(ア) | 面CBDを底面とみて三角錐の体積を求める。 【三角錐の高さ】 展開図を組み立てたとき、面AEB と 面AFD はともに 面CBD に垂直になる。したがって、面CBD を底面とみたときの三角錐の高さは AE = AF = 10 である。 【三角錐の底面積】 △CBD において、点C から 辺BD に垂線を下ろし、BD との交点を C´ とする。 △CBD は CB = CD = 5 の二等辺三角形であるから、二等辺三角形の性質より、BC´ = DC´ = (1/2)BD = 3 となる。 △BCC´ に三平方の定理を用いて CC´ = 4 である。よって △CBD = 6 × 4 ÷ 2 = 12 。 三角錐の体積は、V = 12 × 10 ÷ 3 = 40〔cm3〕となる。 |
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2 | 4点 | ||
(イ) | ![]() 【辺AIを切り開かない展開図】 展開図を組み立てたときに、辺AE と 辺AF は重なって 辺AI(辺AC) となる。 辺AI を切り開かないように、面AEB と 面AFDを 含む展開図を描きなおして考える。 G から H に引いた線が最も短くなるのは、展開図上で GH が直線となる場合である。 【それぞれの辺の長さ】 AI = 10、BI = DI = 5、∠AIB = ∠AID = 90°であるから、三平方の定理より、AB = AD = 5√5 。 点H は 線分AD の中点であるから、AH = HD = (5√5)/2 。 AG : GB = 1 : 2 であるから、線分GB の中点を J とすると、AG = GJ = JB = (5√5)/3 。 【相似と中点連結定理の利用】 点J から 線分BD に垂線を下ろし、線分BD との交点を K とする。 △JBK ∽ △ABI (相似比1:3)より、JK = (10/3)、BK = (5/3)、よって KD = (25/3) である。 △JKD に三平方の定理を適用して、JD = (5√29)/3 。 △AJD において、中点連結定理より、GH = (1/2)JD = (5√29)/6〔cm〕となる。 |
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せ 5 そ 2 た 9 ち 6 |
6点 |
最終編集: 2025-03-10