桜蔭中学校2017年算数第5問(解答・解説)


まず、切り口をかきましょう。
切り口をかく際、次の3つの方針を使うだけです。
(切り口のかき方)
 @同一平面上の2点を結びます。
 A平行な面の切り口の線同士が平行になるように結びます。
 B@、Aが使えない場合、既知の切り口の線を延長して、@、Aを使います。

切り口は次の図のようになります(。
A、B、C、D以外の点は、小立方体の真ん中の点です)。
 
桜蔭中学校2017年算数第5問(解答・解説)の図

なお、(2)の切り口がこのようになることは、(1)の切り口と相似で、相似比が4段:1段=4:1であることからすぐにわかりますし、(3)の切り口についても、右手前角にある4段の小立方体において、上から1段目にあるもの((2)で取り除かれるもの)と下から1段目にあるものが合同であることからすぐにわかります。
(1)
切り取った三角錐の体積はもとの直方体の体積の
  1/2×1/3 ←底面積が1/2倍、高さが同じで、柱体に対して錐体だからです。
 =1/6
だから、求める体積は
  6×6×6×16×(1−1/6)
 =6×6×5×16
 =96×30 ←30×100-30×4とすれば、暗算で求められますね。
 =2880cm3
となります。
(2)
減る部分は、図の三角錐になります。
その体積は
  3×3×1/2×6×1/3
 =9
だから、求める体積は
  2880−9
 =2871cm3
となります。
(3)
取り除いた部分の直方体は点対称図形で、切断面は点対称の中心を通るから、取り除いた部分の直方体は切断面によって真っ二つにされています。 一般に、点対称図形(立体)は、点対称の中心を通るどのような平面によっても、合同な2つの図形に分けられます。
したがって、取り除いた部分でDを含む側の体積は小立方体1個分となるので、求める体積は
  2880−6×6×6
 =2664cm3
となります。



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