正八面体の表面積・体積・半径


 

正八面体の表面積、体積そして半径(内接球と外接球)を求めてみましょう。図1は

正八面体とそれに内接する内接球の図です。表面積は簡単に計算できて、一辺の

長さが1の正三角形が八面あるので、(ルート3/4)X8です。

 

表面積: 2ルート3

 

SEIHACHIMENTAI-NAISETUKYU.GIF - 4,138BYTES

(図1、Functionviewで作成)

 

上図において、辺ADと辺BCの中点をそれぞれ点G点Hとします。 点E、点F、点

Gと点Hを含む平面で正八面体をカットしたときの断面図を図2に示します。 四角形

EGFHは四辺の長さが等しい菱形です。

 

SEIHACHIMENTAI-NAISETUKYU-DANMEN.GIF - 4,054BYTES

(図2、Functionviewで作成)

 

正八面体の体積は、二つの四角錐、E−ABCDF−ABCDの体積の和になりま

す。EO=FO=ルート2/2であるので、四角錐の体積はルート2/6です。したがって

、正八面体の体積はルート2/3となります。

 

体積: ルート2/3

 

内接球の半径OPの長さを計算してみます。三角形EHOと三角形EOPは相似な直

角三角形です。よって、以下の関係が得られます。

 

EH:HO=EO:OP(内接球の半径)

→ (ルート3/2):(1/2)=(ルート2/2):OP

 

上の比の式を解いて、OP=ルート6/6となります。

 

半径(内接球): ルート6/6

 

OE=OF=OA=OB=OC=OD=ルート2/2であるので、外接球の半径はルート

2/2です。当然、外接球の中心と内接球の中心は完全に一致します。

 

半径(外接球): ルート2/2

 

 


 

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