-
306 (1) 正四面体 ABCD の頂点Aから底面
74
4STEP数学I
305 △ABC において余
弦定理を適用すると
22+4°-32 A
解答編
*2.2=2
75
3
V3
V3
303 (1) △OBC=-
3
BH=-
2sin 60°
5°+6°-7?_1
COSC=
V5
P
COSA:
よって
って V=ニA0BC-0A=-2-2-
2.2.4
2-5-6
5
AH=VAB°-BH° =DV3°- (V3)2
= V6
よ。
sin C>0 であるから
(2) △OABにおいて, 0A=OB=2,
ZAOB=90°であるから AB=2V2
11
V5
2
ゆえに
sinC=,- -
16
また,△BCD の面積Sは
9/3
=3:3sin60° :
_ 2,6
5
sin A>0 であるから
B
同様に
BC=CA=2/2
3
s-
S=-5-6.2/6
5
よって
11 \2
1
よって, △ABCは1辺の長さが2/2 の正三角
形であるから
sin A =
=6、/6
16
よって,正四面体 ABCD の体積は
9、2
315
ゆえに, 9r=6、6 から
2/6
ア=ー
S=-22-2/2sin 60"=2、/3
1、9V3
4
-xV6.
4
16
3
よって, △ABCの面積を Sとすると
よって S,=4r(2=等
32
ここで,四面体 ABCD
は,4つの四面体 OABC,
OACD, OABD, OBCD
に分割でき,これらはす
べて合同である。
よって,正四面体
ABCD の体積は 4Vに
等しいから
(3) V=-AABC·OHであるから
T08
3
S=-AB·AC sin A
(2、6
64、/6
33
4
1
Vニ
三
.2/30H
3
27
3V15
-2:416
ストリ
3-3
315
ヘロンの公式を用いると, Sは以下のように
求められる。
参考
ニ
よって 0f-
1
2,3
4
頂点Pから底面 ABCに垂線PH を下ろすと、
APAH, APBH, △PCHはいずれも直角三角
OH:
数料
三
2,3
3
D
5+6+7
=9 とすると
2
B
S=-
304 PH=acos0,
形で
S=\s(s-5Xs-6(s-7) 3DV9.4·3-2%36、/6
(2) 三角柱の表面積を S2, 体積を V。とする。
S2=2S+5-2r+6-2r+7-2r
AH=BH=asin0
PA=PB=PC,
PH は共通
であるから,これらの直角三角形は合同である。
9、2
4V=
4
よって, 求める体積Vは
よって
Fu
V=-x(正方形 ABCD) x PH
AH=BH=CH
9/2
V=-
16
ゆえに,点Hは△ABCの外接円の中心であり,
AH はその半径である。
△ABCに正弦定理を適用すると
したがって
=2-6/6 +(5+6+7)-
46
3
;×(4△ABH)× PH
2 V=-XABCD×rより
= 36/6
3
-=2AH
V;=S-2r=6/6.4vy6
3
·AH·BH PH
9V2
=48
1、9V3
-XY
4
sin A
1
.2(asin 0)?acos@
16
3.3/15
16
AAPH は直角三角形であるから, 三平方の延理
8
ベル
3
AH=
32
(3) S,: Szi
π: 36/6 = 8x : 27/6
3
よって
ニ
V6
ア=
三
2sin A
2
よって
文シ
-co
64、/6
ーπ : 48=8x: 27、/6
27
4
=a'sin'0 cose
別解 PH=acos0, AH=asin@
AABH はZAHB=90° の直角二等辺三角形であ
るから AB=\2AH=\2asin@
よって, 求める体積Vは
したがって, 求める球の表面積は
(4) V,: V2%=
により
S:S;=Vi:Va
Jw-()
セx)-
これと(3)の結果から
よって, 球と三角柱の体積比は球と三角柱の表
面積の比に等しい。
V6 12
3
-π
2
8
2
4元×
4
(V5)?-
V15
ゆえに, 求める体積Vは
PH=
V 15
三
球の体積は
4
-TX
V6 13
Tπ
13V15 V11 _ V11
4
8
BH=PH=50
V=;x(正方形 ABCD) × PH
V=-S-PH=
3
308 APBH において
APAHにおいて, PH: AH=1:V3 であるか
AH=V3 PH=50/3
4
V15
307 球の中心を0 とする。
0を通り,底面に平行な平面
で三角柱を切ると
3
4
1
三ラ×AB°× PH
ら
△ABHにおいて, 余弦定理により
50.50,3 cos 30°
pII
その切り
の
0
数学I
3 1-3
II
3
II
X.