262 第4章 図形と計量
Think
例題 137
Sing=
正四面体の種々の量
∠OMA=0 とする.また,頂点Oから平面ABCに下ろした垂線の足を
1辺の長さがα の正四面体OABC で, 辺BCの中点をMとして、
Hとする. 次の値を求めよ.
(1) cose
(3) △ABCの面積S
(5) 正四面体の内接球の半径r
[考え方]
OH
OM
0
1002000010
B
A
正四面体の内接球の半径
001
内接球の中心をIとすると, OI, AI, BI, CI で, 四面体を4つ ania.
の三角錐に分割したとき,それぞれの角錐の高さが内接球の半
径になる.
CODE FOT
つまり、内接球の半径は, 三角形の面積を分割して内接円の半
径を求めたアイデアと同様に、分割してみる.
正四面体の外接球の半径
外接球とは 4点 0, A,B,Cを通る球で, 対称性を考えれば,
内接球の中心と外接球の中心は一致する .
外接球の半径は OIになることを利用する.
解答 ∠OMA を含む △OAM に着目すると,
on Jend A √√3
OM=AM=-
2
3507-03
また, 対称性より, 点Hは△ABC
の重心である。
cos A=
a
0
(2) sin0=√1-cos20
3
△OMH において
OH = OMsin O
√3
2
正四面体は左の図のように回転させても同じような立
体の状況になる.
このように図形や立体が対称性をもつ場合,その性質
B を利用して考えるとよい。
(1) 点Hは線分 AM を 2:1に内分
する. ここで,(2) OHの長さを A H
求めるから, 辺 OH を含む △OMH
B
において,
>(2) OH の長さ
(4) 正四面体の体積V
(6) 正四面体の外接球の半径R
-ax
THOSEBEN
HM
_1
OM AM ==
3
2√2
3
2√2-√6
3
=-
a
0-0000-001
802+024x
8\084-04-2A
0
0
H
1
/3
2
€OC LOCA
+06)
M
AM
M
****
C
-a=AM
A
B
a
160°
20
B
M
重心については
p.426 参照
sin'0+cos'0=1 を
|利用
A BET