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立方体の切断 — 切り口はどんな形になる?

立方体を、3つの点を通る平面で切ると、切り口(断面)にはいろいろな形があらわれます。このページでは代表的な9つのパターンを図で紹介します。どの図も「3Dで動かす」を押すと、同じ切り方をアプリで再現して、好きな角度から見たり、展開図を出したりできます。

切り口の形 9パターン

黒い点が、平面が通る3つの点です。

正三角形

1つの頂点に集まる3本の辺の、反対側の端(3つの頂点)を通る平面で切ります。切り口の3辺はどれも面の対角線なので、長さが等しくなります。

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二等辺三角形

頂点に集まる3本の辺のうち、2本は端の頂点、残り1本は真ん中の点を通ります。等しい2辺ができます。

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正方形

底面に平行な平面で切ると、切り口は底面と同じ正方形になります。

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長方形

向かい合う2本の辺(ねじれていない平行な辺)を通る平面で切ります。たて1、よこが面の対角線の長方形になります。

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ひし形

向かい合う2つの頂点(立方体の対角線の両端)と、辺の真ん中の点を通ります。4辺の長さが等しくなります。

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平行四辺形

向かい合う2つの頂点と、辺の3等分点を通ります。真ん中の点からずらすと、ひし形がくずれて平行四辺形になります。

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等脚台形

上の面の2本の辺の真ん中と、下の面の頂点を通ります。上の面と下の面は平行なので、切り口の上の辺と下の辺も平行になります。

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五角形

上の面の2本の辺の真ん中と、そこからいちばん遠い下の頂点を通ります。5つの面を通るので五角形になります(正五角形にはなりません)。

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正六角形

3本の辺の真ん中を通る平面で切ると、6つの面すべてを通り、6本の辺の真ん中を結ぶ正六角形になります。

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切り口を作図する3つのルール

  1. 同じ面の上の2点は、まっすぐ結ぶ
    切り口の線は、立方体の面の上にしかできません。同じ面にある2点は直線で結べば、それが切り口の辺になります。
  2. 平行な面には、平行な線ができる
    向かい合う面(たとえば上の面と下の面)にできる切り口の線は、必ず平行になります。これを使うと、残りの辺が見つけられます。
  3. 辺をのばして、交わる点を探す
    同じ面に2点がないときは、切り口の線や立方体の辺を外側にのばして交点を作り、その点を手がかりにします。

よくある質問

立方体の切り口は最大で何角形?
六角形です。切り口の辺は1つの面に1本までしかできず、立方体の面は6つなので、七角形以上にはなりません。
正五角形の切り口はできる?
できません。五角形の切り口はできますが、向かい合う面の辺が平行になるため、正五角形にはなりません。
切り口が正六角形になるのはどんなとき?
立方体の中心を通り、対角線(向かい合う頂点を結ぶ線)に垂直な平面で切ったときです。6本の辺の真ん中を通ります。
直角三角形の切り口はできる?
できません。頂点のまわりを切る三角形の切り口は、角がすべて90°より小さい(鋭角三角形)になります。

自分で切ってみよう

アプリでは、頂点をクリックしたり「辺を3等分」したりして、好きな3点を通る平面で切れます。切り口の形の名前・辺の長さ・面積も自動で表示されます。

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