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1辺の長さが2である正四面体 ABCD において,
C4)X
SI147 空間図形の計量
また,△BCD は
三角形の外心と1
2
DH =
B
のを求めよ。
(2) 正四面体 ABCD の体積レ
(3) 正四面体 ABCD の外接球の半経R
(4) 正四面体 ABCD の内接球の半径r
M
3
(1) cosO
さらに,右の図
OA = 0
OH = A
ゆえに,△OD
次元を下げる
底面高さ
R°=
ABCD× AH
Hはどの位置にあるか?
(2) V=
(3) 立体のまま考えるのは難しい。
→外接球の中心が含まれる三角形を抜き出して考える。
Action》 空間図形は, 対称面の切り口を考えよ
したがって
(4) 正四面体に
をOとする
四面体の
内接球の
半径の求め方
三角形の
内接円の
半径の求め方
正四面体 AI
面体O'BCD
るから
類推
2/2
=4
3
開 (1) △ABC, △BCD は1辺の長さ2の
正三角形であるから
よって
AM = /3, DM=/3
AAMD において,余弦定理により
2
2
Point 内接円
例題139 では
60°
B
M
H
D
考え方で四面
COsé =
1
2./3./3
3
四面体 ABCI
AM +DMF-
2-AM-DM
cosd =
(2) 頂点Aから底面 BCD に下ろした垂線を AH とすると,
HはMD上にあり
面体 OABC,
の体積をそ
AH I MD
V=
AH= AMsin0 = AM/1-cos'0
BAABH= AACH=L
より BH= CH=
よって,点Hは正E
形 BCDの外心である
ら, HはBCの垂重
分線上にある。
点0から各
-1--26
半径rに等
2,6
V=
3
よって
V=
3
2:2-sin60"). 2/6
2,6
2/2
(3) AB=AC= AD=2 であるから,頂点Aから底面 BCD
ABCD-AHl
3
3
V=
すなわち
3
に下ろした垂線の足HはABCD の外心である。
また
これより,
ここで,正四面体に外接する球の中心を0とすると,
OB= 0C = OD であるから、点0から底面 BCD に「
ABCD
-· BC-CDsim/A80
2
1
ろした垂線の足も△BCD の外心となる。
よって,点0は線分 AH 上にある。
三
練習 147 1
250
す
のNロセス