☆算数で合格!☆賛数仙人の部屋 徹底攻略! 立体図形 8-k1-9 基本問題 その 1 解説と解答・ポイント 角柱の体積と表面積 1 図のような、たて 12cm、横 10cm、高さ 8cm の直方体があります。この直方体の表面積は何 cm2 ですか。 (答)592cm2 ※ 直方体の表面積は、 (たて×横+横×高さ+高さ×たて)×2 で求め られます。 10cm 8cm 表面積は((12×10+10×8+8×12)×2=)592cm2 です。 12cm 2 次の図は角柱です。この角柱の体積は何 cm3 ですか。 (答)810cm2 ※ 角柱の体積は、底面積×高さで求められます。 底面積は(15×12÷2=)90cm2 です。よって、体積は(90×9=)810cm3 です。 12cm 15cm 9cm 3 次の図は角柱です。この角柱の表面積は何 cm2 ですか。 (答)432cm2 ※ 角柱の側面積は、「底面のまわりの長さ×高さ」で求められます。よ って、表面積は「底面積×2+底面のまわりの長さ×高さ」です。 6cm 10cm 2 底面積は((6+12)×8÷2=)72cm 、側面積は((6+10+12+8)×8=) 8cm 288cm2 です。よって、表面積は(72×2+288=)432cm2 です。 8cm 12cm 4 図で、三角柱の体積が 360cm3 のとき、表面積は何 cm2 ですか。 (答)408cm2 底面積は(6×8÷2=)24cm2 なので、三角柱の高さは(360÷24=)15cm です。よって、表面積は(24×2+(6+8+10)×15=)408cm2 です。 8cm 6cm 10cm 5 図は直方体から 1 つの平面で一部分を切り取った図です。この立体の体積は何 cm3 ですか。 (答)1056cm3 ※ 「底面積×高さの平均」で求めます。 底面積は(12×8=)96cm2、高さの平均は((9+13)÷2=)11cm なの で、 (96×11=)1056cm3 です。 9cm 13cm 9cm 12cm 8cm 6 年後期 第 5 回 ☆算数で合格!☆賛数仙人の部屋 徹底攻略! 立体図形 8-k1-10 基本問題 その 2 解説と解答・ポイント 円柱の体積と表面積 1 次の図は円柱です。この円柱の表面積は何 cm2 ですか。 (答)251.2cm2 底面積は(4×4×3.14=)16×3.14cm2、側面積は(4×2×3.14×6=) 48×3.14cm2 です。よって、表面積は(16×3.14×2+48×3.14=80×3.14 =)251.2cm2 です。 6cm 4cm 2 図は、底面の半径が 6cm の円柱から、底面の半径が 2cm の円柱をくりぬいた図形です。この とき、次の問いに答えなさい。 2cm 6cm (1)この立体の体積は何 cm3 ですか。 5cm (2)この立体の表面積は何 cm2 ですか。 (答)(1)502.4cm3 (2)452.16cm2 (1)底面積は(6×6×3.14-2×2×3.14=)32×3.14cm2、高さは 5cm なので、体積は(32 ×3.14×5=)502.4cm3 です。 (2)底面積の合計は(32×3.14×2=)64×3.14cm2、側面は「高さ×まわりの長さ」より、 外側が(5×12×3.14=)60×3.14cm2、内側が(5×4×3.14=)20×3.14cm2 です。よって、 表面積は(64×3.14+60×3.14+20×3.14=144×3.14=)452.16cm2 です。 3 図は、直方体から半円柱をくりぬいた立体です。この立体の体積は何 cm3 ですか。 (答)52.15cm3 180 底面積は(3×4-1×1×3.14× =)10.43cm2、高さは 5cm なので、 (10.43 360 ×5=)52.15cm3 です。 1cm 1cm 3cm 4cm 5cm 4 図の立体は底面の半径が 5cm の円柱を斜めに切断したものです。この立体の体積は何 cm3 で すか。 (答)628cm3 円柱にして考えると、円柱の底面積は(5×5×3.14=)25×3.14cm2、高 さは(5+11=)16cm なので、この円柱の体積は(25×3.14×16=)400 11cm ×3.14cm3 です。よって、求める体積はこれを 2 でわり(400×3.14÷2 5cm =200×3.14=)628cm3 です。 5cm 5+11 =200×3.14=)628cm3 です。 ※ 底面積×高さの平均を使って、 (5×5×3.14× 2 6 年後期 第 5 回 ☆算数で合格!☆賛数仙人の部屋 徹底攻略! 立体図形 8-k1-11 基本問題 その 3 解説と解答・ポイント 展開図 1 図のような正方形を 5 個つなげたものに、1~10 の番号をつけた同じ大きさの正方形の中から 1 つだけをくっつけて、立方体の展開図にします。その番号をすべて、小さい順にかきなさい。 (答)3、5、6、7 ※ 立方体は 3 組の平行な正方形で囲まれた図形です。 1 3 9 10 図の展開図で、○どうし、□どうしは平行な面です。色をつけた正方 形と平行な面は順に 3、5、6、7 です。 8 4 7 2 2 6 5 図は直方体の展開図です。この直方体の体積は何 cm3 ですか。 (答)120cm3 右の図で、○+◆=11cm、□+◆=13cm から、□は○より(13 -11=)2cm 長いことがわかります。○×2+□=11cm から○×2 11cm +○+2=11cm から○×3=9cm なので○は 3cm、◆は(11-3=) 8cm、□は(13-8=)5cm です。よって、この直方体の体積は(3 ×8×5=)120cm3 です。 11cm 13cm 3 ある立体の展開図は、右の図のように長方形と台形でできています。このとき、次の問いに答 えなさい。 5cm (1)この立体の頂点の数はいくつですか。 8cm (2)この立体の体積を求めなさい。 2cm (答)(1)8 個 ※ 4cm (2)100cm3 右の図のような四角柱になります。 2cm (1)図から頂点の数は 8 個です。 (2)底面積は((2+8)×4÷2=)20cm2、高さは 5cm なので、体積は (20×5=)100cm3 です。 4 5cm 4cm 8cm 図は円柱の展開図です。このとき、次の問いに答えなさい。 (1)この円柱の側面積は何 cm2 ですか。 10cm (2)この円柱の体積は何 cm3 ですか。 (答)(1)376.8cm2 34cm (2)1130.4cm3 底面の円の直径 2 つ分の長さは(34-10=)24cm です。よって、底面の円の直径は(24÷2 =)12cm で、半径は 6cm です。 (1)表面積は展開図の面積と等しくなります。側面積は、底面のまわりの長さが 12×3.14cm なので(12×3.14×10=)120×3.14cm2 です。よって、側面積は(120×3.14=)376.8cm2 です。 (2)底面の半径 6cm、高さは 10cm なので、体積は(6×6×3.14×10=)1130.4cm3 です。 6 年後期 第 5 回 ☆算数で合格!☆賛数仙人の部屋 徹底攻略! 立体図形 8-k1-12 基本問題 その 4 解説と解答・ポイント 角すいと円すい 1 図は 1 辺が 6cm の立方体の中で、頂点を結んで作った立体です。この立体の体積は何 cm3 で すか。 (答)36cm3 求める立体の底面積は(6×6÷2=)18cm2、高さは 6cm なので、体積は(18 1 ×6× =)36cm3 です。 3 1 ※ 底面積は立方体の 、高さは等しく「すい」なので、三角すいの体積は 2 1 1 1 1 立方体の体積の( × =) 倍になり、 (6×6×6× =)36cm3 です。 2 3 6 6 2 次の図は、底面が正方形の直方体の中で、頂点を結んで作った立体です。このとき、この立体 の体積は何 cm3 ですか。 (答)48cm3 求める立体の底面積は(6×8÷2=)24cm2、高さは 6cm なので、体積は(24 1 ×6× =)48cm3 です。 3 8cm 1 ※ 底面積は直方体の 、高さは等しく「すい」なので、三角すいの体積は 2 6cm 1 1 1 1 立方体の体積の( × =) 倍になり、 (6×6×8× =)48cm3 です。 2 3 6 6 3 図は円すいです。この円すいの体積は何 cm3 ですか。 (答)314cm3 底面積は(5×5×3.14=)25×3.14cm2、高さは 12cm なので、体積は(25× 1 3.14×12× =)314cm3 です。 3 12cm 5cm 4 2 図は円すいの展開図です。この円すいの表面積は何 cm ですか。 (答)414.48cm2 135 3 3 = より、底面の半径は(16× =)6cm なので、この円すいの表 360 8 8 3 面積は(16×16×3.14× +6×6×3.14=132×3.14=)414.48cm2 です。 8 ※ 公式を使うと 6×(6+16)×3.14=132×3.14 となります。 135° 16cm 5 図の円すいで、AB は底面の円の直径で 6cm です。三角形 OAB が正三角形であるとき、この 円すいの表面積は何 cm2 ですか。 (答)84.78cm2 ※ 円すいの側面積は「底面の周×母線÷2」で求められます。 O 2 底面積は(3×3×3.14=)9×3.14cm 、側面積は(6×3.14×6÷2=)18× 3.14cm2 なので、(9×3.14+18×3.14=)84.78cm2 です。 ※ 公式を使うと(3×(3+6)×3.14=27×3.14=)84.78cm2 です。 A B 6 年後期 第 5 回 ☆算数で合格!☆賛数仙人の部屋 徹底攻略! 立体図形 8-k1-13 基本問題 その 5 解説と解答・ポイント 投影図 1 図は、ある立体を正面から見た図と、真上から見た図(投影図)です。真上から見た図は直角 三角形です。この立体の表面積は何 cm2 ですか。 (答)168cm2 右の図のような三角柱になります。底面は直角三角形なので、底面積 は(6×8÷2=)24cm2 です。側面積は、(底面のまわりの長さ)×(高 さ)なので、 ((6+8+10)×5=)120cm2 です。よって、立体の表面積 は(24×2+120=)168cm2 です。 真上 10cm 5cm 正面 8cm 6cm 2 図は、ある立体を正面と真上から見た図を表しています。真上から見た図は半円で、真横から 正面 見ても長方形になりました。この立体の体積は何 cm3 ですか。 5cm (答)125.6cm3 真上 8cm 右の図のような底面が半円の柱になります。底面は直径 8cm の半円なので、 180 180 底面積は 4×4×3.14× cm2、高さは 5cm なので(4×4×3.14× ×5=) 360 360 125.6cm3 です。 真上 正面 正面 3 図は、底面が正方形のある立体を正面と真上から見た図を表しています。このとき、次の問い に答えなさい。 10cm 8cm (1)この立体の体積は何 cm3 ですか。 (2)この立体の表面積は何 cm ですか。 (答) (1)384cm3 12cm 真上 2 (2)384cm2 (1)右の図のような正四角すいになります。正面の図は色がついた三角 形です。底面は正方形で(12×12=)144cm2、高さは 8cm なので、体 1 積は(144×8× =)384cm3 です。 3 8cm 10cm 12cm (2)底面積は 144cm2、側面は底辺が 12cm、高さ 10cm の二等辺三角形が 4 枚なので、(12 ×10÷2×4=)240cm2 なので、表面積は(144+240=)384cm2 です。 4 図は、1 辺が 6cm の立方体を 1 つの平面で 2 つの立体に分けたときの大きい方の立体を、真正 面と真上から見た図で、点 P は辺 AB のまん中の点を表しています。この立体の体積は何 cm3 ですか。 (答)198cm3 右の図のように立方体から三角すいを切り取った立体になります。立方体の 1 体積は(6×6×6=)216cm3、三角すいの体積は(6×6÷2×3× =)18cm3 3 なので(216-18=)198cm3 です。 ※ 1 1 1 1 三角すいの体積は立方体の( × × =) です。 2 3 2 12 6 年後期 第 5 回 ☆算数で合格!☆賛数仙人の部屋 徹底攻略! 立体図形 8-k1-14 基本問題 その 6 解説と解答・ポイント 立方体の中の立体 1 図は 1 辺の長さが 12cm の立方体の中で、点を結んで作った立体です。この立体の体積は何 cm3 ですか。ただし、辺の途中の点(●)は、ちょうど真ん中の点です。 (答)576cm3 図のように立方体から三角すいを 4 つ切り取った立体になります。立方体の体 1 積は(12×12×12=)1728cm3、三角すいの体積は(12×12÷2×12× =)288cm3 3 なので(1728-288×4=)576cm3 です。 1 1 1 色がついた三角すいの体積は立方体の体積の( × =) です。求める立体の体積は立 2 3 6 1 方体からこれを 4 つひいて、(12×12×12×(1- ×4)=)576cm3 です。 6 ※ 2 図は 1 辺の長さが 6cm の立方体の中で、点を結んで作った立体です。この立体の体積は何 cm3 ですか。ただし、辺の途中の点(●)は、ちょうど真ん中の点です。 (答)180cm3 図のように立方体から三角すいを 8 つ切り取った立体になります。立方体の 1 体積は(6×6×6=)216cm3、三角すいの体積は(3×3÷2×3× =)4.5cm3 3 なので(216-4.5×8=)180cm3 です。 ※ 1 1 1 1 色がついた三角すいは立方体の( × × =) です。求める立体の体積は立方体から 8 2 3 48 1 これを 8 つひいたものなので、(6×6×6×(1- ×8)=)180cm3 です。 48 3 図は 1 辺の長さが 6cm の立方体の中で、点を結んで作った立体です。この立体の体積は何 cm3 ですか。ただし、辺の途中の点(●)は、ちょうど真ん中の点です。 (答)36cm3 図で色がついた四角形は正方形で、面積は(6×6÷2=)18cm2 です。求める立 1 体の体積はこれを底面とする四角すい 2 つ分なので(18×3× ×2=)36cm3 3 です。 ※ 1 1 1 求める立体の体積は、立方体の体積の( × =) になります。よって 2 3 6 1 (6×6×6× =)36cm3 です。 6 4 図は 1 辺の長さが 4cm の立方体の中で、点を結んで作った立体です。この立体の体積は何 cm3 ですか。ただし、点(●)は、立方体の面の正方形の対角線が交わる点です。 (答)32cm3 右の図で、三角すいアと三角すいイは合同なので、アでイをうめることがで きます。アとイのように、上半分の三角すい 4 つを下半分のあいたところに うめると、求める立体の体積は立方体のちょうど半分になります。よって、 1 体積は(4×4×4× =)32cm3 です。 2 ア イ 6 年後期 第 5 回 ☆算数で合格!☆賛数仙人の部屋 徹底攻略! 立体図形 8-k1-15 基本問題 その 7 解説と解答・ポイント 立方体の切断 1 図は立方体 ABCD-EFGH です。この立方体を 3 点 A、C、G を通る平面で切ります。切り口の 形を図にかきこみ、切り口の名前を答えなさい。 (答)長方形 右の図のように長方形 AEGC になります。 D C B A G H E F 2 図は立方体 ABCD-EFGH で、点 P、Q、R は辺のちょうど真ん中の点です。す。この立方体を 3 点 P、Q、R を通る平面で切ります。切り口の形を図にかきこみ、切り口の名前を答えなさい。 (答)正六角形 右の図のように正六角形になります。 A R B QD P C G H E F 3 図は 1 辺の長さが 6cm の立方体 ABCD-EFGH です。この立方体を 3 点 D、B、E を通る平面で 切ります。このときできる 2 つの立体のうち、体積が大きい方の立体の体積は何 cm3 ですか。 (答)180cm3 右の図のように切り口は正三角形になります。三角すい AEDB の体積は立方 1 1 1 1 A 体の体積の( × =) なので、求める体積は(6×6×6×(1- )=)180cm3 2 3 6 6 です。 E D B C G H F 4 図は 1 辺の長さが 12cm の立方体 ABCD-EFGH で、点 P、Q は辺のちょうど真ん中の点です。 す。この立方体を 3 点 P、Q、G を通る平面で切ります。このときできる 2 つの立体のうち、体 積が小さい方の立体の体積は何 cm3 ですか。 (答)504cm3 右の図のように切り口は等脚台形になります。HD、EP、GQ を伸ばして三 R 角すい R-HEG にして考えます。三角形 RPD と三角形 REH で、PD:EH= 1:2 なので、RD:RH=1:2 となり、RD の長さは 12cm です。三角すい D Q P 1 B A R-HEG の体積は(12×12÷2×24× =)576cm3、三角すい R-DPQ の体積 3 1 H は(6×6÷2×12× =)72cm3 なので、求める体積は(576-72=)504cm3 3 E F です。 C G 6 年後期 第 5 回 ☆算数で合格!☆賛数仙人の部屋 徹底攻略! 立体図形 8-k1-16 基本問題 その 8 解説と解答・ポイント 水面の高さ 1 底面の半径が 6cm の円柱 A と底面の半径が 10cm の円柱 B があり、A には深さ 10cm まで、B には深さ 6cm まで水が入っています。このとき、A に入っている水をすべて B に入れると、B の水の深さは何 cm になりますか。 (答)9.6cm A と B の底面積の比が(6×6×3.14:10×10×3.14=)9:25 な A 25 とします。それぞれ高さをかけて体積を表す ので、これを⑨、○ 90 、B は(○ 25 ×6=)○ 150 です。A の水を B 10cm 90 と A は(⑨×10=)○ 90 +○ 150 =)○ 240 となるので、B の水の に入れると水の体積は(○ ⑨ 240 ÷○ 25 =)9.6cm になります。 深さは(○ B 150 6cm 25 2 高さが 40cm の直方体の形をした容器に毎分 1.2 の割合で水を入れると、水を入れはじめてか ら 5 分後に水の深さが 15cm になりました。水を入れはじめて 8 分後に、水の深さは何 cm にな りますか。 (答)24cm 3 毎分(1.2×1000=)1200cm の割合で、5 分間水を入れると水の体積は(1200×5=)6000cm3 です。このときの水の深さは 15cm なので、底面積は(6000÷15=)400cm2 です。8 分間に 水は(1200×8=)9600cm3 入ります。よって、このときの水の深さは(9600÷400=)24cm です。 ※ 5 分で 15cm なので、1 分で(15÷5=)3cm から、8 分では(3×8=)24cm です。 3 たて 8cm、横 10cm、高さ 20cm の直方体の形をした水そうに、16cm の深さまで水が入ってい ます。この水そうに石 A を完全にしずめると、水の深さは 19cm になりました。この石の体積は 何 cm3 ですか。 (答)240cm3 容器の底面積は(8×10=)80cm2 で、見かけ上増えた水の高さは(19-16=)3cm です。 よって、石 A の体積は(80×3=)240cm3 です。 4 底面積が 600cm2 で、高さが 40cm の直方体の容器と、底面積が 240cm2 で高さが 50cm の四角 柱があります。容器に水が 12cm の高さまで入っているとき、四角柱をまっすぐ立てると、水の 深さは何 cm になりますか。 (答)20cm 2 四角柱の底面積は 240cm で、水の高さは 12cm なので、棒によって 押しのけられた水の体積は(240×12=)2880cm3 です。直方体の棒 の底面積だけ水の底面積は減るので、押しのけられたあとの水の底 40cm 面積は(600-240=)360cm2 になります。水の深さは押しのけられ 12cm 2 2 た分だけ高くなるので(2880÷360=)8cm 高くなります。よって、 240cm 360cm 水の深さは(12+8=)20cm です。 ※ ○の部分の底面積の比(240:360=)2:3 から、高さの比は 3:2 になるので、水面は (12÷3×2=)8cm 高くなります。 6 年後期 第 5 回
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