2022-02-09
ここ数年間頻繁に出題されている立方体切断の問題です。
難易度は抑えてあり、対策をしっかりして得点しておきたいところです。
立方体ABCD-EFGHがあります。次の立体の体積は、この立方体の体積の何倍ですか。
(1) 2つの三角すいE-AHF、F-BEGを合わせた立体
(2) 4つの三角すいE-AHF、F-BEG、G-CFH、H-DGEを合わせた立体
(3) 8つの三角すいE-AHF、F-BEG、G-CFH、H-DGE、A-BDE、B-AFC、C-BGD、D-ACHを合わせた立体
本問では次の三角すいE-AFHと合同な立体がいくつもあり、その重なりの部分を中心に考えていきます。
ここでは立方体の一辺の長さをを1とします。
(1) 2つの三角すいの体積の和から、重なりのオレンジの三角すいの体積を引きます。
(2) 4つの三角すいの体積の和から、重なりの三角すい4つ分の体積を引きます。
作図がしづらいので(1)の延長で考えるとよいです。
図は以下のようになります。緑の三角すいが重なりの部分です。
(3) (2)の見取り図の下半分と同様に上半分も形が変わります。
下の図のオレンジの八面体以外の部分が求めるところです。