図に示す立体の体積を求める問題です。立体は、直方体と、底面が扇形である柱体を組み合わせた形をしています。直方体の底面の1辺は$12 \text{ cm}$、高さは$15 \text{ cm}$です。柱体の底面の扇形は、半径$12 \text{ cm}$、中心角$60^\circ$です。円周率は$\pi$を使うことと指示されています。

幾何学体積立体図形直方体柱体扇形円周率
2025/5/6

1. 問題の内容

図に示す立体の体積を求める問題です。立体は、直方体と、底面が扇形である柱体を組み合わせた形をしています。直方体の底面の1辺は12 cm12 \text{ cm}、高さは15 cm15 \text{ cm}です。柱体の底面の扇形は、半径12 cm12 \text{ cm}、中心角6060^\circです。円周率はπ\piを使うことと指示されています。

2. 解き方の手順

まず、直方体の体積を求めます。直方体の体積は、底面積×高さで計算できます。
V直方体=12×12×15=2160 cm3V_{\text{直方体}} = 12 \times 12 \times 15 = 2160 \text{ cm}^3
次に、柱体の体積を求めます。柱体の体積は、底面積(扇形の面積)×高さで計算できます。
扇形の面積は、S=πr2×θ360S = \pi r^2 \times \frac{\theta}{360^\circ}で計算できます。ここで、rrは半径、θ \theta は中心角です。
扇形の面積は、
S=π×122×60360=π×144×16=24π cm2S = \pi \times 12^2 \times \frac{60^\circ}{360^\circ} = \pi \times 144 \times \frac{1}{6} = 24\pi \text{ cm}^2
柱体の体積は、
V柱体=24π×15=360π cm3V_{\text{柱体}} = 24\pi \times 15 = 360\pi \text{ cm}^3
最後に、直方体の体積と柱体の体積を足し合わせます。
V=V直方体+V柱体=2160+360π cm3V = V_{\text{直方体}} + V_{\text{柱体}} = 2160 + 360\pi \text{ cm}^3

3. 最終的な答え

2160+360π cm32160 + 360\pi \text{ cm}^3

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