問題は、以下の2つの立体の体積と表面積を求める問題です。 (1) 半径6cmの半球 (2) 半径4cmの球の4分の1

幾何学体積表面積半球
2025/8/1

1. 問題の内容

問題は、以下の2つの立体の体積と表面積を求める問題です。
(1) 半径6cmの半球
(2) 半径4cmの球の4分の1

2. 解き方の手順

(1) 半径6cmの半球
- 体積: 球の体積の公式は V=43πr3V = \frac{4}{3} \pi r^3 です。半球なので、体積は球の体積の半分になります。
- 表面積: 球の表面積の公式は A=4πr2A = 4 \pi r^2 です。半球の表面積は、球の表面積の半分に、底面の円の面積を加えたものになります。
(2) 半径4cmの球の4分の1
- 体積: 球の体積の公式は V=43πr3V = \frac{4}{3} \pi r^3 です。球の4分の1なので、体積は球の体積の4分の1になります。
- 表面積: 球の表面積の公式は A=4πr2A = 4 \pi r^2 です。球の4分の1の表面積は、球の表面積の4分の1に、半径4cmの半円2つ分を加えたものになります。半円の面積は 12πr2\frac{1}{2}\pi r^2 であり、それが2つ分なので πr2\pi r^2 を加えることになります。

3. 最終的な答え

(1) 半径6cmの半球
- 体積: 12×43π(63)=23π(216)=144π\frac{1}{2} \times \frac{4}{3} \pi (6^3) = \frac{2}{3} \pi (216) = 144 \pi 立方センチメートル
- 表面積: 12×4π(62)+π(62)=2π(36)+36π=72π+36π=108π\frac{1}{2} \times 4 \pi (6^2) + \pi (6^2) = 2 \pi (36) + 36 \pi = 72 \pi + 36 \pi = 108 \pi 平方センチメートル
(2) 半径4cmの球の4分の1
- 体積: 14×43π(43)=13π(64)=643π\frac{1}{4} \times \frac{4}{3} \pi (4^3) = \frac{1}{3} \pi (64) = \frac{64}{3} \pi 立方センチメートル
- 表面積: 14×4π(42)+π(42)=π(16)+16π=16π+16π=32π\frac{1}{4} \times 4 \pi (4^2) + \pi (4^2) = \pi (16) + 16 \pi = 16 \pi + 16 \pi = 32 \pi 平方センチメートル
最終的な答え:
(1) 半球 (半径6cm)
- 体積: 144π144 \pi 立方センチメートル
- 表面積: 108π108 \pi 平方センチメートル
(2) 球の4分の1 (半径4cm)
- 体積: 643π\frac{64}{3} \pi 立方センチメートル
- 表面積: 32π32 \pi 平方センチメートル

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