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1-6-4.空間図形の体積

立体図形の学習の最後は「体積(たいせき)」です。表面積が立体の「外側」の広さだったのに対し、体積はその立体の「内側」の大きさ、つまりかさ(容量)がどれくらいあるかを示します。

体積の求め方には、図形の種類によって大きく3つのパターンがあります。パターンごとに公式をしっかり覚えましょう。

角柱・円柱の体積

三角柱や円柱のような、「柱」の形をした立体(柱体)の体積の求め方は、最も基本的です。「底面の形を、そのまま高さの分だけ積み重ねる」というイメージです。

角柱・円柱の体積の公式

$$V(体積) = S(底面積) \times h(高さ)$$

例:円柱の体積

底面は半径\(r\)の円なので、底面積\(S\)は \( \pi r^2 \) です。これに高さ\(h\)を掛けるだけです。

$$V = \pi r^2 h$$

角錐・円錐の体積

四角錐や円錐のような、先がとがった「錐」の形をした立体(錐体)の体積には、とても不思議で重要なルールがあります。

角錐・円錐の体積の公式

同じ底面積と高さを持つ「柱体」の体積の、ちょうど \( \frac{1}{3} \) になる。

$$V(体積) = \frac{1}{3} \times S(底面積) \times h(高さ)$$

なぜか体積が1/3になる、この「すい(錐)はさんのいち(1/3)」という合言葉は、高校数学までずっと使い続ける超重要ルールです!

例:円錐の体積

底面積 \( \pi r^2 \) と高さ \(h\) を持つ円柱の体積 \( \pi r^2 h \) に、\( \frac{1}{3} \) を掛けるだけです。

$$V = \frac{1}{3}\pi r^2 h$$

球の体積

球の体積も、表面積と同じく公式として覚える必要があります。少し複雑ですが、これも有名な語呂合わせがあります。

球の体積の公式(半径r)

$$V = \frac{4}{3}\pi r^3$$

語呂合わせ「身の上に心配ある、参上(みのうえに しんぱい あーる さんじょう → 4/3πr³)」で覚えましょう!半径が3乗(³)になる点に注意してください。


理解度チェック

この小単元の内容が理解できたか、テストで確認しましょう。

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