どうやって計算するか覚えてる?「底面が半径10cmの円、高さが20cmの円柱」→体積は?
どうやって計算するか覚えてる?「底面が半径10cmの円、高さが20cmの円柱」→体積は?- 2025.10.12
空間図形は、平面図形に高さを加えた三次元の世界。
平面図形よりも式が複雑になりがちな空間図形の問題ですが、基本的な問題は公式さえ知っていればそこまで難しくありません。
今回は、円柱の体積を求める問題にチャレンジしてみましょう。
問題
底面が半径10cmの円、高さが20cmの円柱の体積を求めてください。※円周率はπとします。解答
正解は、「2000π cm3」です。
400πcm3と答えてしまった人は、底面積を正確に求められなかった可能性が高いです。
では、次の「ポイント」で、この問題の計算方法を確認してみましょう。
ポイント
この問題のポイントは、「円の面積」です。
「円柱の体積の問題なのに、円の面積がポイントなの?」と思うかもしれません。
しかし、円柱のような平面にある面が垂直な方向に一定距離(高さ分)だけ動いてできた空間図形(底面が高さ分積みあがって、立体になるようなイメージ)では「底面の面積×高さ」で体積を求めるため、底面の面積がとても重要な要素になるのです。
この問題でも、円柱の高さは20cmだと分かっているため、底面の円の面積を正確に求めることがポイントになります。
円の面積の公式は、半径×半径×π(円周率)です。よって、この円柱の底面の面積は次のように求められます。
底面の円の面積10cm×10cm×π=100πcm2後は、この面積に高さを掛けてあげれば、円柱の体積が求められます。
円柱の体積100πcm2×20cm=2000πcm3なお、円の面積の公式と間違えやすいものに、円周の公式があります。
円周の公式は、直径(半径×2)×πです。高さが20cmであることにつられて円周の公式を使ってしまい、底面の面積を20πcm2としないように注意しましょう。
<誤答例>底面の円の面積10×2×π=20πcm2円柱の体積20πcm2×20cm=400πcm3←誤答!まとめ
円柱の体積、正しく計算できたでしょうか。
円柱の体積は、次の式で求められます。
底面の円の面積×高さ=底面の円の半径×半径×π×高さ底面の円の面積を求める公式は、半径×半径×πです。円周を求める直径×πの式と混同しないようにしましょう。
※当メディアでご紹介する数学関連記事において、複数の解法をもつものもございます。あくまでも一例のご紹介に留まることを、ご了承ください。
文(編集):VY数学とIT技術学習が趣味のWebライター。実用数学技能検定2級と数学教員免許を取得後、家庭教師や学習支援スタッフとして数学指導を行ってきた。文系と理系の別、年齢にとらわれない、誰でも楽しめる数学解説作成を目指している。
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