長方形ABCD(AB=10cm, BC=5cm)を辺ABを軸として1回転させてできる立体Xについて、体積と表面積を求める問題です。

幾何学円柱体積表面積回転体
2025/8/5

1. 問題の内容

長方形ABCD(AB=10cm, BC=5cm)を辺ABを軸として1回転させてできる立体Xについて、体積と表面積を求める問題です。

2. 解き方の手順

(1) 立体Xの体積を求める。
長方形ABCDを辺ABを軸として回転させると、円柱ができます。この円柱の底面の半径はBCの長さに等しく5cm、高さはABの長さに等しく10cmです。円柱の体積は、底面積×高さで求められます。底面積は πr2 \pi r^2 で、rは半径です。
底面積 = π×52=25π \pi \times 5^2 = 25\pi (cm²)
体積 = 底面積 × 高さ = 25π×10=250π 25\pi \times 10 = 250\pi (cm³)
(2) 立体Xの表面積を求める。
円柱の表面積は、側面積 + 2 × 底面積で求められます。
側面積は 2πrh 2\pi r h で、rは半径、hは高さです。
側面積 = 2×π×5×10=100π 2 \times \pi \times 5 \times 10 = 100\pi (cm²)
底面積 = πr2=π×52=25π \pi r^2 = \pi \times 5^2 = 25\pi (cm²)
表面積 = 側面積 + 2 × 底面積 = 100π+2×25π=100π+50π=150π 100\pi + 2 \times 25\pi = 100\pi + 50\pi = 150\pi (cm²)

3. 最終的な答え

(1) 立体Xの体積: 250π 250\pi cm³
(2) 立体Xの表面積: 150π 150\pi cm²

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