四角錐(底面が正方形のピラミッド形)の底面の1辺の長さと高さを入力してください。体積(1辺 × 1辺 × 高さ ÷ 3)と、cm³・m³・Lの単位換算も表示します。
このページでできること
- 底面の1辺の長さと高さを入れるだけで、四角錐(ピラミッド形)の体積(1辺 × 1辺 × 高さ ÷ 3)がその場でわかります
- 入力した四角錐の形を3D図形で表示します(ドラッグでぐるっと回せます)
- 底面積と途中式も表示するので、答えだけでなく計算の流れも確かめられます
- 体積の単位換算も同時に表示します(cmで入力したときのL・m³、mで入力したときのcm³)
- なぜ3で割るのかのやさしい解説・Excel/Googleスプレッドシート/Python用のコピペ数式・計算ドリル(演習問題)もこのページにまとまっています
この計算は何の役に立つ?
ギザの大ピラミッド(クフ王のピラミッド)は、底面の1辺が約230m、建設当時の高さが約147mの、ほぼ正四角錐です。体積はおよそ \(230 \times 230 \times 147 \div 3 = 2592100\,\mathrm{m^3}\)、つまり約260万m³。東京ドーム(約124万m³)およそ2杯分の石が積み上げられている計算になります。
実際のピラミッドは内部に通路や部屋があり、表面も完全に平らではないので概算ですが、「四角錐の体積の式」一つで世界遺産のスケールを数字でつかめます。
中央の1本のポールで立てるワンポールテント(モノポールテント)は、底面が正方形ならほぼ四角錐の形です。底面3m × 3m・ポールの高さ2mなら、中の空間はおよそ \(3 \times 3 \times 2 \div 3 = 6\,\mathrm{m^3}\) です。
テント内の空気の量がわかると、冬キャンプで暖房をどのくらい効かせられるか・結露しやすさはどうかといった目安を立てるのに役立ちます(実際のテントはすそが立ち上がっているものも多いので概算です)。
正方形の建物にかける「宝形造(ほうぎょうづくり)」の屋根は、ちょうど四角錐の形をしています。底面6m × 6m・高さ2mの屋根なら、小屋裏(屋根裏)の空間はおよそ \(6 \times 6 \times 2 \div 3 = 24\,\mathrm{m^3}\) です。
小屋裏の容積は、換気口の大きさの計画や断熱の検討で使われる数字です。あずまや(東屋)や塔の屋根など、身の回りの「とんがり屋根」の多くがこの式で見積もれます。
工場や農家で穀物・樹脂ペレット・粉体をためて下から少しずつ出す漏斗(じょうご)型の設備「ホッパー」は、逆さにした四角錐の形がよく使われます。上面の1辺2m・深さ1.5mなら、容量は \(2 \times 2 \times 1.5 \div 3 = 2\,\mathrm{m^3}\)(2000L)。
「あと何トン入るか」「1日分の材料をためられるか」といった判断は、この体積計算が出発点になります(実際の設備は下端が細く切れた角錐台のことも多く、その場合は大小2つの四角錐の差で求めます)。
角錐・円錐の体積は中学1年の「空間図形」で習い、高校入試でも毎年のように出題される定番です。例えば「底面の1辺6cm・高さ8cmの正四角錐の体積は?」なら \(6 \times 6 \times 8 \div 3 = 96\,\mathrm{cm^3}\) と求められます。
「÷3を忘れる」が最も多いミスなので、「とがった立体(錐体)は柱体の3分の1」とセットで覚えておくと、テストで確実に得点できます。
式と図
用語・記号の解説
記号
| \(V\) | ブイ | 体積を表すのによく使われる記号です。英語の volume(体積)の頭文字で、このページでは四角錐の体積を表します。 |
| \(a\) | エー | 底面の正方形の1辺の長さ。底面の縦と横は同じ長さなので、1つの記号で表せます。 |
| \(a^2\) | エーの2乗 | 同じ数 \(a\) を2回掛け合わせた値(\(a \times a\))。右上の小さい2は「2回掛ける」という意味の指数です。このページでは底面積(正方形の面積)を表します。 |
| \(h\) | エイチ | 高さ。英語の height(高さ)の頭文字です。底面から頂点までをまっすぐ(垂直に)測った長さで、斜めの辺の長さではありません。 |
| \(S\) | エス | 底面積(底面の面積)を表すのによく使われる記号です。四角錐では \(S = a \times a\) です。 |
| \(\mathrm{cm^3}\) | 立方センチメートル | 体積の単位。1辺1cmの立方体の体積が1cm³です。読み方は「りっぽうセンチメートル」で、面積のcm²(平方センチメートル)と区別します。 |
| \(\mathrm{m^3}\) | 立方メートル | 体積の単位。1辺1mの立方体の体積が1m³です。\(1\,\mathrm{m^3} = 1000000\,\mathrm{cm^3}\) の関係があります。 |
| \(\mathrm{L}\) | リットル | 体積(かさ)の単位。1辺10cmの立方体の体積が1Lで、\(1\,\mathrm{L} = 1000\,\mathrm{cm^3}\) です。飲み物のパックやペットボトルでおなじみの単位です。 |
用語
| 四角錐 | しかくすい | 底面が四角形で、そこから1つの頂点に向かってとがっている立体。このページでは底面が正方形のもの(ピラミッド形)を扱います。 |
| 正四角錐 | せいしかくすい | 底面が正方形で、頂点が底面の中心の真上にある四角錐。エジプトのピラミッドがこの形です。頂点が真上からずれていても、底面積と高さが同じなら体積は変わりません。 |
| 角錐 | かくすい | 底面が多角形(三角形・四角形・五角形など)で、1つの頂点に向かってとがっている立体の総称。底面が三角形なら三角錐、四角形なら四角錐と呼びます。 |
| 底面積 | ていめんせき | 立体の底の面(底面)の面積。四角錐では底面の正方形の面積(1辺 × 1辺)です。 |
| 体積 | たいせき | 立体の大きさ(かさ)を数で表したもの。「1辺1cmの立方体(1cm³)が何個分あるか」で測ります。 |
| 錐体 | すいたい | 角錐や円錐のように、底面から1つの頂点に向かってとがっている立体の総称。体積はどれも「底面積 × 高さ ÷ 3」で求められます。 |
前提として理解しておくといいこと
このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。
| 掛け算・割り算(小学3〜4年) |
|
| 正方形の面積(小学4年) |
|
| 体積の意味と単位(小学5年) |
|
| 角錐という立体(中学1年・空間図形) |
|
Excelで計算する方法
| 底面の1辺の長さ | 5 |
| 高さ | 12 |
| 四角錐の体積 | =B1^2*B2/3 |
| 底面積 | 25 |
| 高さ | 12 |
| 錐体の体積 | =B1*B2/3 |
| cm³で表した体積 | 100 |
| Lで表した体積 | =B1/1000 |
数式の中の「B1」「B2」は「そのセルに入っている数値を使う」という意味で、「*」は掛け算、「/」は割り算、「^」はべき乗(何回掛ける)の記号です。
例えば1つ目の表なら、B3に 5 × 5 × 12 ÷ 3 = 100 と表示されます(cmで入力したのでcm³)。2つ目の表はB3に100、3つ目の表はB2に0.1が出ます。入力欄の数値を自分の長さに書き換えるだけで使えます。
Googleスプレッドシートで計算する方法
| 底面の1辺の長さ | 5 |
| 高さ | 12 |
| 四角錐の体積 | =B1^2*B2/3 |
| 底面積 | 25 |
| 高さ | 12 |
| 錐体の体積 | =B1*B2/3 |
| cm³で表した体積 | 100 |
| Lで表した体積 | =B1/1000 |
Pythonで計算する方法
a = 5 # 底面の1辺の長さ(この例ではcm)
h = 12 # 高さ(底面から頂点までの垂直の長さ。aと同じ単位で)
base_area = a ** 2 # 底面積(正方形の面積)
volume = base_area * h / 3 # 四角錐の体積(入力単位の3乗。この例ではcm3)
volume_l = volume / 1000 # cmで入力した場合、L(リットル)に直した体積
print(f"底面積: {base_area} cm2")
print(f"四角錐の体積: {volume} cm3")
print(f"Lに直すと: {volume_l} L")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
V = a² × h ÷ 3
V = \frac{1}{3} a^{2} h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mn>1</mn><mn>3</mn></mfrac>
<msup><mi>a</mi><mn>2</mn></msup>
<mi>h</mi>
</mrow>
</math>
V = 1/3 a^2 h
a^2*h/3
V := a^2*h/3;
V = a^2*h/3;
V = (a^2 × h)/3
V = S × h ÷ 3
V = \frac{1}{3} S h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mn>1</mn><mn>3</mn></mfrac>
<mi>S</mi>
<mi>h</mi>
</mrow>
</math>
V = 1/3 S h
s*h/3
V := S*h/3;
V = s*h/3;
V = (S × h)/3
V[L] = V[cm³] ÷ 1000
V_{\mathrm{L}} = V_{\mathrm{cm^3}} \div 1000
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>V</mi><mi mathvariant="normal">L</mi></msub>
<mo>=</mo>
<msub><mi>V</mi><mrow><msup><mi mathvariant="normal">cm</mi><mn>3</mn></msup></mrow></msub>
<mo>÷</mo>
<mn>1000</mn>
</mrow>
</math>
V_L = V_(cm^3) -: 1000
vCm3/1000
vL := vCm3/1000;
v_l = v_cm3/1000;
V(L) = V(cm³)/1000
ChatGPT に聞いて計算してもらう方法
あなたは算数・数学の計算アシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果の数値だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。 底面が1辺5cmの正方形で、高さが12cmの四角錐があります。 次の値をそれぞれ求めてください。 1. この四角錐の底面積は何cm²か 2. この四角錐の体積は何cm³か(体積 = 底面積 × 高さ ÷ 3) 3. その体積をL(リットル)に直すといくつか 計算に使った式と、実行結果の数値を示してください。
計算ドリル(演習問題)
このページの式を、自分の手で計算できるようになるための演習問題です。
答えと解説は解答ページにあります。
使い方
-
1数値を入力計算したい数値を入力欄に入力します
-
2計算「計算する」ボタンを押します
-
3結果を確認計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
DataChefの特徴
専門知識不要、直感的で簡単な操作
個人情報を登録することなく使用できます
「ダウンロード」押下でファイルを自動削除
クレジット表記不要
商用利用許諾の連絡も不要です
