表面積:展開図にひらいて面積をぜんぶ足す
表面積とは、立体の外側の面をすべて合わせた面積です。立体を展開図にひらいて、面の面積を足すと考えれば必ず求められます。直方体は向かい合う面が2枚ずつなので 2×(たて×よこ+よこ×高さ+たて×高さ)、円柱は側面(横の長さが円周の長方形)+底面の円2つです。単位は cm² など面積の単位になります。
このページで学べること
- 表面積の意味が展開図でわかる
- 直方体・立方体の表面積を計算できる
- 円柱の側面積の求め方がわかる
- 体積との違いを説明できる
前提知識
表面積の公式と考え方
- 直方体:2×(たて×よこ + よこ×高さ + たて×高さ)
- 立方体:1辺×1辺×6(正方形が6枚)
- 円柱:側面 2×半径×3.14×高さ + 底面 半径×半径×3.14×2
公式を忘れても、展開図を思い出せば作れます。直方体は「同じ形の面が2枚ずつ3種類」。たて3cm・よこ4cm・高さ5cm なら、3×4=12、4×5=20、3×5=15 の3種類が2枚ずつなので、(12+20+15)×2=94cm²です。
円柱でいちばん大切なのは側面をひらくと長方形になることです。その長方形の横の長さは底面の円周(2×半径×3.14)、たての長さは高さ。ここに底面の円を2枚足せば表面積になります。
直方体 = 2×(たて×よこ+よこ×高さ+たて×高さ) / 円柱 = 円周×高さ + 底面積×2図でイメージする(直方体の展開図)
=12 3×5
=154×5
=203×5
=15 3×4
=12
12×2 + 20×2 + 15×2
= 24 + 40 + 30
= 94cm²
例題(くわしい手順)
底面の半径が3cm、高さが10cm の円柱の表面積を求めます(円周率は3.14)。
- 側面:横の長さは円周 2×3×3.14=18.84cm。側面積=18.84×10=188.4cm²。
- 底面:3×3×3.14=28.26cm²。上下2枚で 28.26×2=56.52cm²。
- 合計:188.4+56.52=244.92cm²。
側面を「半径×高さ」と考えてしまうのがよくある失敗です。横の長さは円周だと覚えておきましょう。
表面積と体積の違い
| くらべること | 表面積 | 体積 |
|---|---|---|
| 何を表すか | 外側の面の広さ(包む紙の量) | 中身の大きさ(入る水の量) |
| 単位 | cm²・m²(2乗) | cm³・m³(3乗) |
| 3×4×5 の直方体 | 94cm² | 60cm³ |
箱を作るのに必要な紙の大きさは表面積、箱に入る砂の量は体積です。単位の「2乗・3乗」で区別できます。
よくある間違い
円柱や角柱には底面が上下2枚あります。ふたのない容器のときだけ1枚で計算します(問題文をよく読む)。
側面をひらくと長方形で、横の長さは円周 2×半径×3.14です。半径3cm・高さ10cm なら 18.84×10=188.4cm²。
表面積は面積なのでcm²です。体積の cm³ と混ぜないようにしましょう。
練習問題
まず自分で解いてから解説を開きましょう。
1辺が4cm の立方体の表面積を求めなさい。
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答え:96cm²
1面は 4×4=16cm²。正方形が6枚なので 16×6=96cm² です。
たて2cm・よこ3cm・高さ4cm の直方体の表面積を求めなさい。
解答・解説を見る
答え:52cm²
(2×3+3×4+2×4)×2=(6+12+8)×2=26×2=52cm² です。
底面の半径5cm・高さ8cm の円柱の表面積を求めなさい(円周率3.14)。
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答え:408.2cm²
側面=2×5×3.14×8=251.2cm²。底面=5×5×3.14=78.5cm² が2枚で157cm²。合計 251.2+157=408.2cm² です。
表面積が150cm² の立方体の1辺の長さを求めなさい。
解答・解説を見る
答え:5cm
1面の面積は 150÷6=25cm²。25=5×5 なので1辺は5cm です。
よくある質問
Q. 表面積と体積の違いは何ですか?
表面積は立体の外側の面をすべて合わせた広さ(単位はcm²)、体積は中身の大きさ(単位はcm³)です。3×4×5の直方体なら表面積94cm²、体積60cm³になります。
Q. 円柱の側面積の求め方は?
側面をひらくと長方形になり、横の長さは底面の円周(2×半径×3.14)、たての長さは高さです。半径3cm・高さ10cmなら 18.84×10=188.4cm²です。
Q. 表面積の公式を忘れたときはどうすればいいですか?
展開図を思い出してください。面を1枚ずつ数えて面積を足せば必ず求められます。直方体なら同じ面が2枚ずつ3種類あります。
Q. ふたのない容器の表面積はどう求めますか?
底面を1枚だけ数えます。たて3cm・よこ4cm・高さ5cmなら、底面12+側面70=82cm²です(ふたがあれば94cm²)。問題文をよく読みます。
次に学ぶ内容
小学校算数〜中学数学の範囲を参照し、オリジナルに作成(実在試験問題の転載はありません)。正確性は編集・監修フローで確認しています(仕様書 第11章)。