角柱・円柱の体積 — 底面積×高さ
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この章で学ぶこと
小6 では、 角柱や円柱の 体積 の求め方を学びます。 5年生で学んだ直方体・立方体の体積 (たて × 横 × 高さ) を、 もっといろいろな柱の形へ広げます。
- 角柱・円柱とは
- 体積 = 底面積 × 高さ の公式
- 三角柱・四角柱の体積
- 円柱の体積
ポイント: 柱の形 (上と下が同じ形で、 まっすぐな立体) の体積は、 すべて 底面積 × 高さ で求められます。 底面の形が三角形でも円でも、 考え方は同じです。
1. 角柱・円柱とは
上と下に同じ形・同じ大きさの面 (底面) があり、 まわりがまっすぐな立体を 柱 といいます。 底面が多角形なら 角柱、 底面が円なら 円柱 です。
| 立体 | 底面の形 |
|---|---|
| 三角柱 | 三角形 |
| 四角柱 (直方体・立方体もなかま) | 四角形 |
| 五角柱 | 五角形 |
| 円柱 | 円 |
2. 体積の公式
柱の体積は、 底面 (底面積) を高さのぶんだけ積み上げたものと考えられます。 だから、
直方体の 「たて × 横 × 高さ」 も、 「(たて × 横) × 高さ」 = 「底面積 × 高さ」 と読めます。 同じ考え方です。
大事: 公式の 「高さ」 は、 つの底面の間のきょりです。 ななめになっていない、 まっすぐな高さを使います。
3. 角柱の体積
例題: 底面が 底辺 cm・高さ cm の三角形で、 柱の高さが cm の三角柱の体積を求めましょう。
まず底面積 (三角形の面積) を求めます。 三角形の面積は 「底辺 × 高さ ÷ 2」 なので、
これに柱の高さ cm をかけて、
検算: 底面積 cm²、 高さ cm、 。 正しい。
例題: 底面が 縦 cm・横 cm の長方形で、 高さが cm の四角柱 (直方体) の体積を求めましょう。
底面積は cm²。
検算: 直方体なので たて × 横 × 高さ 。 同じ答え。 正しい。
ポイント: 角柱の体積では、 まず 底面の図形の面積 を正しく求めることが大切です。 三角形なら ÷ 2 を忘れずに。
4. 円柱の体積
円柱も柱のなかまなので、 体積は 「底面積 × 高さ」 です。 底面は円なので、 底面積 = 半径 × 半径 × 3.14 で求めます。
例題: 底面の半径 cm、 高さ cm の円柱の体積を求めましょう (円周率は )。
底面積は cm²。
検算: 底面積 cm²、 高さ cm、 。 正しい。
例題: 底面の半径 cm、 高さ cm の円柱の体積を求めましょう (円周率は )。
底面積は cm²。
検算: 。 正しい。
大事: 円柱の体積では、 まず 底面の円の面積 を求めてから高さをかけます。 順番をまもると計算がすっきりします。 半径を使うことにも注意。
どう問われるか
- 「底面積 cm²、 高さ cm の角柱の体積」 のような、 公式にあてはめる問題が定番です。
- 三角柱では、 底面の三角形の面積 (÷ 2 を忘れずに) を求める手順が問われます。
- 円柱の体積では、 円の面積の公式 (半径 × 半径 × 3.14) とあわせて使う問題が出ます。
よくまちがえるところ
体積では、 底面積の求め方と 「どちらが高さか」 でつまずきます。
| まちがい | 例 | 直し方 |
|---|---|---|
| 三角形の底面積で 2 でわるのを忘れる | 底辺 4 cm・高さ 3 cm の底面を 4 × 3 = 12 とする | 三角形は 底辺 × 高さ ÷ 2 = 6 (cm²) |
| 底面の三角形の高さと柱の高さを取りちがえる | 柱の高さ 10 cm を三角形の高さに使う | 底面の中の高さと、 2 つの底面の間のきょりは別のもの |
| 円柱で直径を半径として使う | 直径 6 cm の円柱を 6 × 6 × 3.14 × 高さ とする | 半径 3 cm なので 3 × 3 × 3.14 × 高さ |
| 体積の単位を cm² と書く | 60 cm² と書く | 体積の単位は cm³ |
いちばん多いのは 三角柱の底面積で 2 でわるのを忘れる ミスです。 底面が三角形のときは、 かならず 底辺 × 高さ ÷ 2 まで計算してから柱の高さをかけます。 ÷ 2 を忘れると、 答えがちょうど 2 倍になります。 答えが大きすぎると感じたら、 まずここを見直しましょう。
体積を求める手順
底面積を先に、 高さをあとに。 この順を守ると混乱しません。 例は 「底面が 底辺 4 cm・高さ 3 cm の三角形、 柱の高さ 10 cm の三角柱」 です。
| 順番 | すること | このときの計算 |
|---|---|---|
| 1 | 上下に向かい合う同じ形の面 (底面) を決める | 三角形の面 |
| 2 | 底面積を求める | 4 × 3 ÷ 2 = 6 (cm²) |
| 3 | 2 つの底面の間のきょり (高さ) を確かめる | 10 cm |
| 4 | 底面積 × 高さ を計算する | 6 × 10 = 60 |
| 5 | 単位を cm³ にする | 60 cm³ |
たしかめには、 知っている形にもどす方法が使えます。 底面が 縦 5 cm・横 6 cm の長方形、 高さ 4 cm の四角柱は、 手順どおりなら 30 × 4 = 120 cm³。 直方体として たて × 横 × 高さ = 5 × 6 × 4 = 120 でも同じです。 2 通りで同じ答えになれば安心できます。
自分でチェック
- 角柱も円柱も 体積 = 底面積 × 高さ で求まると言える
- 三角形の底面積で ÷ 2 を忘れずに計算できる
- 底面の三角形の高さと柱の高さを区別できる
- 円柱の底面積を 半径 × 半径 × 3.14 で求められる
- 面積は cm²、 体積は cm³ と単位を書き分けられる
まとめ
- 柱の体積はすべて 底面積 × 高さ
- 角柱: 底面 (三角形・四角形など) の面積 × 高さ
- 円柱: (半径 × 半径 × 3.14) × 高さ
- まず底面の面積を正しく求めるのがコツ
- 体積の単位は cm³ など、 「立方」 の単位を使う
次章では、 形が同じで大きさがちがう図形 縮図・拡大図と比 を学びます。
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