円錐の母線の求め方完全ガイド|三平方の定理と裏ワザ公式で即効解決
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中学3年生で学習する「三平方の定理(ピタゴラスの定理)」をマスターしていれば、高さと半径が判明している円錐の母線は極めて機械的に求めることができます。
前述の通り、円錐の頂点、底面の中心、そして底面の円周上の1点を結ぶと、内部に必ず「直角三角形」が成立します。この直角三角形の3辺は次のように対応しています。
- 底辺:底面の半径($r$)
- 高さ:円錐の高さ($h$)
- 斜辺:円錐の母線($l$)
直角三角形の斜辺の2乗は他の2辺の2乗の和に等しいため、以下の公式が成立します。
$l^2 = r^2 + h^2 \quad \Longrightarrow \quad l = \sqrt{r^2 + h^2}$
例えば、「底面の半径が3cm、高さが4cmの円錐」が存在したとします。母線 $l$ を求める式は以下の通りです。
$$l = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5\text{cm}$$
公立高校の受験指導を専門とする学習塾関係者も指摘するように、入試やテストでは「3:4:5」や「5:12:13」といった有名な直角三角形の整数比が頻繁に採用されます。計算過程を追うだけでなく、基本比を頭に入れておくことで、計算ミスを大幅に防ぎながらスピードアップを図ることが可能です。