B 半径1cm の球が複数個ある。この球を,図1のように平らな床に順に積み重ねていく。 このとき, 1個の
球は、そのすぐ下の段の4個の球と接する。 また, それぞれの段は,上から1段目, 2段目, 3段目・・・と
数えると、図2のように、 球の個数は, 1段目1個, 2段目4個, 3段目9個, ... で, 2段目以降は4隅
の球の中心を結ぶと正方形になる。
次の問いに答えなさい。 ただし, 円周率は とする。
図 1
1段積んだとき
(球1個)
図2
1段目
(球1個)
2段積んだとき
( 球5個)
2段目
(球4個)
3段積んだとき
(球14個)
3段目
(球9個)
(1) 5段積んだとき, 使った球の個数は全部で何個か, 求めなさい。
(2) 積み上げた球の体積の合計が,272cmになったとき, 何段積み重ねたか, 求めなさい。
(3) 2段積んだとき, 5個の球の中心を結んでできる正四角すいの体積は何cm3 か, 求めなさい。
(4) 10 段積んだときの高さは何cmか, 求めなさい。 ただし,ここでいう 「高さ」とは,床から最上段
の球の上端までの高さで,例えば,図3は球を3段積んで正面から見た図であるが,この場合の 「高さ」
はcmである。
図3
h cm
最上段
床