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■29692 / inTopicNo.1)  高校 数1 正八面体の体積
  
□投稿者/ Apple 一般人(3回)-(2007/11/25(Sun) 16:09:18)
    問題:1辺の長さが a の正八面体の体積を求めよ。

    解き方:正八面体を、2つの正四角錐を底面ではり合わせたものと考えると、
    正四角錐の底面積は a^2 ...

    と解説があります。正四角錐の底面積が a^2 であるということは底面が正方形であることを前提としていると思うのですが、底面が正方形であることはどうやったら証明できるのでしょうか?

    また解説では正四角錐の頂点から底面に向けて垂線が引かれて、それが底面の四角形の対角線が交わる部分に足をつけるのですが、この垂線が対角線の交点と交わることはどうやったら証明できるのでしょうか?

    よろしくお願いします。
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■29703 / inTopicNo.2)  Re[1]: 高校 数1 正八面体の体積
□投稿者/ miyup 付き人(90回)-(2007/11/25(Sun) 18:17:34)
    No29692に返信(Appleさんの記事)
    > 問題:1辺の長さが a の正八面体の体積を求めよ。
    >
    > 解き方:正八面体を、2つの正四角錐を底面ではり合わせたものと考えると、
    > 正四角錐の底面積は a^2 ...
    >
    > と解説があります。正四角錐の底面積が a^2 であるということは底面が正方形であることを前提としていると思うのですが、底面が正方形であることはどうやったら証明できるのでしょうか?

    正八面体は、2つの正四角錐を底面ではり合わせたもので、底面が正方形だからです。

    > また解説では正四角錐の頂点から底面に向けて垂線が引かれて、それが底面の四角形の対角線が交わる部分に足をつけるのですが、この垂線が対角線の交点と交わることはどうやったら証明できるのでしょうか?

    正四角錐O-ABCDを平面OACで切ると、切り口は直角二等辺三角形になりますので
    頂点Oから垂線を下ろすと、その足はACの中点(すなわち対角線の交点)になります。

    いずれにしろ上の2つは証明の必要はありません(自明ということでOK)。
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■29711 / inTopicNo.3)  Re[2]: 高校 数1 正八面体の体積
□投稿者/ Apple 一般人(4回)-(2007/11/26(Mon) 01:00:31)
    ありがとうございます。

    確かに参考書も自明ということで書いていると思うのですが、正八面体が2つの正四角錐であることや、垂線が交点を通るということは、どの段階で学ぶべきことなのでしょうか?小学校?中学校?
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■29712 / inTopicNo.4)  Re[3]: 高校 数1 正八面体の体積
□投稿者/ Bob 一般人(3回)-(2007/11/26(Mon) 05:00:45)
    中学校1年生で習うかな。
    あとは3年生の3平方あたり。
    教科書と参考書がいいと思います。

    あとは公式集などを買うと説明が載っている場合もあります。
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■29725 / inTopicNo.5)  Re[4]: 高校 数1 正八面体の体積
□投稿者/ Apple 一般人(5回)-(2007/11/27(Tue) 02:52:14)
    中学1年生の立体のところで扱ってますよね。本屋に行って参考書をいくつか覗いてみたのですが、個々の正多面体についての説明は詳しくありませんでした。三平方のところは見ていなかったので、近いうちにチェックしてみます。

    「正八面体は2つの正四角錐からなる」というような文言がどこかの段階で記載されていないとなんだかすっきりしません。

    数学ナビゲーターがなかったらどうやって勉強するんだ?と思ってしまうのです。

    ここにいる人が親切に教えてくれるので安心ですが。
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■29726 / inTopicNo.6)  Re[5]: 高校 数1 正八面体の体積
□投稿者/ らすかる 付き人(69回)-(2007/11/27(Tue) 03:34:11)
http://www10.plala.or.jp/rascalhp
    正八面体が2つの正四角錐からなることは、少し考えるとわかると思います。
    正八面体を上下に分け、上の図形をO-ABCDとします。
    △OAB,△OBC,△OCD,△ODAは合同な正三角形ですから、AB=BC=CD=DAです。
    この底のない立体をAC=BDとなるようにすると、正四角錐となり、
    下半分をピッタリ合わせられるのはいいですよね。
    もし、AC<BDとなるように歪めた場合、二等辺三角形OACは∠AOCが狭まり、
    二等辺三角形OBDは∠BODが広がりますので、
    (OからACまでの距離)>(最初の正四角錐の高さ)>(OからBDまでの距離)
    となり、A,B,C,Dが同一平面上にない状態になります。
    A,B,Cを平面に付けておくとDが浮いている状態ですね。
    これに、A,B,Cが下半分の3つの頂点と合うように合わせることを考えてみてください。
    平面ABCに関して上半分の図形と下半分の図形が対称になりますので、
    下半分の図形でDと対応する頂点は平面ABCより下に浮いてしまい、
    Dと一致しません。
    よって、正八面体は正四角錐2個でないと作れないことになります。
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■29748 / inTopicNo.7)  Re[6]: 高校 数1 正八面体の体積
□投稿者/ Apple 一般人(6回)-(2007/11/28(Wed) 00:46:22)
    らすかるさん、わかりました。長い説明ありがとうございます。
    改めて、miyupさん、Bobさん、らすかるさん、ありがとうございました。
    この質問を通して色々考えることができました。
解決済み!
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