📘 単元名:立体の構成要素・展開図と表面積


✅ 1. 公式と用語の定義

▶ 主な立体の種類と構成要素

立体 頂点
直方体 6面(長方形) 12辺 8頂点
立方体 6面(正方形) 12辺 8頂点
三角柱 5面(2つの三角形+3つの長方形) 9辺 6頂点
円柱 側面+上下の円(計3面) 曲面を含む 頂点なし

▶ 表面積の公式

  • 直方体の表面積

    表面積=2(ab+bc+ca)表面積 = 2(ab + bc + ca)

    (a, b, cは縦・横・高さ)

  • 立方体の表面積

    表面積=6a2表面積 = 6a^2

    (aは1辺の長さ)

  • 円柱の表面積

    表面積=2πr2+2πrh表面積 = 2πr^2 + 2πrh

    (円2枚+側面)

  • 三角柱の表面積

    表面積=底面積×2+側面積の合計表面積 = 底面積×2 + 側面積の合計

✅ 2. 解き方の考え方(展開図・表面積)

  1. 展開図を書く(または頭で展開)
     → どんな面がいくつあるか把握する

  2. それぞれの面の面積を計算する

  3. すべての面積を合計する

  4. 単位の統一(cm²、mm²)にも注意!


📝 3. 基本例題と途中式


📌 例題①:直方体の表面積

問題:縦3cm、横4cm、高さ5cmの直方体の表面積を求めよ。

途中式

表面積=2(3×4+4×5+5×3)=2(12+20+15)=2×47=94表面積 = 2(3×4 + 4×5 + 5×3) \\ = 2(12 + 20 + 15) = 2×47 = 94

答え:94cm²


📌 例題②:立方体の表面積

問題:1辺が6cmの立方体の表面積を求めよ。

途中式

表面積=6×62=6×36=216表面積 = 6×6^2 = 6×36 = 216

答え:216cm²


📌 例題③:円柱の表面積

問題:半径3cm、高さ10cmの円柱の表面積を求めよ(π=3.14とする)

途中式

  • 上下の円の面積:2×π×32=2×3.14×9=56.522×π×3^2 = 2×3.14×9 = 56.52

  • 側面:2×π×3×10=2×3.14×30=188.42×π×3×10 = 2×3.14×30 = 188.4

  • 合計:56.52+188.4=244.9256.52 + 188.4 = 244.92

答え:244.92cm²


📌 例題④:三角柱の表面積

問題:底面が辺5cm・高さ4cmの三角形、高さ10cmの三角柱の表面積を求めよ。

途中式

  • 三角形の面積:12×5×4=10\frac{1}{2}×5×4 = 10、×2 = 20

  • 側面長方形3つの面積:
     → 5×10 = 50(底辺)
     → 他2辺もそれぞれ×10で仮に同じとすれば 3枚×50 = 150

  • 合計:20 + 150 = 170

答え:170cm²


🏋️‍♂️ 4. 練習問題と解答


🔶 練習①

問題:縦2cm、横3cm、高さ4cmの直方体の表面積を求めよ。
答え:2(2×3 + 3×4 + 4×2) = 2(6+12+8) = 2×26 = 52cm²


🔶 練習②

問題:1辺7cmの立方体の表面積は?
答え:6×7² = 6×49 = 294cm²


🔶 練習③

問題:半径2cm、高さ8cmの円柱の表面積(π=3.14)
答え:2×3.14×2² + 2×3.14×2×8 = 25.12 + 100.48 = 125.6cm²


🔶 練習④

問題:底面が三角形(底辺6cm・高さ5cm)、高さ12cmの三角柱の表面積を求めよ。

答え
底面積×2:12×6×5×2=30\frac{1}{2}×6×5×2 = 30
側面積:6×12 + 5×12 + 他辺×12(例えば7cmとして)→ 6×12 + 5×12 + 7×12 = 216
合計:30 + 216 = 246cm²


✅ 5. まとめとポイント

立体 表面積の出し方
直方体 各面の長方形を6面合計
立方体 1面の正方形面積×6
円柱 円2つ+側面(長方形に展開)
三角柱 三角2面+側面(長方形×3)

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【監修者】 宮川涼
プロフィール 早稲田大学大学院文学研究科哲学専攻修士号修了、同大学大学院同専攻博士課程中退。日本倫理学会員 早稲田大学大学院文学研究科にてカント哲学を専攻する傍ら、精神分析学、スポーツ科学、文学、心理学など幅広く研究に携わっている。
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ryomiyagawa Founder
早稲田大学大学院文学研究科哲学専攻修士号修了、同大学大学院同専攻博士課程中退。日本倫理学会員 早稲田大学大学院文学研究科にてカント哲学を専攻する傍ら、精神分析学、スポーツ科学、文学、心理学など幅広く研究に携わっている。
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