입체도형의 측정

 

❦ 기둥의 겉넓이와 부피

기둥의 겉넓이  : 전개도를 이용하여 두 밑넓이와 옆넓이의 합으로 구할 수 있다.

\[(기둥의~겉넓이)=(밑넓이)\times2+(옆넓이)\]

 

기둥의 부피

\[(기둥의~부피)=(밑넓이)\times(높이)\]

 

❦ 뿔의 겉넓이와 부피

뿔의 겉넓이  : 전개도를 이용하여 밑넓이와 옆넓이의 합으로 구할 수 있다.

\[(뿔의~겉넓이)=(밑넓이)+(옆넓이)\]

 

뿔의 부피

\[(뿔의~부피)=\frac13\times(밑넓이)\times(높이)\]

 

각뿔대, 원뿔대의 겉넓이와 부피

각뿔대, 원뿔대의 겉넓이 : 전개도를 이용하여 두 밑넓이와 옆넓이의 합으로 구할 수 있다.

 

각뿔대, 원뿔대의 부피 : 원래의 각뿔, 원뿔의 부피에서 잘려 나간 각뿔, 원뿔의 부피를 뺀다.

 

밑면이 정다각형이고 옆면이 모두 합동인 이등변삼각형으로 이루어진 각뿔을 정각뿔이라고 한다.

그림과 같이 밑넓이와 높이가 같은 각기둥 모양의 그릇과 각뿔 모양의 그릇으로 실험하여 보면 각뿔의 부피는 각기둥의 부피의 ⅓임을 알 수 있다. 하지만 실험도구를 준비하기 힘들고, 수학적 엄밀성이 떨어지므로 고차원적인 방법을 배우기 전까지는 단순 공식으로 암기한다.

 

❦ 구의 겉넓이와 부피

구의 겉넓이

\[(구의 겉넓이)=4\pi r^2\]

 

구의 부피

\[(구의 부피)=\frac43\pi r^3\]

 

반지름의 길이가 \(r\)인 구의 겉넓이는 반지름의 길이가 \(r\)인 원의 넓이의 \(4\)배임이 알려져 있다.

밑면의 지름의 길이와 높이가 \(2r\)인 원기둥 모양의 그릇에 물을 가득 채운 후, 반지름의 길이가 \(r\)인 구를 그릇에 완전히 잠기도록 넣었다 빼면 원기둥 모양의 그릇에는 처음의 \(\dfrac13\)만큼만의 물이 남아 있음을 알 수 있다. 따라서,  \[(구의~부피)=\frac23 \times(원기둥의~부피)=\frac23 \times(\pi r^2 \times 2r)=\frac43 \pi r^3\]

밑면의 반지름의 길이가 \(r\), 높이가 \(2r\)인 원뿔, 원기둥과 반지름의 길이가 \(r\)인 구의 부피의 관계

\[(원뿔의~부피)\::\: (구의~부피)\: :\: (원기둥의~부피)\: =\: 1\: :\: 2\: :\: 3\]

 

 

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Saturday, July 18, 2015