投影図(とうえいず):3方向から見た図
用語
投影図
立体を 3方向から見た図を組み合わせて表す方法。
3つの図の名前
平面図・立面図・側面図
- 平面図:真上から見た形(鳥の目)
- 立面図(正面図):真正面から見た形
- 側面図:真横から見た形
各立体の投影図
- 円柱:平面図=円、立面図=長方形、側面図=長方形
- 円錐:平面図=円(中心に点)、立面図=三角形、側面図=三角形
- 三角柱:平面図=三角形、立面図=長方形、側面図=長方形
- 立方体:すべて正方形(同じ大きさ)
展開図(てんかいず):広げた図
用語
展開図
立体の表面を 切り開いて平面に広げた図。組み立てれば元の立体になる。
角柱の展開図
- 底面が2つ(多角形)+ 側面が n 個の長方形(n は底面の辺の数)
- 例:四角柱なら、底面の正方形2枚 + 側面の長方形4枚 = 6枚
円柱の展開図
- 底面の円が2つ + 側面の長方形(縦=高さ、横=底面の周の長さ=2πr)
円錐の展開図
- 底面の円 + 側面(おうぎ形:半径=母線の長さ、弧の長さ=底面の円周)
円錐の側面は おうぎ形。これが理解できれば、表面積の計算がぐっと楽になります(次回以降)。
展開図のチェック方法
- 面の数が立体と一致するか
- 組み立てたときに辺どうしが ぴったり合うか
- 立方体の展開図には 11種類のパターンがある(有名な問題)
つまずきポイント
- 側面の長方形の横の長さ:円柱の側面長方形の 横は底面の円周(2πr)。 高さと混同しない。
- 円錐の側面はおうぎ形:長方形ではない。半径=母線、弧=底面の円周。
- 展開図の正解は1つでない:どの辺で切り開くかで形が変わる。立方体だけでも11種類あることを覚えておく。
練習問題
問題1(投影図)
次の立体について、平面図と立面図(正面から見た図)の形を答えなさい。
- 立方体
- 円柱
- 円錐
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(1) 平面図:正方形、立面図:正方形
(2) 平面図:円、立面図:長方形
(3) 平面図:円(中心の点)、立面図:三角形(二等辺三角形)
問題2(展開図)
底面の半径 3 cm、高さ 10 cm の円柱の展開図について、側面の長方形の縦と横の長さを求めなさい。
答えを見る
縦=高さ=10 cm
横=底面の円周=2π×3=6π cm
問題3(記述)
なぜ円柱の側面の展開図は長方形になるのか、自分のことばで説明しなさい。
答えを見る
解答例:円柱の側面は曲がった面だが、これを縦に1本切って広げると、長方形になる。長方形の縦は円柱の高さに、横は底面の円周(2πr)に等しい。曲がった面がきれいな長方形になるのは、側面が「真直ぐな縦線が並んでいる」面(線織面)だから。
まとめ
- 投影図:3方向から見た図(平面図・立面図・側面図)。
- 展開図:立体の表面を平面に広げた図。組み立てると元の立体に。
- 円柱の展開図:底面の円2つ+側面の長方形(縦=高さ、横=2πr)。
- 円錐の展開図:底面の円+側面のおうぎ形(半径=母線)。
- 立方体の展開図には 11種類のパターンがある。
