以下のようになります。
すると、どうでしょう^_^;;一辺が10pの立方体の中に、ダイヤモンドのような立体ができますね^_^。この図形の断面積の最も大きいところは、10
×10÷2=50p2ですから、立体の体積は
50×10÷3 =
500/3p3
です。なので、8つの三角錐の体積は
125/6p3
× 8個 ・・・(1)
です。
C上下に分割
Aの中央にある立体を上下に引き伸ばすようにして分解します。
すると、図の中央付近に8つの四角錐が現れますね^^。
D8つの四角錐の体積
8つの四角錐のかたまりを上から見ると、
一辺が10pの正方形の中に収まっていることがわかります。また、横から見ると、
高さが10/3pであることがわかりますね^^。なので、この立体の体積は
50×10/3÷3 =
500/9p3
であり、8つの四角錐の体積は
125/18p3
× 8個 ・・・(2)
です。
E上下の立体
Cの分割でできた上下の立体を8つに分解しましょう。
図形の対称性からこのうちの1つを調べれば良いと思われます。なお、この1つの立体の体積は、(1)、(2)式から、
{1000 - (500/3 +
500/9)}÷8 = 875/9p3 ・・・
(3)
であることがわかります。さて、この図形には2つの三角錐がはみ出しているのがわかりますか。高さを揃えるために下図のように移動させましょう。
このようにすると、分割された立体図形の高はすべて同じであることがわかります。さらに、上の図形をひっくり返すと、
のようになり、つなげると、
となります。上にも述べたように、これらの図形は高さが等しいので、底面だけを考察します。合同な図形を色分けすると、
となります。辺の比より
緑色の面積=水色の面積
灰色の面積=3×緑色の面積
です。このことと、(3)式より立体の体積=875/9p3だったので、
緑色の面積=水色の面積=125/18p3
灰色の面積=125/6p3
となり、結局、上下の立体の体積は
125/18p3×8×8個
= 125/18p3×64
個 ・・・(4)
125/6p3×2×8個 =
125/6p3×16
個 ・・・(5)
です。
Fまとめ
(1)、(2)、(4)、(5)より、
125/6p3
× 24個
125/18p3 × 72個
となります。