『立方体の各面に内接する円』解答


◆東京都 鳥居 さんからの解答。

1方向から切断すると円柱ができる。
x軸方向から見ると円、y軸およびz軸方向から見ると正方形である。

2方向から切断すると下図のような形になる。
x軸およびy軸方向から見ると円、z軸方向から見ると正方形である。

これは、y=sin x, y=−sin x (0≦x≦π) で囲まれる図形(下図)を4枚貼り合わせてできる。


3方向から切断すると下図のような形になる。
x軸、y軸、z軸いずれから見ても円である。

これは、y=sin x, y=−sin x, y=cos x, y=−cos x (0≦x≦π/2) で囲まれる図形(下図)を12枚貼り合わせてできる。


元の立方体の体積を1とするとき、上に出てきた立体の体積をまとめると以下のようになる。
立方体1方向切断立体2方向切断立体3方向切断立体
1
(1.000)
π/4
(0.785)
2/3
(0.667)
2−√2
(0.586)
π/6
(0.524)


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