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底面の1辺が6である正10角柱の表面積が1辺が6である正20角形の面積と等しいとき、
この正10角柱の高さは? 解答
上記サイト http://blogs.yahoo.co.jp/oka_yadokary/36534742.html より Orz〜
[解答1]
半径が R の円に内接する正n角形の1辺の長さは 2Rsin(180゚/n) 、 面積は (n/2)R2sin(360゚/n) です。 正10角柱の高さを h,底面の外接円の半径を a,正20角形外接円の半径を b とします。 辺の長さに注目し、2a・sin18゚=6 ,2b・sin9゚=6 なので、b・sin9゚=a・sin18゚ 、 b・sin9゚=2a・sin9゚cos9゚ 、b=2a・cos9゚ です。 面積に注目し、2・(10/2)a2sin36゚+h・10・2a・sin18゚=(20/2)b2sin18゚ 、 20ah・sin18゚=10b2sin18゚−10a2sin36゚ 、 2ah=b2−2a2cos18゚=4a2・cos29゚−2a2cos18゚ 、 h=2a・cos29゚−a・cos18゚=a(1+cos18゚)−a・cos18゚=a になります。 http://blogs.yahoo.co.jp/oka_yadokary/27490026.html のように、sin18゚=(√5−1)/4 ですので、 2a・sin18゚=6 より、a・sin18゚=3 、a(√5−1)/4=3 、a(√5−1)(√5+1)/4=3(√5+1) 、 h=a=3(√5+1)=9.720820…… です。 [解答2] 図のように、正20角形を 正10角形1個と二等辺三角形10個と長方形10個に分けます。 二等辺三角形10個を集めると正10角形ができます。 求める正10角柱の高さは この二等辺三角形の等辺の長さで、等辺を x とします。 二等辺三角形の頂角は 36゚,底辺は 6 なので、底角の二等分線を描けば、 x:6=6:(x−6) 、x(x−6)=36 、x=3+3√5=9.720820…… です。 *[解答2]に気付けましたが...相似比で出せることに気付けず…^^;
正二十角形の中心に正十角形を重ねて見ると…
外側の長方形の中にせい十角形の1/10が含まれ、はみ出した部分を折り曲げると、その間の部分がせい十角形の1/10になることがわかるので、… けっきょく、はみ出した部分の長さが柱体の高さになるわけね!! So… 2r^2*(1-cos36°)=6^2 18/(1-(√5+1)/4)=r^2・・・貴殿の「算数・数学」書庫より☆ 72/(3-√5)=18(3+√5)=r^2 r=√(54+18√5) =3+3√5 |

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