第27問の解答


問題 [空間図形]

問題図 左図のような正三角形ABCがあります。
この三角形を点線で折り、さらに△APRをひっくり返してつなぎ合わせたものが右側の図です。

このとき、この図を組み立てるとある立体が完成します。

完成した立体の体積は、1辺の長さが3cm正四面体の体積何倍でしょうか。

ただし、AP=4cm、PB=2cm、BQ=3cm、CR=4cmとします。


解答例1(マサルさん

下図をご覧ください。左は問題で与えられた立体の図、右は正四面体です。

参考図1

この2つをよく比べると、赤く囲った部分はいずれも60度の角度が集まってできています。
つまり、左側の立体右側の立体にかぶせると、この部分はぴったり重なるんですね。

こうなると、あとは底面積高さを比較すればよいことになります。
ここで、底面のとり方がポイントになります。上の図のままだと2つが重なることを発見した意味がありません。

ここでは、上の図で見ると側面にあたる△OPR底面とします。(要するに、横に倒します。)

すると、下図のように、高さを共通にすることができます。

参考図2

(参考)マウスでドラッグして下さい。

こうなれば、底面積を比べるだけです。

というわけで、求める体積比底面積の比=4/3×2/3=8/9と分かります。

答: 8/9倍

以上