円錐台の表面積 計算ドリル(解答・解説)

  1. 上の円の半径2cm・下の円の半径5cm・高さ4cmの円錐台の母線(側面の斜めの長さ)を求めましょう。
    解答:5cm
    まず、上下の円の半径の差を求めます。 \(5 - 2 = 3\) 母線は、半径の差と高さから求めます。 \(l = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5\) よって母線は5cmです。 3・4・5の直角三角形になっています。
  2. 問1と同じ円錐台(上の半径2cm・下の半径5cm・母線5cm)の側面積を、円周率を \(\pi\) のままにして求めましょう。
    解答:\(35\pi\) cm²
    側面積は次の式で求めます。 \(\text{円周率} \times (\text{上の半径} + \text{下の半径}) \times \text{母線}\) 数値を当てはめて計算します。 \(\pi \times (2 + 5) \times 5 = 35\pi\)
  3. 上の円の半径1cm・下の円の半径4cm・高さ4cmの円錐台の表面積を、円周率を \(\pi\) のままにして求めましょう。
    解答:\(42\pi\) cm²
    まず母線を求めます。 \(\sqrt{(4-1)^2 + 4^2} = \sqrt{25} = 5\) 上の円の面積・下の円の面積・側面積をそれぞれ求めます。 \(\pi \times 1^2 = \pi\) \(\pi \times 4^2 = 16\pi\) \(\pi \times (1 + 4) \times 5 = 25\pi\) 3つを足すと表面積になります。 \(\pi + 16\pi + 25\pi = 42\pi\)
  4. 上下の円の半径がどちらも3cm・高さ5cmのとき(つまり円柱のとき)の表面積を、円周率を \(\pi\) のままにして求めましょう。
    解答:\(48\pi\) cm²
    半径の差が0なので、母線は高さと同じになります。 \(\sqrt{0^2 + 5^2} = 5\) 上下の円の面積の合計と側面積を求めます。 \(9\pi + 9\pi = 18\pi\) \(\pi \times (3 + 3) \times 5 = 30\pi\) 足すと \(48\pi\) です。 円柱の表面積の公式で計算しても同じ答えになります。 \(2\pi r^2 + 2\pi r h = 18\pi + 30\pi\)
  5. 上の円の半径0cm・下の円の半径3cm・高さ4cmのとき(つまり円錐のとき)の表面積を、円周率を3.14として求めましょう。
    解答:75.36cm²
    まず母線を求めます。 \(\sqrt{3^2 + 4^2} = 5\) 上の円の面積は0、下の円の面積は \(9\pi\) です。 側面積を求めます。 \(\pi \times (0 + 3) \times 5 = 15\pi\) 合計は \(24\pi\) なので、最後に3.14を掛けます。 \(24 \times 3.14 = 75.36\) 円周率を最後に掛けると筆算が1回で済みます。
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