【講義】角錐・円錐の表面積

  • 正解率:30.43%
  • 解答数:23

EXAMPLE

例題

次の立体の表面積を求め,ア,イに当てはまる数を半角英数字で入力しなさい。

  1. \( \fbox{ア} \ \text{cm}^2 \)
  2. \( \fbox{イ} \ \pi \ \text{cm}^2 \)
ア:
イ:

TEXT

テキスト解説

角錐や円錐は,底面が1つなので,

\[ \text{(角錐・円錐の表面積)} =\text{(底面積)} +\text{(側面積)} \]

という計算で表面積を求めることができますが,表面積は「表面全体の面積」であるので,表面全体がわかりやすいように,見取り図から展開図を作ると考えやすくなります。

次の図のような底面の半径が\( r \)cm,母線の長さが\( R \)cmの円錐では,展開図を考えると,側面は半径\( R \)cmのおうぎ形になるので,中心角を\( x^{\circ} \)とすると,おうぎ形の弧の長さは次のように表すことができます。


\[ \text{(おうぎ形の弧の長さ)} =(2 \times \pi \times R) \times \frac{x}{360} \quad \text{(cm)} \]

また,底面の円周の長さは,半径\( r \)cmの円なので,

\[ \text{(底面の円周の長さ)} =2 \times \pi \times r \quad \text{(cm)} \]

このとき,おうぎ形の弧の長さと底面の円周の長さは一致することから,おうぎ形の中心角は次のように表すことができます。

\begin{align}
\text{(おうぎ形の弧の長さ)} &=\text{(底面の円周の長さ)} \\
(2 \times \pi \times R) \times \frac{x}{360} &=2 \times \pi \times r \\
x &=360 \times \frac{r}{R} \\
\text{(おうぎ形の中心角)} &=360^{\circ} \times \frac{\text{底面の半径}}{\text{母線の長さ(おうぎ形の半径)}}
\end{align}

さらに,円錐の側面積であるおうぎ形の面積は次のように表され,円錐の側面積を求めるのには,この式を公式として利用します。

\begin{align}
\text{(円錐の側面積)} &=\frac{1}{2} \times \text{(おうぎ形の弧の長さ)} \times \text{(おうぎ形の半径)} \\
&=\frac{1}{2} \times \text{(底面の円周の長さ)} \times \text{(おうぎ形の半径)} \\
&=\frac{1}{2} \times 2 \pi r \times R \\
&=\pi Rr \\
&=\pi \times \text{(母線の長さ)} \times \text{(底面の半径)}
\end{align}

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