図は、線lを軸として回転させた立体の表面積を求める問題です。 与えられた図形は、底辺が6cm、高さが12cmの直角三角形と、斜辺の一部(10cm)が示されています。

幾何学円錐表面積三平方の定理図形回転体
2025/3/12
はい、承知いたしました。

1. 問題の内容

図は、線lを軸として回転させた立体の表面積を求める問題です。
与えられた図形は、底辺が6cm、高さが12cmの直角三角形と、斜辺の一部(10cm)が示されています。

2. 解き方の手順

この立体は、底面の半径が6cm、高さが12cmの円錐から、底面の半径が6cm、母線が10cmの円錐を取り除いたものです。
残った立体の表面積は、大きな円錐の側面と、小さな円錐の側面、そして底面の円から、小さな円錐によってくり抜かれた円を引いたものになります。
ただし、今回は底面がなくなるので、側面のみを考えます。
大きな円錐の母線を求めます。三平方の定理より、
r=6r = 6, h=12h = 12なので、
l1=62+122=36+144=180=65l_1 = \sqrt{6^2+12^2} = \sqrt{36+144} = \sqrt{180} = 6\sqrt{5}
次に円錐の側面積の公式を思い出します。側面積は S=πrlS = \pi r lで表されます。
ここでrrは底面の半径、llは母線の長さです。
大きな円錐の側面積S1S_1は、
S1=π×6×65=365πS_1 = \pi \times 6 \times 6\sqrt{5} = 36\sqrt{5}\pi
小さな円錐の側面積S2S_2は、
S2=π×6×10=60πS_2 = \pi \times 6 \times 10 = 60\pi
したがって、求める表面積はS1+S2S_1 + S_2です。
S=365π+60π=(365+60)πS = 36\sqrt{5}\pi + 60\pi = (36\sqrt{5} + 60)\pi

3. 最終的な答え

(365+60)π cm2(36\sqrt{5} + 60)\pi \text{ cm}^2

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