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$1=-1$が成り立つらしい、なんで？

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高校受験対策・図形38

Q
図1のように、円すい状のライトが床からの高さ300cmの天井からひもでつり下げられている。
図1の点線は円すいの母線を延長した直線を示しており、ライトから出た光はこの点線の内側を進んで床を円形に照りしているものとする。
図2、図3は天井からつり下げたライトを示したもので、図2のライトAは底面の直径が8cm、高さが10cm、図3のライトBは底面の直径が6cm、高さが10cmの円すいの側面を用いた形状となっている。

①
ライトAをつり下げるひもの長さが100cmのとき、このライトが床を照らしてできる円の直径を求めなさい。

②
ライトをつり下げるひもの長さが$x$cmのときにこのライトが床を照らしてできる円の直径を$y$ cmとする。
$x$の変域を$50\leqq x\leqq 180$とするとき、$y$を$x$の式で表しなさい。
また、$y$の変域を求めなさい。

③
ライトAとライトBをそれぞれ天井からひもでつり下げて、ひもの長さを変えながら2つのライトが照らしてできる円の面積を調べた。
ライトをつり下げるひもの長さを$x$ cm、ライトBをつり下げるひもの長さを$\frac{x}{2}$ cmとしたとき
2つのライトを照らしてできる円の面積が等しくなるような$x$の値を求めなさい。

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数学用語チェック第6弾！空間図形の用語を確認しよう。

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点の座標に関して解説していきます。

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$\boxed{{\displaystyle 1}}$

0から9までの整数が1つずつ書かれた10枚のカードから3枚を選び,並べて3桁の自然数を作る.
ただし,同じカードは1回しか使えないとする.
百の位より十の位,十の位より一の位の数字が大きくなるような3の倍数はいくつできるか.

$\boxed{{\displaystyle 2}}$

図のように,1辺の長さが2の正方形$ABCD$と,$QR=6,PR=3,\mathrm{\angle }PRQ=90°$の$\mathrm{△}PQR$がある.
$\mathrm{△}PQR$は辺$QR$が,正方形$ABCD$は辺$BC$がそれぞれ直線$\ell$上にある.
正方形が$\ell$にそって矢印の方向に毎秒1の速さで動く.
点$C$と点$Q$が一致している時から$t$秒後の正方形と$\mathrm{△}PQR$が重なった部分の面積を$S$とするとき,次の各場合について$S$を$t$で表せ.
(1)$0\leqq t\leqq 2$のときの$S$の値.
(2)$2\leqq t\leqq 4$のときの$S$の値.
(3)$4\leqq t\leqq 6$のときの$S$の値.

$\boxed{{\displaystyle 3}}$

図のように,正四角錐$A-BCDE$があり,辺$AB$の中点を$M$とする.
底面の正方形$BCDE$の対角線$BD$と$CE$の交点を$F$とすると,$AF=8$cmである.
次の問いに答えよ.
(1)底面の正方形$BCDE$の一辺の長さが$9$cmのとき,対角線$BD$の長さは何cmか.
　 また,正四角錐$A-BCDE$の体積は何$c{m}^3$か.
(2)正四角錐$A-BCDE$を3点$M,C,E$を通る平面で2つに切り分ける.
頂点$B$を含む立体の体積を$V1c{m}^3$,頂点$B$を含まない立体の体積を$V2c{m}^3$と
　 するとき,$V1$と$V2$の体積比を最も簡単な整数比で表せ.