半径6cmの半円と、底辺8cm、高さ6cmの直角三角形を組み合わせた図形を、半円の直径を軸として1回転させてできる立体の体積を求める問題です。

幾何学体積半球円錐回転体3次元
2025/3/16

1. 問題の内容

半径6cmの半円と、底辺8cm、高さ6cmの直角三角形を組み合わせた図形を、半円の直径を軸として1回転させてできる立体の体積を求める問題です。

2. 解き方の手順

この立体は、半径6cmの半球と、底面の半径が8cmで高さが6cmの円錐を組み合わせたものとして考えることができます。
* 半球の体積を計算します。半球の体積は、半径rrの球の体積の半分で、V半球=12×43πr3V_{半球} = \frac{1}{2} \times \frac{4}{3} \pi r^3です。この問題では、r=6r = 6なので、
V半球=12×43π(6)3=23π(216)=144πV_{半球} = \frac{1}{2} \times \frac{4}{3} \pi (6)^3 = \frac{2}{3} \pi (216) = 144 \pi となります。
* 円錐の体積を計算します。円錐の体積は、V円錐=13πr2hV_{円錐} = \frac{1}{3} \pi r^2 hです。この問題では、r=8r = 8h=6h = 6なので、
V円錐=13π(8)2(6)=13π(64)(6)=π(64)(2)=128πV_{円錐} = \frac{1}{3} \pi (8)^2 (6) = \frac{1}{3} \pi (64)(6) = \pi (64)(2) = 128 \pi となります。
* 半球と円錐の体積を足し合わせます。
V全体=V半球+V円錐=144π+128π=272πV_{全体} = V_{半球} + V_{円錐} = 144 \pi + 128 \pi = 272 \pi となります。

3. 最終的な答え

272πcm3272 \pi \, \text{cm}^3

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