数学カフェjr.

「知っておいてほしい」又は「ちょっとオモシロイ」初等数学を、高校受験をする又は中高一貫校在学の中学生を中心に、小学生~大人の方に向けてお伝えしていきます。

正八面体問題/解説

正八面体は、その構成をしっかり把握してさえいれば、非常に取り組みやすい立体です。

当初から伝え続けている通り、いかに「正多面体に慣れ親しんできたか」が効いてきます。


例えば、下記のような問題をスラスラ解けるか、チェックしてみましょう。


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【問題】
1辺の長さが2の正八面体ABCDEF。
Mは辺CFの中点。
(1)この正八面体を「Mを通り面ACDに平行な平面」で切断したとき、切断面の面積は?
(2)△ABMの面積は?


【解答(1)】
まず、
「切断面は正六角形」
ですね。

その1辺は1ですから、
∴√3/4×6=3√3/2


【解答(2)】
△ABMの面積を求めるにあたって犯しやすいミスが、
「高さが平行面間の距離」
と勘違いしてしまうことです。

“三角形の3辺の長さ”がわかるのですから、鉄則通りに攻めるべきです。

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まず三平方より
AM=√5,BM=√3

Mから辺ABにおろした垂線の足をH、
AH=xとします。

△AMHと△BMHに着目して三平方より方程式を立てると、
(√5の2乗)-(xの2乗)=(√3の2乗)-{(2-x)の2乗}

これを解いてx=3/2

よってMH=√11/2

∴△ABM=2×√11/2×1/2=√11/2



また、今回は用いませんでしたが、
「正八面体の平行面間の距離」
はすぐ求められるようにしておきましょう。

そうすれば、例えば
「正八面体の内接球(2019桐朋)」
の問題も難なく解けたはずです。



※「正八面体の切断(2020ラ・サール/改題)」
https://mcafejr.hatenablog.com/entry/2020/11/08/171740