高校数学 公式・解法ノート
必須

空間図形の計量

着眼点立体は「平面で切った三角形」を取り出して考える。高さは頂点から底面への垂線の足(正四面体なら底面の外心)を見つける。

体積 V=\dfrac13\times(\text{底面積})\times(\text{高さ})。高さが出しにくいときは、体積を別の底面で2通りに表して高さを逆算する。

例題
1
1辺の長さ6の正四面体の高さと体積を求めよ。
解答
頂点から底面に下ろした垂線の足は、底面の正三角形の外心。外接円の半径は正弦定理より R=\dfrac{6}{2\sin60^\circ}=2\sqrt3。h=\sqrt{6^2-(2\sqrt3)^2}=\sqrt{24}=2\sqrt6底面積 \dfrac{\sqrt3}4\cdot36=9\sqrt3。V=\frac13\cdot9\sqrt3\cdot2\sqrt6=6\sqrt{18}=18\sqrt2
2
OA=OB=OC=2 で、OA,OB,OC が互いに垂直な三角錐 OABC がある。O から平面 ABC に下ろした垂線の長さを求めよ。
解答
底面を \triangle OAB とみると V=\dfrac13\cdot\dfrac12\cdot2\cdot2\cdot2=\dfrac43。
AB=BC=CA=2\sqrt2 より \triangle ABC=\dfrac{\sqrt3}4(2\sqrt2)^2=2\sqrt3。
\dfrac13\cdot2\sqrt3\cdot h=\dfrac43 より h=\frac{2}{\sqrt3}=\frac{2\sqrt3}3
ポイント正四面体の体積 \dfrac{\sqrt2}{12}a^3 は検算用に覚えておく(a=6 で 18\sqrt2)。

「図形と計量」の項目

  1. 三角比の定義と有名角の値必須
  2. 相互関係(1つ分かれば残りが出る)必須
  3. 三角比を含む方程式・不等式必須
  4. sinθ+cosθ の値から式の値差がつく
  5. 正弦定理必須
  6. 余弦定理必須
  7. 正弦定理と余弦定理の使い分け必須
  8. 三角形が2つできる場合差がつく
  9. 三角形の形状決定差がつく
  10. 三角形の面積と内接円必須
  11. 角の二等分線の長さ(面積を分ける)差がつく
  12. 円に内接する四角形差がつく
  13. 空間図形の計量必須
  14. ヘロンの公式不要

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