三角形ABCを直線BCを軸として1回転させたときにできる立体の表面積と体積を求めます。ただし、円周率は $\pi$ とします。三角形ABCは、BC = 6cm、AC = 8cm、AB = 10cmの直角三角形です。

幾何学立体の表面積立体の体積円錐直角三角形回転体
2025/8/13

1. 問題の内容

三角形ABCを直線BCを軸として1回転させたときにできる立体の表面積と体積を求めます。ただし、円周率は π\pi とします。三角形ABCは、BC = 6cm、AC = 8cm、AB = 10cmの直角三角形です。

2. 解き方の手順

まず、回転させてできる立体が円錐2つを底面で貼り合わせた形になることを理解します。
・円錐1:底面の半径はAC = 8cm、母線はAB = 10cm
・円錐2:底面の半径はAC = 8cm、母線はAC = 8cm(高さ)
次に、それぞれの円錐の表面積を求めます。
円錐の表面積は、底面積+側面積底面積 + 側面積で計算されます。側面積は、半径×母線×π半径 \times 母線 \times \piです。
・円錐1:底面積 = 82π=64π8^2 \pi = 64 \pi、側面積 = 8×10×π=80π8 \times 10 \times \pi = 80 \pi。よって、表面積 = 64π+80π=144π64 \pi + 80 \pi = 144 \pi
・円錐2:底面積 = 82π=64π8^2 \pi = 64 \pi、側面積 = 8×8×π=64π8 \times 8 \times \pi = 64 \pi。よって、表面積 = 64π+64π=128π64 \pi + 64 \pi = 128 \pi
立体全体の表面積は、2つの円錐の側面積の和になります。(底面は内部で接するため、表面積には含まれない)
よって、表面積 = 80π+64π=144π80 \pi + 64 \pi = 144 \pi
次に、それぞれの円錐の体積を求めます。
円錐の体積は、1/3×底面積×高さ1/3 \times 底面積 \times 高さで計算されます。
・円錐1:底面積 = 82π=64π8^2 \pi = 64 \pi、高さ = BC = 6cm。よって、体積 = 1/3×64π×6=128π1/3 \times 64 \pi \times 6 = 128 \pi
・円錐2:底面積 = 82π=64π8^2 \pi = 64 \pi、高さ = BC = 6cm。よって、体積 = 1/3×64π×6=128π1/3 \times 64 \pi \times 6 = 128 \pi
立体全体の体積は、2つの円錐の体積の和になります。
体積 = 128π+128π=256π128\pi + 128\pi = 256\pi

3. 最終的な答え

表面積: 144π144\pi cm2^2
体積: 256π256\pi cm3^3

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