• ベストアンサー

空間図形の外接、内接球について

WiredLogicの回答

回答No.2

平面図形で、正三角形・正方形などの正多角形で、 重心=外接円の中心=内接円の中心、になるのと同様に、 (外心、内心は、三角形専用語だから、使わない) 空間図形でも、正四面体・正六面体などの正多面体では、 重心=外接球の中心=内接球の中心、になります、 (このくらいは、学校の定期試験で特に指示があれば別ですが、 入試や模試では証明なしに使っても大丈夫のはず) なので、(い)で、外接球の半径はすぐ解り、表面積が出る。 (ろ)は、正四面体を、A-BCD、重心(=内接球の中心)をG、 ΔBCDの重心をH、CDの中点をMとすると、 BMはΔBCDの中線で、Hは重心だから、AH:AM=2:1、 △ABMで、A,G,Hは一直線上にあって、AH⊥BM、や、 AG:GH=3:1などの関係から、GH=内接球の半径が求められる、 すると、体積も出る。 という具合にやっていくのがよさそう。 ベクトルを前面に押し出して、交点の位置ベクトルは、 などとやると、計算が結構面倒に…

noname#150695
質問者

お礼

ありがとうございます!

関連するQ&A

  • 正四面体に内接、外接する球についての問題

    正四面体に内接、外接する球についての問題がわかりません。 コメントいただけるとありがたいですm(_ _)m 一辺の長さが2の正四面体について、 (1)正四面体に外接する球(正四面体のすべての頂点を通る球)の表面積を求めよ。 (2)正四面体に内接する球(正四面体のすべての面に接する球)の体積を求めよ。

  • 内接球と正多角錐

    高校一年のものす。授業で扱った問題で、気になった点があったので質問させていただきます。 「円錐の表面積・体積とその円錐に内接する球の表面積・体積を求めよ。」という意の問題があり、答えは覚えていないのですが... 「内接球の体積:内接球の表面積=円錐の体積:円錐の表面積」 とにかくその問題の答えから、↑のような結果が生まれました。更に正4面体でも同じ結果(球の体積:表面積の比率と同じという結果)がでてきました。  そこで思ったのですが、 「内接球の体積:内接球の表面積=その内接球を持つ正n角錐の体積:その内接球を持つ正n角錐の表面積」 みたいな法則ってあるのでしょうか。  ちょとした興味で得た疑問で、まだ三角比を学んだ辺りなので、難しいことはよくわかりません。簡単に教えてください。また、この質問にある式自体assyuburannkaの勘違いだという場合もお知らせください。        よろしく御願い致します。

  • 正四面体の内接球、外接球

    正四面体の内接球に関して、正四面体の頂点から内接球の中心を通る 直線を引きそれを延長した場合、底面と直交するということがどうしてなのかわかりません また内接球と外接球の中心が一致するというのも理解できません ご教授お願いいたします

  • 四面体の外接球の半径を求めるには

    3辺が与えられた三角形の内接円の半径rは、 △ABC=(a+b+c)r/2 で求めます。 3辺が与えられた三角形の外接円の半径Rは、 正弦定理 で求めます。 6辺が与えられた四面体の内接球の半径rは、 四面体ABCD=(△ABC+△ABD+△ACD+△BCD)r/3 で求めます。 では、6辺が与えられた四面体の外接球の半径Rは、どうやって求めるのでしょうか。

  • 図形と計量(高校数学I)

    図形と計量の問題で 「半径2の球に高さ3の円錐が内接している。球と円錐の体積比と表面積比を求めよ」 が分かりません。ヒントによると円錐の底面は√3になるそうですが何故でしょう。球の体積と表面積は分かるのですが・・・。 ちなみに答え(球:円錐)は体積比32:9、表面積比は16:9だそうです。 確かに円錐の底面の半径が√3ならこのようになるのは分かりますが、どうやって考えればいいのでしょう?

  • 高校数学 図形と計量の問題

    一辺の長さが3の正四面体ABCDに内接する球の中心をOとする。次の問に答えよ。 (1)四面体OBCDの体積を求めよ。 (2)球の半径r、表面積、体積を求めよ。 詳しく解説をお願いします。

  • わからない問題があります。教えてください。

    1辺の長さが4の正四面体OABCに球が接している。 (1)△OABの面積S₁を求めよ。 (2)正四面体OABCの体積V₁を求めよ。 (3)内接球の半径rを求めよ。 (4)内接球の表面積S₂、体積V₂を求めよ。 教えてください。お願いします。

  • 正四面体の内接球

    正四面体の内接球の中心は、外接球の中心でもある。 これが証明できません。どなたかベクトルとか使わない証明をご存知の方、教えてください。 逆の命題、「正四面体の外接球の中心は内接球の中心でもある」は以下のように示すことができると思います。 正四面体をABCD 外接球の中心をO Oから面ABCに下ろした垂線の「足」をW Oから面ABDに下ろした垂線の足をX Oから面ACDに下ろした垂線の足をY Oから面BCDに下ろした垂線の足をZ 外接球の半径をRとする。 (補題)外接球の中心から各面に下ろした垂線とその面との交点は面の重心である。 外接球であるから、OA=OB=OC=OD=R 面ABCを考える △OWAと△OWBと△OWCで OA=OB=OC (=R 外接球の半径) OW=OW=OW (共通) ∠OWA = ∠OWB = ∠OWC = 90°(垂線だから) 斜辺ともう一つの辺が等しいので △OWA≡△OWB≡△OWC ∴AW=BW=CW Wは正三角形ABCの外心である。 正三角形において、外心と内心と重心は一致するから、Wは重心でもある。 他の3つの面も同様に考えられるから、X,Y,Zはそれぞれ重心となる。 (本題) △OWAと△OYAを考えて、 AW=AY (合同な正三角形の重心と頂点との距離) AO=AO (共通) ∠OWA = ∠OYA = 90°(垂線だから) ∴△OWA≡△OYA ∴OW=OY 同様に、OW=OX=OY=OZ ゆえに、Oは内接球の中心である。 このとき、Oと各面との接点はW,X,Y,Zである。 逆は難しくてどうしてもわかりません。内接円の類推で、内接球の中心が二等分「面」上にあることを使うのだと思うのですが。 よろしくお願いします。

  • 三角形の外接円と内接円の面積比

    以下の答えを教えて頂きたいです。 ある円に内接する三角形の外接円と内接円の面積比

  • 正四面体の内接球について

    一辺の長さが2の正四面体の内接球の半径の求め方を教えてください お願いします