直円錐の側面積
半径 r の円の面積は、πr2 である。また、長軸の長さ、短軸の長さがそれぞれ a 、b で
ある楕円の面積は、 πab である。
a=b のとき、楕円は円となり、 πab=πa2 で、円の面積の公式に一致する。
同様の関係が、直円錐の側面積の場合にも成り立つことを、最近気づいた。
左図のような、底面の半径 OA、高さ OB の直円錐の側面積 S
は、母線の長さ AB を用いて、
S=πOA・AB
で与えられる。
直円錐の高さ OB が潰れたとき、 AB=OB となり、 S=πOA2 で、円の面積の公
式に一致する。
(証明) 側面を展開すると、半径 AB、弧の長さ(=底面の円周の長さ) 2πOA
の扇形
なので、その面積は、 (1/2)×(半径)×(弧の長さ) という公式により、
S=(1/2)×AB×2πOA=πOA・AB
となる。 (証終)
さらに、母線 AB の中点 M で垂線を引き、直線 OB との交点を N とおくと、
S=2πOB・MN
が成り立つ。
(証明) △OAB∽△MNB なので、 OA : OB=MN : MB が成り立つ。
よって、 OA・MB=OB・MN である。
2MB=AB なので、 OA・AB=2OB・MN より、
S=2πOB・MN
が成り立つ。 (証終)
(参考文献 : プリトゥロ 著 松田信行 訳 幾何の論証とその指導 (東京図書))