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数学 高校生

図の青色の=部分がなぜ等しくなるのか教えて欲しいです!

358 例題224 最大・最小の文章題(微分利用★★★ 半径1の球に内接し, 底面が正方形である正四角錐の体積を Vとする。 Vの最 大値を求めよ。 指針 文章題は題意 (求めたい量)を式で表すことが出発点。 次の手順で考える。 [2] 体積 V を変数を用いて表し, その最大値を求める。 なお,題意をいきなり1つの文字だけで表すのは難しい。文字は惜しまずに使い。表した 1957 条件式により文字を減らす方針で,Vを1変数の関数として表す。 [1] 変数を決めて, その変域を確かめる。 扱いやすいように決める。 PARO 【CHART 文章題 題意を式に 変数の変域に注意 [解答] 底面の正方形の対角線の半分の長さをx, 正四角錐の高さをんとすると 0<x≦1,0くん<2 x2+(h-1)2=12 であるから x2=-h²+2h また,底面の正方形の1辺の長さをyとすると y=√2x よって 体積V は y2=2x2=-2h²+4h V= /= y²h=(-2h²+4h)h 2 3 dV 2 dh 3 = =0 とすると (+2²) △OAH (右図) 三 平方の定理を利用。 = ゆえに (−3h²+4h)=— ²3h(3h—4) dV 4 h=0, 1/ 大量 dh 3 0 <h < 2 における V の増減表は、右のようになる。 よって,V=1/23 のとき極大かつ最大になる。 64 したがって, 最大値は 81 1 at A dv dh V X 0 例題22 んの関数として表す。 んで微分する。 A + > ・H 3 0 極大 64 81 : T ✓ 2

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数学 高校生

なぜAHが√6a/3になるのですか?

280 重要 例 172 正四面体と球 1辺の長さがαである正四面体 ABCD がある。 (1) 正四面体 ABCD に外接する球の半径R を α を用いて表せ。 (2) (1) の半径Rの球と正四面体 ABCD の体積比を求めよ。 (3) 正四面体 ABCD に内接する球の半径をaを用いて表せ。 (4) (3)の半径rの球と正四面体 ABCD の体積比を求めよ。 指針 (1) 頂点 A から底面ABCD に垂線 AHを下ろす。 外接する球の中心をOとすると, OA=OB=OC=OD (R) である。 また、直線 AH 上の点Pに対して PB=PC=PD であるから, 0は直線AH 上にある。 よって、 直角三角形OBH に着目して考える。 (②2) 半径Rの球の体積は (3) 内接する球の中心をIとすると, I から正四面体 の各面に下ろした垂線の長さは等しい。 正四面体を Ⅰを頂点とする4つの合同な四面体に分けると (正四面体 ABCD の体積)=4×(四面体 IBCD の体積) これから、半径r を求める。 例題167 (3) で三角形の内接円の半径を求めるとき, 三角形を3つに分け, 面積を利用したのと同様) (1) 頂点Aから底面ABCD に垂線 AHを下ろし、 外接 する球の中心を0とすると, は線分 AH 上にあり OA=OB=R 4 AR 1/12 ゆえに OH=AH-OA= a-R △OBHは直角三角形であるから, 三平方の定理により BH2+OH² = OB2 ゆえに *₂7 (2)²+(a-R)²=R² よって 3 整理して 2√6 3 √6 3 aR=0 R= 23a = √6 a 2√6 4 √6 8 (2) 正四面体 ABCD の体積をVとすると また、半径Rの球の体積をV. とすると 4 4 V₁=1 R² = 1² (¹6)=√xa 3 3 4 8 よって V1:V= √√2 -ла³: 12 B -a³=9n: 2√3 B v=12a² V= <AH=- H-√₂ -a₂ 3 a =73 170 (1) の結果を用いた BH=- B a C √2 V=- は基本 170 (2) の結果を用いた (3) P 検討 IAC V ゆ (4) 空基空 重 考 12 練習 ③172

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