展開図が与えられた円錐の表面積を求める問題です。展開図は、中心角が$60^\circ$、半径が$12$cmの扇形と、円で構成されています。

幾何学円錐表面積展開図扇形
2025/7/31

1. 問題の内容

展開図が与えられた円錐の表面積を求める問題です。展開図は、中心角が6060^\circ、半径が1212cmの扇形と、円で構成されています。

2. 解き方の手順

(1) 扇形の面積を計算します。扇形の面積は、円の面積に中心角の割合をかけたものです。半径rr、中心角θ\theta(度)の扇形の面積は πr2×θ360\pi r^2 \times \frac{\theta}{360} で求められます。
(2) 円の半径を計算します。扇形の弧の長さは、円の円周と等しくなります。扇形の弧の長さは 2πr×θ3602\pi r \times \frac{\theta}{360} で計算できます。ここで、rrは扇形の半径、θ \theta は中心角です。円の半径をrr'とすると、2π×12×60360=2πr2\pi \times 12 \times \frac{60}{360} = 2\pi r'が成り立ちます。この式からrr'を求めます。
(3) 円の面積を計算します。円の面積は πr2\pi r'^2 で計算できます。
(4) 扇形の面積と円の面積を足し合わせることで、円錐の表面積を求めます。
具体的な計算は以下の通りです。
(1) 扇形の面積:
π×122×60360=π×144×16=24π\pi \times 12^2 \times \frac{60}{360} = \pi \times 144 \times \frac{1}{6} = 24\pi
(2) 円の半径:
2π×12×60360=2πr2\pi \times 12 \times \frac{60}{360} = 2\pi r'
2π×12×16=2πr2\pi \times 12 \times \frac{1}{6} = 2\pi r'
4π=2πr4\pi = 2\pi r'
r=2r' = 2
(3) 円の面積:
π×22=4π\pi \times 2^2 = 4\pi
(4) 円錐の表面積:
24π+4π=28π24\pi + 4\pi = 28\pi

3. 最終的な答え

28π28\pi cm2^2

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