与えられた3つの立体(三角柱、正四角錐、半球)の体積と表面積を求める問題です。それぞれの立体の寸法が図に示されています。

幾何学体積表面積三角柱正四角錐半球立体の体積立体の表面積
2025/8/1

1. 問題の内容

与えられた3つの立体(三角柱、正四角錐、半球)の体積と表面積を求める問題です。それぞれの立体の寸法が図に示されています。

2. 解き方の手順

(1) 三角柱
* 体積:底面積×高さ。底面は直角三角形なので、底面積は (3×8)/2=12(3 \times 8)/2 = 12 cm2^2。高さは5cmなので、体積は 12×5=6012 \times 5 = 60 cm3^3
* 表面積:底面2つ、側面3つの面積の合計。底面積は12 cm2^2。側面はそれぞれ、 3×5=153 \times 5 = 15 cm2^28×5=408 \times 5 = 40 cm2^2、斜辺32+82=73 \sqrt{3^2 + 8^2} = \sqrt{73} で、5735\sqrt{73} cm2^2。 全ての面の合計なので、2(12)+15+40+573=24+55+573=79+573=79+5×8.54=79+42.7=121.72(12) + 15 + 40 + 5\sqrt{73} = 24 + 55 + 5\sqrt{73} = 79 + 5\sqrt{73} = 79 + 5 \times 8.54 = 79 + 42.7 = 121.7 cm2^2
(2) 正四角錐
* 体積:(底面積×高さ)/3。底面は正方形なので、底面積は 10×10=10010 \times 10 = 100 cm2^2。高さは12cmなので、体積は (100×12)/3=400(100 \times 12)/3 = 400 cm3^3
* 表面積:底面積 + 側面積。底面積は100 cm2^2。側面は合同な二等辺三角形が4つ。その面積は(10×13)/2=65(10 \times 13)/2 = 65 cm2^2。よって、側面積は 65×4=26065 \times 4 = 260 cm2^2。表面積は 100+260=360100 + 260 = 360 cm2^2
(3) 半球
* 体積:(4/3)πr3^3/2。半径は4cmなので、体積は (4/3)π(43)/2=(2/3)π(64)=(128/3)π(4/3)π(4^3)/2 = (2/3)π(64) = (128/3)π cm3^3
* 表面積:半球の表面積は、2πr22πr^2。底面の円の面積はπr2πr^2なので、合計すると 3πr23πr^2。半径は4cmなので、表面積は 3π(42)=48π3π(4^2) = 48π cm2^2

3. 最終的な答え

(1) 三角柱
体積:60 cm3^3
表面積:121.7 cm2^2
(2) 正四角錐
体積:400 cm3^3
表面積:360 cm2^2
(3) 半球
体積:(128/3)π cm3^3
表面積:48π cm2^2

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