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下の図1は, 三角すいの展開図であり, AB=12cm, AC=9cm, ED=5cm である。
太郎さんと花子さんの次の会話を読んで, あとの(1)~(3)の問いに答えなさい。
(太郎さんと花子さんの会話)
太郎:辺ABと辺ACの長さがわかっているから, 三角形ABCの面積は簡単に求めることができるよ。他の三角形の面積も求めることができるかな。
花子:辺EDの長さが5cmだから, 三角形CDEの面積もわかりそうね。
太郎:確かにそうだね。三角形CDEの面積は( ア )cm2 になるよ。
花子:次は, この展開図を組み立てて体積について考えてみましょう。
太郎:どの面を底面としてみると体積が求めやすいかな。
花子:組み立てたときに頂点が重なるところがあるので, 図2のように展開図に(面あ), (面い), (面う), (面え) と名前をつけて考えてみると, (面え)を三角すいの底面とするといいかもしれないわね。
太郎:なるほど。そうすると, (面え)と垂直になるのは( イ )だよ。
花子:これで体積を求めることができうそうね。
太郎:計算してみたら, 三角すいの体積は( ウ )cm3 になるよ。
花子:ところで, 底面とする面を変えてみると, 三角すいの高さが変わるわね。
太郎:なるほど。そうすると, 三角すいの高さが, 一番高くなるのは( エ )を底面にしたときで, 一番低くなるのは( オ )を底面にしたときだよ。
(1) 会話中の( ア )に当てはまる数を求めなさい。
(2) 会話中の( イ )に当てはまる面を, (面あ)~(面う)の中からすべて選んで, その記号を書きなさい。また, ( ウ )に当てはまる数を求めなさい。
(3) 会話中の( エ ), ( オ )に当てはまる面を, (面あ)~(面え)の中から一つ選んで, その記号をそれぞれ書きなさい。
【解説】難度:標準
(1) AB=12cm, AC=9cm より
三平方の定理よりBC=15cm
また, CD=BC=15cm より
三角形CDEの面積は
\(\dfrac{1}{2}\cdot 5\cdot 15=\dfrac{75}{2}\) cm2・・・(答)
(2) (イ)は(面あ), (面う)・・・(答)
底面(面え)の面積は \(\dfrac{1}{2}\cdot 12\cdot 9=54\) cm2
高さはED=5cm
よって体積は \(\dfrac{1}{3}\cdot 54\cdot 5=90\)・・・(答)
(3) 三角すいの高さが一番高くなるのは底面積が一番小さいとき
高さが一番低くなるのは底面積が一番大きいとき
なので, それぞれの面の面積を求めると
(あ)⇒ \(\dfrac{75}{2}\) cm2
(い)⇒ \(\dfrac{117}{2}\) cm2
(う)⇒ 30 cm2
(え)⇒ 54 cm2
したがって
(え)は(う), (お)は(い)・・・(答)