半径3cmの球と、底面の半径が3cmの円柱の体積が等しいとき、円柱の高さを求める問題です。

幾何学体積円柱角度三角形外角の性質
2025/7/13
## 問題の解答
### (6) 図のように、半径が3cmの球と、底面の半径が3cmの円柱がある。これらの体積が等しいとき、円柱の高さを求めなさい。

1. 問題の内容

半径3cmの球と、底面の半径が3cmの円柱の体積が等しいとき、円柱の高さを求める問題です。

2. 解き方の手順

球の体積の公式と円柱の体積の公式を使います。
* 球の体積の公式:V=43πr3V_{球} = \frac{4}{3} \pi r^3
* 円柱の体積の公式:V円柱=πr2hV_{円柱} = \pi r^2 h
ここで、rr は半径、hh は高さです。
球の半径は3cm、円柱の半径も3cmなので、それぞれの体積を計算します。
球の体積:
V=43π(3)3=43π(27)=36πV_{球} = \frac{4}{3} \pi (3)^3 = \frac{4}{3} \pi (27) = 36\pi
円柱の体積:
V円柱=π(3)2h=9πhV_{円柱} = \pi (3)^2 h = 9\pi h
体積が等しいので、V=V円柱V_{球} = V_{円柱} より、
36π=9πh36\pi = 9\pi h
両辺を 9π9\pi で割ると、
h=36π9π=4h = \frac{36\pi}{9\pi} = 4
したがって、円柱の高さは4cmです。

3. 最終的な答え

4 cm
### (7) 図において、∠xの大きさを求めなさい。

1. 問題の内容

与えられた図において、∠xの大きさを求める問題です。三角形の内角と外角の関係を利用します。

2. 解き方の手順

まず、与えられた角度から、∠xの隣にある三角形の角度を求めます。
外角の性質より、
55+29=8455^\circ + 29^\circ = 84^\circ
この角度と150°の角を持つ三角形において、x以外の角を求める。
150°の角の補角を求める。
180150=30180^\circ - 150^\circ = 30^\circ
三角形の内角の和は180°なので、xの対角の角度は
180(84+30)=180114=66180^\circ - (84^\circ + 30^\circ) = 180^\circ - 114^\circ = 66^\circ
対頂角は等しいので、xの対角は66°となる。
さらに、外角の性質より、
x+30=84x + 30^\circ = 84^\circ
x=8430x = 84^\circ - 30^\circ
x=54x = 54^\circ
したがって、∠xの大きさは54°です。

3. 最終的な答え

54 °

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