太い実線どうし・太い点線どうしが同じ長さ。図は母線12cm・半径4cm(下の例題と同じ比率)
高さhは展開図のどこにも出てこない。展開図・表面積で使うのは 母線ℓ と 底面の半径r だけ。
側面のおうぎ形は、半径ℓの円を切り取ったもの。切り取る割合は
割合 = 中心角360 = 底面の半径母線 = rℓ
| 弧の長さ | 円周×割合 = 2πℓ×rℓ = 2πr ←底面の円周と同じ |
|---|---|
| 側面積 | 円の面積×割合 = πℓ2×rℓ = πℓr 母線×半径×π |
| 中心角 | 360×割合 = 360×rℓ |
②より「弧の長さ=底面の円周」だから 2πℓ×a360=2πr
両辺を 2πℓ でわると a360=rℓ (2πがどちらにもあるので消える)
柱体(円柱・角柱):底面×2+側面 / 錐体(円錐・角錐):底面×1+側面
空らんを求めよう。答えが出たら「弧の長さ=底面の円周」で検算する。
| 問 | 母線 (cm) | 底面の半径 (cm) | 中心角 | 側面積 (cm2) | 表面積 (cm2) |
|---|---|---|---|---|---|
| (1) | 10 | 5 | 180° | 50π | 75π |
| (2) | 9 | 3 | 120° | 27π | 36π |
| (3) | 8 | 2 | 90° | 16π | 20π |
| (4) | 6 | 4 | 240° | 24π | 40π |
| (5) | 10 | 4 | 144° | 40π | 56π |
検算(弧=2πℓ×割合 / 底面の円周=2πr)
(1) 2π×10×12=10π=2π×5 (2) 2π×9×13=6π=2π×3 (3) 2π×8×14=4π=2π×2
(4) 2π×6×23=8π=2π×4 (5) 割合=144360=25、r=10×25=4 → 2π×10×25=8π=2π×4
✕ 高さhを使う → 側面積・中心角に使うのは母線ℓ
✕ おうぎ形の半径を底面の半径rにする → おうぎ形の半径は母線ℓ
✕ 底面をたし忘れる → 表面積は「側面+底面」。側面積だけ聞かれたら底面は入れない
✕ 中心角が360°以上になった → rℓを逆にしている(母線が分母)
輪切り(横に切る)→ いつも円。上に行くほど小さい円、いちばん下は底面と同じ円。
二等辺三角形になるのは、頂点を通って縦に切ったときだけ。底辺=底面の直径、高さ=円錐の高さh。
長方形を1回転 → 円柱、半円を1回転 → 球。どの辺を軸にするかで、できる円錐が変わる(練習問題(4))。
| 1回転の例 | 直角をはさむ辺が 縦6cm・横3cm 縦を軸 → r=3、h=6 / 横を軸 → r=6、h=3 (別の円錐!) |
|---|
V = 13×底面積×高さ = 13πr2h
| 体積 | 高さhを使う 13πr2h (まっすぐ上の長さ) |
|---|---|
| 側面積・表面積 | 母線ℓを使う πℓr+πr2 (展開図のおうぎ形の半径) |
検算(円柱の体積÷3 と一致するか)
(1) 36π×5=180π÷3=60π (2) 16π×9=144π÷3=48π (3) 25π×12=300π÷3=100π、表面積 65π+25π=90π(弧 2π×13×513=10π=2π×5)
(4)(ア) r=3、h=6:9π×6=54π÷3=18π (イ) r=6、h=3:36π×3=108π÷3=36π (5) 4π×6=24π、24π÷3=8π