直方体と立方体の辺・面・頂点の特徴
【直方体と立方体】
6つの面がすべて長方形になっている立体を直方体という。
6つの面がすべて正方形になっている立体を立方体という。
【面と辺と頂点】
・端にある点を頂点という。
・頂点と頂点をつなぐ直線を辺という。
・辺に囲まれた図形を面という。
【例題】立方体の面の数、辺の数、頂点の数はそれぞれいくつあるか答えなさい。
立方体には、正方形の面が前・後ろ・左・右・上・下の6つあります。
立方体の1つの面には4本の辺があります。6つの面をそのまま数えると同じ辺を2回数えることになるので、\(6\times4\div2=12\)個です。
立方体には、上の面に4個、下の面に4個の頂点があるので、\(4+4=8\)個です。
立体の図の描き方:見取り図と展開図
立体を立体的に表す「見取り図」
【見取り図】
直方体や立方体などを、全体の形がわかるようにかいた図を見取り図という。
【見取り図の書き方】
(1)正面となる長方形か正方形をかく。
(2)となりあった面をかく。
(3)見えない辺を点線でかく。
立体を開いて表す「展開図」
【展開図】
直方体や立方体などを、辺にそって切り開いた図を展開図という。
立体の面や辺の平行・垂直関係
平行な面の見つけ方
【面の平行】
直方体や立方体で向かい合う面は平行の関係にある。
【面の垂直】
直方体や立方体でとなり合う面は垂直の関係にある。
【例題】次の直方体を見て、答えなさい。
これらは直方体の向かい合う面です。向かい合う面は交わらないため、平行の関係にあります。
面EFGH
面ADHE
面BCGF
これらは1本の辺BCを共有しているとなり合う面です。となり合う面は直角に交わるため、垂直の関係にあります。
垂直な辺の特徴
【辺の平行】
直方体や立方体で向かい合う辺は平行の関係にある。
【辺の垂直】
直方体や立方体でとなり合う二つの辺は垂直の関係にある。
【例題】次の直方体を見て、答えなさい。
辺EF
辺HG
どちらも同じ方向にのびていて、どこまで延長しても交わらないため、平行です。
辺CD
辺EH
辺GH
2本の辺は頂点Aで交わり、直角になっているため、垂直です。
面と辺の平行・垂直を見分ける
【面と辺の平行】
直方体や立方体で向かい合う面と辺は平行の関係にある。
【面と辺の垂直】
直方体や立方体でとなり合う面と辺は垂直の関係にある。
【例題】次の直方体を見て、答えなさい。
面EFGH
辺EFは面ABCDと交わらず、面の中のどの直線とも同じ方向になるため、面ABCDと辺EFは平行です。
辺BF
辺CG
辺DH
立体の中での位置の表し方
2次元での表し方(平面座標)
【例題】点Aを縦(0),横(0)とする。
基準となる点Aから、縦方向に2、横方向に1進んだ位置に点Bがあります。
基準となる点Aから、縦方向に4、横方向に4進んだ位置に点Cがあります。
基準となる点Aから、縦方向に2、横方向に6進んだ位置に点Dがあります。
3次元での表し方(空間座標)
【例題】点Aを縦(0),横(0),高さ(0)として、AB=4,AD=3,AE=7とする。
点Bは点AからABの方向に4進んだ位置にあるため、横の位置が4になります。縦と高さは変わらないので、縦(0)、横(4)、高さ(0)です。