切断すると正六角形が現れます。
したがって、切り口としてできる図形は正三角形、長方形、正六角形です。
これら全てを含んでいる選択肢を探します。

3. 最終的な答え

アとウとオ

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