第151問の解答


問題[空間図形、平面図形]

問題図

立方体の形をした箱があります。
箱の1組の対角線どうしを結んで長さが最も短くなるようにひもを巻きつけたところ、ひもの長さが15cmになりました。

この箱の表面積は何cm2ありますか?


解答例1[三平方の定理と比]

Plutonianさん、高田一輝(姉小路)さん、スモークマンさん、宮憲さん、鉄アニさん、 tymさん、大岡 敏幸さん、Dr.Sさん、tomhさん、ゴリさん、他

立方体の1辺の長さをa、求める表面積をSとします。

参考図1

題意から、正方形2個を合わせた長方形の対角線の長さが15cm、
よって、
 a2+(2a)2=152
 a2=152×1/5=45cm2

従って。
 S=6a2=45×6=270cm2
と求まります。

答 270cm2

以上


解答例2[15x15x6/5]

ろろさん、bunさん、まーくんさん、多佳子さん、みかんさん、 N.Nishiさん、kasamaさん、長野 美光さん、まるケンさん、阪急大好き!さん、 KILLERさん、他

解答例1の長方形を4個を合わせると、小正方形が9個と1辺の長さが15cmの正方形が1個できます。

参考図2

正方形の面積をsとすると、
 5s=15×15、
 s=15×3=45cm2

よって、
 S=6s=45×6=270cm2
と求まります。


解答例3[相似を使う]

HAJIさん、16わんさん、しゅさん、他

長方形の各頂点をA、B、C、Dとし、Bから対角線ACに下ろした垂線の足をHとします。

参考図3

∠ABH=∠ACBより、△ABH、△CBH、△ACBは互いに相似な直角三角形となります。

よって、AHの長さを1とすると、BH=2、CH=4、AC=AH+CH=5、
従って、BH=CH×2/5=3cmとなります。

よって、
 小正方形の面積=長方形の面積=1/2×15×6=45cm2

従って、
 立方体の表面積=小正方形の面積×6=45×6=270cm2
と求まります。


(その他の解法)