数学
高校生
解決済み

①床に置いた正八面体を上から見た図形の面積はその正八面体を床から半分の高さで切断した図形の面積の何倍ですか?

②同様に上から見た図形の面積は床から3分の1の高さで切断した図形の面積の何倍ですか?

正八面体

回答

_床に置いた正八面体を上から見た図形は、その対称性から正六角形となる。
_一辺が1cmの正八面体を考える。この一辺が1cmの正八面体を床に置き、上から見た正六角形の面積を考える。
_正八面体の1つの面の2倍が、正六角形の面積となる。
_正八面体の1つの面は、正三角形で、底辺は1cm。高さは、√3/2。よって、正八面体をうえから見た正六角形の面積は、(1/2)✕1✕√3/2✕2=√3/2[cm²]。また、正八面体の1つの面は正三角形で、√3/4[cm²]。

①、正八面体を床から半分の高さで切断した図形は、その対象性から、正六角形となる。その一辺の長さは、0.5[cm]となる。正六角形を1辺0.5[cm]の正三
角形を6つ集めたもの、と考える。1つの正三角形は、(1/2)✕(1/2)✕√3/4=√3/16。断面積の正六角形は、6✕√3/16=3√3/8。求める倍率は、(√3/2)÷(3√3/8)=4/3[倍]。

②、正八面体を床から3分の1の高さで切断した図形は、長辺-短辺-長辺-短辺-長辺-短辺-(元の長辺)からなるダイヤモンド型の6角形。これを、正三角形の頂点から、3つの小さな正三角形を切り取ったものと考える。すると大きい方の正三角形の一辺は、4/3。小さい方の正三角形の一辺は1/3。よって、ダイヤモンド型の6角形の面積は、(1/2)✕4/3✕(4/3✕√3/2)-3✕(1/2)✕(1/3)✕(1/3✕√3/2)=
(4/9)✕√3-(1/12)✕√3 ={(4✕4-3)/36}✕√3=(13/36)✕√3。求める倍率は、(√3/2)÷{(13/36)✕√3}=18/13[倍]。

ぺんぎん

_中学の知識で解けるけれども、空間識(空間把握能力)相当高くないと解けないのじゃないかな?私の回答も紙に書かないでやってるから、間違っているかもしれないし。難しい知識は必要ないけれども、大学入試レベルだと思うけれども……。

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