유형 7 · 난이도 H ★★★

반지름이 같은 원뿔·구·원기둥 (높이 모두 \(= 2r\))에서
구의 부피가 \(32\pi\) cm³입니다.
같은 조건의 원뿔과 원기둥의 부피는?

  • ① 원뿔 \(16\pi\), 원기둥 \(48\pi\) cm³
  • ② 원뿔 \(\dfrac{32}{3}\pi\), 원기둥 \(48\pi\) cm³
  • ③ 원뿔 \(16\pi\), 원기둥 \(64\pi\) cm³
  • ④ 원뿔 \(\dfrac{32}{3}\pi\), 원기둥 \(32\pi\) cm³
잠깐 생각해 봐요 🤔 원뿔:구:원기둥 = 1:2:3 관계를 거꾸로 이용해요.
구 = 32π → 원뿔 = 32π ÷ 2, 원기둥 = 32π × (3/2)
Step 1 / 2
1:2:3 비율을 역산에 활용해요
원뿔:구:원기둥 = 1:2:3 → 구를 기준으로 나머지를 구할 수 있어요.
📖 용어 노트 | 기둥 부피: (밑넓이)×h  ·  뿔 부피: (밑넓이)×h×(1/3)  ·  구 겉넓이: 4πr²  ·  구 부피: (4/3)πr³  ·  모선(l): 원뿔의 꼭짓점에서 밑면 원의 둘레까지 이은 선분  ·  원뿔 겉넓이: πrl+πr² (옆면+밑면)

비율 관계 정리

원뿔비율 1
구비율 2
원기둥비율 3
1
구:원뿔 = 2:1 → 원뿔 = 구 × \(\dfrac{1}{2}\)
2
구:원기둥 = 2:3 → 원기둥 = 구 × \(\dfrac{3}{2}\)
Step 2 / 2
구 = 32π를 대입해요
구의 부피 \(32\pi\)에 비율을 곱해서 원뿔과 원기둥을 구해요.
📖 용어 노트 | 기둥 부피: (밑넓이)×h  ·  뿔 부피: (밑넓이)×h×(1/3)  ·  구 겉넓이: 4πr²  ·  구 부피: (4/3)πr³  ·  모선(l): 원뿔의 꼭짓점에서 밑면 원의 둘레까지 이은 선분  ·  원뿔 겉넓이: πrl+πr² (옆면+밑면)

원뿔과 원기둥 계산

1
원뿔 \(= 32\pi \times \dfrac{1}{2} = 16\pi\) cm³
2
원기둥 \(= 32\pi \times \dfrac{3}{2} = 48\pi\) cm³
⚠ 자주 나오는 오답 분석
• ② 원뿔 \(\dfrac{32}{3}\pi\): 구 부피 \(\dfrac{4}{3}\pi r^3 = 32\pi\)에서 \(r^3\)만 구해서 \(\dfrac{1}{3}\pi r^3 \cdot 2r\)을 직접 계산한 경우. 비율 활용이 더 빠르고 안전해요.
• ③ 원기둥 \(64\pi\): 원기둥 = 구 × 2로 잘못 계산 (3:2가 아님)
정답
① 원뿔 16π, 원기둥 48π cm³

풀이 흐름 정리

1원뿔:구:원기둥 = 1:2:3 비율 사용
2원뿔 \(= 32\pi \times \dfrac{1}{2} = 16\pi\) cm³
3원기둥 \(= 32\pi \times \dfrac{3}{2} = 48\pi\) cm³
💡 1:2:3 비율 역산 활용법
구 → 원뿔: ×(1/2)  |  구 → 원기둥: ×(3/2)
원기둥 → 원뿔: ×(1/3)  |  원기둥 → 구: ×(2/3)