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角柱と円柱の体積 > 解説

中学受験の算数|小学6年(4年生から読めます)

角柱と円柱の体積の求め方

うすい板を積み重ねると考えると、なぜ「底面積×高さ」になるのかが、図で見てわかります。

  • 読む時間 約12分
  • 紙とえんぴつを用意してね
  • 練習問題(初級・中級・上級)つき
重ねたホットケーキのイラスト

今日の問題まずは問題を読もう

問題

半径5cm、厚さ1cmの丸いホットケーキを、10まい、まっすぐ重ねました。
この形の体積は何cm³でしょう?

「体積」「cm³」の意味は、1でくわしく説明します。

重ねたホットケーキ10まい重ねると、つつの形(円柱)
  • 1まいの半径 5cm
  • 1まいの厚さ 1cm
  • 10まい重ねる
  • 円周率は 3.14

30秒答えを見る前に、30秒だけ考えてみよう。どうやって出せばいいかな?

答えを見る

785cm³

どうしてそうなるのか、ここから一歩ずつ見ていきます。

この記事のゴール
外側の半径5cm穴の半径3cm高さ10cm
最後まで読むと、こんな「まん中に穴のあいた円柱」の体積も、自分で出せるようになります。
難易度 ★★★★★中学入試の基本

→ 最後の確認問題(問題3)で、いっしょに解こう。★の数はこのサイト独自の目安です。

1体積ってなに?

体積は、もののかさ(大きさ)のことです。1辺が1cmの立方体(さいころの形)が、何こ分あるかで表します。

1cm1cm1cm1辺が1cmの立方体の体積= 1cm³(1立方センチメートル)
1辺1cmの立方体1こ分を「1cm³(1立方センチメートル)」という

21だんずつ積んでみよう

たて3cm・横4cmの長方形の上に、1cm³の立方体をならべます。

横4cmたて3cm← 底面
1だん目をならべたところ

考えてみよう1だんに、立方体は何こならぶかな?

答えを見る
3たて×4横=121だんの数

この12は、下の長方形の面積(3×4=12cm²)と同じ数です。

この形では、下の長方形の面を底面といいます(底面が横にあることもあります。3でくわしく見ます)。底面1つ分の面積を底面積といいます。

高さが2cmなら、同じだんが2つ重なります。

横4cmたて3cm高さ2cm← 底面
2だん積むと、高さ2cm

考えてみよう2だん積むと、立方体は全部で何こ?

答えを見る
121だんの数(底面積)×2だんの数(高さ)=24体積(cm³)

考えたら、下へ進もう ↓

体積 = 底面積 × 高さ
先生
先生1だんの数(底面積)に、何だん積んだか(高さ)をかけるのと同じなの。

3角柱の体積

上と下に同じ三角形が向かい合っていて、まわりを長方形でかこまれた形を三角柱といいます。向かい合った2つの三角形が底面、2つの底面のあいだの長さが高さです。

三角柱の高さ5cm底面底面(下)底辺4cm三角形の高さ3cm底面を平らにかくと
三角柱も、うすい三角形の板(厚さ1cm)を5まい積み重ねた形と考えられる

考えてみよう底面は、底辺4cm・三角形の高さ3cmの三角形。三角形の面積は「底辺×高さ÷2」。底面積は何cm²かな?

答えを見る
4底辺×3三角形の高さ÷2三角形だから=6底面積(cm²)

考えたら、下へ進もう ↓

考えてみよう三角柱の高さは5cm。では、この三角柱の体積は何cm³かな?

答えを見る
底面積底面1つ分×5三角柱の高さ=?体積(cm³)

底面積に、さっきの答えを入れると…

6底面積×5三角柱の高さ=30体積(cm³)

考えたら、下へ進もう ↓

「三角形の高さ」(底面の三角形の高さ3cm)と、「三角柱の高さ」(立体の高さ5cm)は別のものです。式の下の言葉で見分けよう。

三角柱や四角柱(直方体も四角柱のなかま)をまとめて角柱といいます。角柱の体積も、底面積×高さです。

ねている三角柱に気をつけよう

高さ(横の長さ)底面底面(反対がわ)
底面は下の面ではなく、横にある三角形。高さは横の長さ
そら
そら向かい合った同じ形の2つの面が、底面なんですね!

4円柱の体積

上と下が同じ大きさの円で、まわりが曲がった面でかこまれた形を円柱といいます。最初のホットケーキの形です。底面は円です。

半径5cm底面=円高さ10cm(10まい)← 1まい=厚さ1cm
厚さ1cmの円の板を10まい積んだ形

考えてみよう円の面積は「半径×半径×3.14」。半径5cmの円なら、底面積は何cm²かな?

答えを見る
5半径×5半径×3.14円周率=78.5底面積(cm²)

考えたら、下へ進もう ↓

考えてみよう厚さ1cmのホットケーキ1まいの体積は? それが10まいなら?

答えを見る

1まいは、底面積の数と同じ 78.5cm³。10まいなので…

78.5底面積×10高さ(まい数)=785体積(cm³)
答え 785cm³(最初の問題の答えと同じ)

考えたら、下へ進もう ↓

円柱の体積 = 半径×半径×3.14 × 高さ

5まちがえやすいところ

① 直径のまま計算しない

底面の直径が10cm、高さが10cmの円柱なら、半径は5cmです。直径の10を半径のところに入れると…

10直径×10直径×3.14円周率×10高さ=3140まちがった答え
5半径×5半径×3.14円周率×10高さ=785正しい体積

直径は半径の2倍。それを2回かけるので、2×2=4倍になってしまいます。直径しかわからないときは、まず÷2で半径にしましょう。

② 単位

長さcm長さ1つ面積cm²長さを2つかける体積cm³長さを3つかける
右上の小さい数は、かけた長さの数

6問題:穴のあいた円柱(ちくわの形)

問題

ちくわのように、まん中に穴のあいた円柱があります。外側の半径は4cm、穴の半径は2cm、長さは10cmです。
体積は何cm³でしょう?

穴の半径2cm外側の半径4cm切り口(ドーナツの形)横から見た形長さ10cm

考えてみようどうやって出せばいいかな? 底面はどこだろう?

答えを見る

考え方はいつもと同じ、底面積×高さ。底面は切り口のドーナツの形(向かい合った同じ形の2つの面)で、高さは長さの10cmです。

考えたら、下へ進もう ↓

ドーナツの形の面積は、大きい円から小さい円を引きます。

4×4×3.14大きい円−2×2×3.14小さい円

どちらにも3.14がかかっているので、3.14は最後に1回だけかければ大丈夫です(大きい円は3.14が16こ分、小さい円は4こ分、ちがいは12こ分)。

(4×4−2×2)半径×半径のちがい×3.141回だけ=37.68底面積(cm²)
37.68底面積×10高さ(長さ)=376.8体積(cm³)
答え 376.8cm³
そら
そらねている、穴のあいた形でも、底面積×高さなんですね!

7確認問題3問(動画と同じ問題)

答えを3つの中から選んでね。紙に式を書いてから選ぶと力がつきます。

問題1

底面が、底辺8cm・三角形の高さ5cmの三角形で、三角柱の高さが6cmの三角柱があります。
この三角柱の体積は何cm³?

底辺8cm三角形の高さ5cm三角柱の高さ6cm

答えと解説を見る

答え:120cm³

8底辺×5三角形の高さ÷2三角形だから=20底面積
20底面積×6三角柱の高さ=120体積

20は底面積だけで、高さをかけわすれたとき。240は三角形の面積で÷2をわすれたときの数です。

問題2

底面の直径が6cmで、高さが10cmの円柱があります。
この円柱の体積は何cm³?

直径6cm高さ10cm

答えと解説を見る

答え:282.6cm³

6直径÷2半分にする=3半径
3半径×3半径×3.14円周率=28.26底面積
28.26底面積×10高さ=282.6体積

188.4は円周(6×3.14)に高さをかけたとき。1130.4は直径6cmを半径のところに入れたときの数です。

問題3

外側の半径が5cm、穴の半径が3cm、高さが10cmの、まん中に穴のあいた円柱があります。
この立体の体積は何cm³?

外側の半径5cm穴の半径3cm高さ10cm

答えと解説を見る

答え:502.4cm³

(5×5−3×3)半径×半径のちがい×3.14円周率=50.24底面積
50.24底面積×10高さ=502.4体積

125.6は、半径の差(2cm)で2×2×3.14×10としたとき。785は穴を引きわすれて、外側の円柱だけを計算したときの数です。

8まとめ

角柱と円柱の体積のポイント

  1. 体積 = 底面積 × 高さ(角柱も円柱も同じ)
  2. 底面は、向かい合った同じ形の2つの面(まわりは長方形か、曲がった面)
  3. 円柱は、直径なら先に÷2で半径にする
  4. 体積の単位は cm³
先生
先生もっと問題を解きたい人は、初級・中級・上級の3つのレベルに分けて用意しています。答えと解説つき。印刷用のプリント(PDF)もあるよ。

初級・中級・上級は、このページの練習問題の中での順番です(★の難易度とは別です)。

そら
そらわたし、上級の半分の円柱にもチャレンジしてみる!
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