中3数学:立体図形の相似比と体積比

<ポイント>

・立体図形においても、相似な図形がある
・ある立体を「一定の割合で拡大・縮小した立体」は、もとの立体と相似である
相似比 a:b ⇒ 体積比 a3:b3

(1)相似な立体図形
立体図形においても、相似な図形があります。
ある立体を「一定の割合で拡大・縮小した立体」は、「もとの立体と相似である」といいます。

つまり、考え方は平面図形の場合と同じということです。
平面の場合は「たて・よこ」方向に拡大・縮小しますが、立体図形の場合は「たて・よこ・たかさ」の方向に拡大・縮小します。
相似比と体積比1
 
 
2つの相似な立体図形の相似比が m:n のとき、それらの体積比は m3:n3
となります。

つまり、「相似な立体図形では、体積比を知りたいときは相似比をそれぞれ3乗すればいい」ということです。

 
 
このことを、図を使って確認します。

2つの直方体の相似比を m:n とします。

このとき、それぞれの辺は ma, mb, mc と、na, nb, nc と表せます。

〔直方体の体積〕=〔たて〕×〔よこ〕×〔高さ〕 なので、

〔小さい直方体〕=ma・mb・mc=m3abc
〔大きい直方体〕=na・nb・nc=n3abc

となり、2つの直方体の体積比は、m3:n3
つまり、相似比のそれぞれ3乗になるわけです。

<補足>

相似比が 1:k の場合は、体積比は 13:k3=1:k3
となります。

「相似比が1のとき、そのまま体積比になっているのではない」という点に注意してください。

<まとめ>

・立体図形においても、相似な図形がある
・ある立体を「一定の割合で拡大・縮小した立体」は、もとの立体と相似である
相似比 a:b ⇒ 体積比 a3:b3

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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