유형 3 — 원기둥의 겉넓이·부피

$S = 2\pi r^2 + 2\pi rh$, $V = \pi r^2 h$
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L
반지름 $3$ cm, 높이 $7$ cm인 원기둥의 부피는?
① $21\pi$ cm³   ② $42\pi$ cm³   ③ $63\pi$ cm³   ④ $189\pi$ cm³
$V = \pi r^2 h$.
③ $63\pi$ cm³
$V = \pi \times 3^2 \times 7 = 9\pi \times 7 = 63\pi$ cm³.
⚠️ ① $21\pi$는 $\pi r h$ ($r$ 한 번만 곱한 오답). 부피는 $r^2$ (제곱).
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L
반지름 $4$ cm, 높이 $5$ cm인 원기둥의 옆넓이는?
① $20\pi$ cm²   ② $40\pi$ cm²   ③ $80\pi$ cm²   ④ $160\pi$ cm²
옆넓이 = 밑면 둘레 $\times$ 높이 = $2\pi r \times h$.
② $40\pi$ cm²
둘레 = $2\pi \times 4 = 8\pi$ cm. 옆넓이 = $8\pi \times 5 = 40\pi$ cm².
⚠️ ① $20\pi = rh \cdot \pi$는 둘레 대신 반지름 곱한 오답. 옆넓이는 둘레 $2\pi r$ $\times h$.
3
L
반지름 $2$ cm, 높이 $5$ cm인 원기둥 A가 있어요. 반지름만 두 배($4$ cm)로 늘린 원기둥 B의 부피는 A의 몇 배?
① $2$배   ② $4$배   ③ $8$배   ④ $16$배
$V = \pi r^2 h$. $r$이 $2$배면 $r^2$은 $4$배.
② $4$배
$V_A = \pi \cdot 2^2 \cdot 5 = 20\pi$. $V_B = \pi \cdot 4^2 \cdot 5 = 80\pi$.
$V_B / V_A = 80\pi / 20\pi = 4$배.
★ 일반화: 반지름 $k$배 → 부피 $k^2$배 (높이 그대로), 높이까지 $k$배면 $k^3$배.
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M
반지름 $5$ cm, 높이 $6$ cm인 원기둥의 겉넓이는?
① $30\pi$ cm²   ② $60\pi$ cm²   ③ $80\pi$ cm²   ④ $110\pi$ cm²
$S = 2\pi r^2 + 2\pi r h$ (두 밑면 + 옆넓이).
④ $110\pi$ cm²
두 밑면 = $2 \times \pi \times 5^2 = 50\pi$ cm².
옆넓이 = $2\pi \times 5 \times 6 = 60\pi$ cm².
$S = 50\pi + 60\pi = 110\pi$ cm².
⚠️ ② $60\pi$만 답하면 옆넓이만 (밑면 빠짐). 겉넓이는 두 밑면 포함.
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M
원기둥의 전개도에서 옆면 직사각형의 가로 길이는 $10\pi$ cm, 세로 길이는 $7$ cm입니다. 이 원기둥의 반지름은?
① $5$ cm   ② $7$ cm   ③ $10$ cm   ④ $10\pi$ cm
옆면 직사각형 가로 = 밑면 원 둘레 = $2\pi r$.
① $5$ cm
$2\pi r = 10\pi$ → $r = 5$ cm.
(높이 $h = 7$ cm로 활용 가능.)
⚠️ ③ $10$은 둘레를 그대로 답한 오답. 가로 = 둘레 = $2\pi r$이므로 $r$은 둘레의 $\frac{1}{2\pi}$.
3
M
반지름 $3$ cm인 원기둥의 부피가 $54\pi$ cm³일 때, 높이는?
① $3$ cm   ② $6$ cm   ③ $9$ cm   ④ $18$ cm
$V = \pi r^2 h$ → $h = V / (\pi r^2)$.
② $6$ cm
$54\pi = \pi \times 3^2 \times h = 9\pi h$ → $h = \dfrac{54\pi}{9\pi} = 6$ cm.
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H
반지름 $5$ cm인 원기둥 안에 반지름 $3$ cm인 원기둥 모양 구멍이 같은 축으로 뚫려 있어요. 전체 높이는 $10$ cm. 이 관 모양 입체의 부피는?
① $90\pi$ cm³   ② $160\pi$ cm³   ③ $250\pi$ cm³   ④ $340\pi$ cm³
큰 원기둥 부피 − 작은 원기둥 부피.
② $160\pi$ cm³
큰 원기둥: $\pi \times 5^2 \times 10 = 250\pi$ cm³.
작은 원기둥(구멍): $\pi \times 3^2 \times 10 = 90\pi$ cm³.
관 모양 부피 = $250\pi - 90\pi = 160\pi$ cm³.
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H
반지름 $3$ cm, 높이 $4$ cm인 원기둥의 옆면을 펼친 직사각형의 대각선 길이는? (단, $\pi$는 약 $1$ 단위로 처리해 직사각형 크기를 그대로 가로 $6\pi$, 세로 $4$로 사용한다고 가정하지 말고, 다음 단순 값으로 계산: 가로 $6$, 세로 $8$로 놓고 답하기 — 즉 둘레와 높이가 각각 $6, 8$인 직사각형의 대각선)
① $6$   ② $8$   ③ $10$   ④ $14$
피타고라스 정리: $c^2 = a^2 + b^2$. 3-4-5 비율 활용.
③ $10$
직사각형 가로 $6$, 세로 $8$일 때 대각선 = $\sqrt{6^2 + 8^2} = \sqrt{36+64} = \sqrt{100} = 10$.
($6, 8, 10$은 $3, 4, 5$ 두 배). 중1은 피타고라스 정리를 정식 학습 전이지만 직각삼각형 단순 값($3,4,5$)은 자주 활용.
★ 카발리에리·전개도 사고: "곡면을 펴면 평면"이라는 직관이 옆면 대각선 계산을 가능하게 함.
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H
가로 $4$ cm, 세로 $5$ cm인 직사각형을 세로(길이 $5$)를 축으로 한 바퀴 돌렸어요. 만들어지는 입체의 부피는?
① $40\pi$ cm³   ② $80\pi$ cm³   ③ $100\pi$ cm³   ④ $200\pi$ cm³
축에 평행한 변(세로 $5$) = 원기둥 높이, 축에 수직인 변(가로 $4$) = 원기둥 반지름.
② $80\pi$ cm³
축이 세로(길이 $5$)이므로 회전 결과는 반지름 $4$, 높이 $5$인 원기둥.
$V = \pi \times 4^2 \times 5 = 80\pi$ cm³.
★ Unit 11 회전체와 연결: 직사각형 → 원기둥. 회전축이 바뀌면 반지름과 높이가 교환됨에 주의.