角柱・円柱の性質と展開図

角柱・円柱と展開図とはなにか

角柱(かくちゅう)や円柱(えんちゅう)は、向かい合う2つの面が合同(全く同じ形・大きさ)で平行になっている立体のことです。この2つの面を「底面(ていめん)」、まわりの面を「側面(そくめん)」と呼びます。

角柱の側面はすべて長方形(または正方形)になり、円柱の側面は曲面ですが、切り開いて「展開図(てんかいず)」にすると長方形になります。円柱の展開図を作るとき、側面の長方形の「横の長さ」が、底面の円の「円周の長さ」とぴったり重なる(等しくなる)ことが最大のポイントです。

角柱・円柱のルール

1. 角柱の性質

面の数=(底面の角の数)+2、辺の数=(底面の角の数)×3、頂点の数=(底面の角の数)×2

2. 円柱の展開図

側面の長方形の横の長さ=底面の円周

例題

問1

図の立体は三角柱です。三角柱の「面」「辺」「ちょう点」の数は、それぞれいくつですか。

角柱

問2

底面の直径が 10cmの円柱の展開図です。側面の長方形の「横の長さ」は何cmになりますか。

円柱の展開図

解説

問1

三角柱は底面が「三角形」なので、計算ルールの「底面の角の数」に 3 を当てはめて計算します。面の数は 3+2=5、辺の数は 3×3=9、ちょう点の数は 3×2=6 になります。

答え:面は5つ、辺は9本、ちょう点は6こ

問2

円柱の展開図では、「側面の長方形の横の長さ=底面の円周」になることがポイントになります。円周は「直径 ×3.14」で求められるので、10×3.14=31.4 になります。

答え:31.4cm

練習問題

問1

五角柱の「面」「辺」「ちょう点」の数をそれぞれ答えましょう。

五角柱

問2

底面の半径が 3cmの円柱があります。この円柱の展開図の、側面の長方形の横の長さを求めましょう。

問3

図の展開図を組み立てたとき、面アと向かい合う(平行になる)面はどれですか。

展開図

応用問題

問1

「辺」の数が 24 本ある角柱は、何角柱ですか。また、その角柱の「面」の数はいくつですか。

問2

底面の半径が 10cmで、高さが 20cmの円柱があります。この円柱の展開図をかいたとき、側面の長方形の面積を求めましょう。

問3

「面」の数と「ちょう点」の数を足すと 14 になる角柱があります。この角柱は何角柱ですか。(ヒント:表をかいて調べてみましょう)

解答と解説

練習問題

問1

五角柱は底面が五角形なので、「5」を使って計算します。面の数は 5+2=7、辺の数は 5×3=15、ちょう点の数は 5×2=10 になります。

答え:面は7つ、辺は15本、ちょう点は10こ

問2

まずは底面の直径を求めます。半径が 3cmなので、直径は 3×2=6cmです。側面の長方形の横の長さは底面の円周と同じなので、6×3.14=18.84 になります。

答え:18.84cm

問3

直方体の展開図を組み立てたとき、向かい合う(平行になる)面は、となり合わずに「1つとばした面」になります。図の中で、面アから1つとばした位置にある面カが正解です。

答え:カ

応用問題

問1

辺の数は「底面の角の数 ×3」で求められます。辺が 24 本なので、24÷3=8 となり、底面が八角形の「八角柱」だと分かります。面の数は「底面の角の数 +2」なので、8+2=10 になります。

答え:八角柱、面の数は10

問2

側面の長方形の面積を求めるには、「たて」と「横」の長さが必要です。たての長さは円柱の高さと同じなので 20cmです。横の長さは底面の円周と同じなので、直径(10×2=20cm)を使って、20×3.14=62.8cmとなります。長方形の面積は「たて × 横」なので、20×62.8=1256 となり、答えは 1256cm²になります。

答え:1256cm²

問3

ヒントの通り、順番に表にして調べてみましょう。

  • 三角柱:面の数(5)+ちょう点の数(6)=11
  • 四角柱:面の数(6)+ちょう点の数(8)=14

14 になるのは四角柱のときだと分かります。(五角柱だと 7+10=17 になってしまいます)

答え:四角柱

※1:各塾・団体主催の公開テスト・模試での成績(2018〜2025年当社調べ) ※2:過年度の累計(2018年〜2025年)