図形 23 四角柱・四角すい (略解)
桜美林高校 (R7年) ★★ 東海高校 (R7年) ★★★
 図のように,すべての辺の長さが12cmの正四角すいO-ABCDがある。辺OA上に点PをOP:PA=1:2となるようにとり,点B,C,Pを通る平面と辺ODとの交点をQとする。また,直線BPと直線CQとの交点をRとする。

(1) 線分ORの長さを求めなさい。
【解】対称面四角OREFで考える
△ORM∽EFMで,OM:MEより,OR=2EF=6cm

(2) 点Rと面ABCDとの距離を求めなさい。
【解】△OACで,OH=√OH2―AH2=√114−726cm
(3) O,A,D,Rを頂点とする四面体OADRの体積を求めなさい。
【解】体積=△ADR×OR=×36×6=72
 右の図のような長方形ABCDを底辺とする四角錐O-ABCDにおいて,AB=2cm,BC=4cm,OA=OB=OC=OD=3cmであり,辺OC,OD上の点P,QはPQCDを満たしている。

(1) 四角錐O-ABCDの体積は[  ]cm3である。
【解】△OBHで,OH=√32−(√5)2=2
体積V=×(2×4)×2=

(2) 四角錐O-ABPQの体積が四角錐O-ABCDの体積のちょうど半分であるとき,OP=[  ]cmである。 
【解】四角錐O-ABCD=(三角錐O-ABQ)+(三角錐O-CBQ)
(1×1×)+(1××)=
 x2+3x−9=0(0<x<3)より, OP= (3−3)/2
秋田県立高校 (R5年) ★★ 愛知県立高校 (R7年) ★★★
 図1のように,三角柱ABC-DEFの形をした透明な容器に,水を入れて密閉した。この容器の側面はすべて長方形で,AB=6cm,BC=8cm,CF=12cm,∠ABC=90°である。
 図2のように,四角形FEBCが容器の底になるように,水平な台の上に置きかえたとき,容器の底から水面までの高さを求めなさい。
【解】(右下図参照)
図1で,  水 の 容積 水 の 高さ 8
 容器の体積 容器の高さ 12
図2の△ABCで,AG=xとすると,
 体積比より,次のようになればよい
 △AGH:△ABC=x2:62=1:3
x2=36÷3=12で,x=2√3
 GB=(6−2√3)cm
 図で,立体OABCDは,正方形ABCDを底面とする正四角すいである。また,E,F,G,Hはそれぞれ辺OA,OB,OC,OD上の点で,OE:EA=2:1,OF:FB=1:1 であり,CBGF,DAHEである。OA=12cm,AB=6cmのとき,

(1) △OBDの面積は[  ]cm2である。
【解】△OBMで,OH=√122−(3√2)2=3
△OBD=×6×318cm2

(2) 立体OEFGHの体積は[  ]cm3である。
【解】IJ=3×+3×
体積=三角錐(E-OFH)+三角錐(G-OFH)=△OEF×IJ
 =×6×7/27cm3
桐朋高校 (R6年) ★★★ 法政大国際高校 (R6年) ★★★
 AB=1である長方形ABCDを底面とする四角錐O-ABCDで,
(1) △OBCの面積を求めよ。
【解】OB=OC=AD=√2で,△OBCは正三角形
△OBC=×(√2)2

(2) 四角錐O-ABCDの体積を求めよ。
【解】∠OAB=∠DAB=90°より,高さ=
体積=×(1×√2

(3) このとき,点Oを含む方の立体の体積を求めよ。
【解】MN⊥△OAD
△OMDを底面とする切頭三角柱と考える
 △OMD=, MN= ,DC=1より,
体積=底面積×高さの平均= 1 × 0++1 1
4 3 8
(1) 四角錐A-BCDEの表面積を求めよ。
【解】側面の高さ=√122−32=3√15
表面積=(×6×3√15)×4+6236(√15+1)

(2) 四角錐A-BCDEの体積を求めよ。
【解】△ABDの高さ=√ { 122−(3√2)2}=3√14
体積=×62×3√1436√14

(3) このとき,四角形PQRSの面積を求めよ。
【解】PQRSは等脚台形
△PQKで,PK=3√15×()=15,
  QK=+2=
 PQ=√ { ()2+(15)2}=√31
△PQHで,PH=√ { (√31)2−()2}=471
PQRS=×(+4)×471(11/16)√471

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