半径6cmの球の体積と表面積、および半径3cmの半球の体積と表面積をそれぞれ求める。

幾何学体積表面積半球
2025/8/8

1. 問題の内容

半径6cmの球の体積と表面積、および半径3cmの半球の体積と表面積をそれぞれ求める。

2. 解き方の手順

(1) 半径6cmの球の場合:
- 球の体積の公式は、V=43πr3V = \frac{4}{3} \pi r^3
- 球の表面積の公式は、S=4πr2S = 4 \pi r^2
- 半径r=6r = 6 cmをそれぞれの公式に代入して計算する。
(2) 半径3cmの半球の場合:
- 半球の体積は、球の体積の半分である。したがって、V=12×43πr3=23πr3V = \frac{1}{2} \times \frac{4}{3} \pi r^3 = \frac{2}{3} \pi r^3
- 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る必要がある。したがって、S=12×4πr2+πr2=2πr2+πr2=3πr2S = \frac{1}{2} \times 4 \pi r^2 + \pi r^2 = 2 \pi r^2 + \pi r^2 = 3 \pi r^2
- 半径r=3r = 3 cmをそれぞれの公式に代入して計算する。
(1)半径6cmの球の体積
V=43π(6)3V = \frac{4}{3} \pi (6)^3
V=43π(216)V = \frac{4}{3} \pi (216)
V=288πV = 288 \pi
(1)半径6cmの球の表面積
S=4π(6)2S = 4 \pi (6)^2
S=4π(36)S = 4 \pi (36)
S=144πS = 144 \pi
(2)半径3cmの半球の体積
V=23π(3)3V = \frac{2}{3} \pi (3)^3
V=23π(27)V = \frac{2}{3} \pi (27)
V=18πV = 18 \pi
(2)半径3cmの半球の表面積
S=3π(3)2S = 3 \pi (3)^2
S=3π(9)S = 3 \pi (9)
S=27πS = 27 \pi

3. 最終的な答え

(1) 半径6cmの球:
- 体積:288π288 \pi 立方センチメートル
- 表面積:144π144 \pi 平方センチメートル
(2) 半径3cmの半球:
- 体積:18π18 \pi 立方センチメートル
- 表面積:27π27 \pi 平方センチメートル

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