半径6cmの球から半球を切り取り、さらに切断面の円の中心角が90°の部分で切り取った立体の体積を求める問題です。

幾何学体積半球扇形立体図形
2025/4/27

1. 問題の内容

半径6cmの球から半球を切り取り、さらに切断面の円の中心角が90°の部分で切り取った立体の体積を求める問題です。

2. 解き方の手順

* まず、半径6cmの球の体積を求めます。球の体積の公式は、V=43πr3V = \frac{4}{3}\pi r^3 です。
* 次に、半球の体積を求めます。これは球の体積の半分なので、12×43πr3=23πr3\frac{1}{2} \times \frac{4}{3}\pi r^3 = \frac{2}{3}\pi r^3 となります。
* 最後に、半球から中心角90°の扇形の部分を切り取った立体の体積を求めます。中心角90°は円の1/4なので、半球の体積の1/4を計算します。つまり、14×23πr3=16πr3\frac{1}{4} \times \frac{2}{3}\pi r^3 = \frac{1}{6}\pi r^3 となります。
* 半径 r=6r = 6 cm を代入して計算します。
球の体積:
V=43π(63)=43π(216)=288πV = \frac{4}{3} \pi (6^3) = \frac{4}{3} \pi (216) = 288\pi
半球の体積:
12×288π=144π\frac{1}{2} \times 288\pi = 144\pi
切り取った立体の体積:
14×144π=36π\frac{1}{4} \times 144\pi = 36\pi

3. 最終的な答え

切り取った立体の体積は 36π36\pi 立方センチメートルです。

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