展開図とは・立方体の展開図の見方
30秒でわかる展開図
展開図は、立体の表面を辺で切り開いて、1枚の平面に広げた図です。試験では、展開図を組み立てたときに「どの面が向かい合うか」「どの辺や点が重なるか」「模様がどう見えるか」が聞かれます。
向かい合う面
重なる辺
面の移動
立方体の展開図は、つながり方の違いで全部で11種類あります。覚えなくても、上の3つの見方で、どの形でも同じように解けます。立方体は6面なので、1つの面と向かい合う面はちょうど1枚です。この「1枚だけ」が、あとで重なる面を見つける手がかりになります。
展開図の解き方:重なる辺と面の移動
組み立てたときに1本の辺になる2本の辺を、このページでは重なる辺と呼びます。次の順に組を作ります。
- 展開図の外側のふちで、2本の辺が90°のすき間をあけて1つの点に集まっているところを全部探します。その2本が重なります(図のア〜エ)。
- そこから外側へ、となりの辺どうしも順に重なっていきます(イからたどるとキ、その先がカ)。たどった先の辺がもう別の組に入っていたら、そこで止めます。2本の手前の角がどちらも外へ出っぱった角(正方形1枚の角)のときも止めます。
- 最後に2本だけ残ったら、その2本が重なります(オ:Aの左の辺とFの下の辺)。もっと多く残る形では、面を移して確かめます。
重なる辺で面を切り離し、相手の辺に付け替えても、組み立てると同じ立方体になります。これを面の移動と呼びます。下の図では、Aを、Cの左上の角を中心に90°回してCの左へ移しています。移すと A・C・D・E が横一列になり、1つ飛ばしの AとD、CとE が向かい合うことがすぐ読めます。
模様をどちらへ回すかは、くっつく辺で決めます。Aの下の辺はCの左の辺と重なるので、移した後はAの下の辺がAの右側にきます。下にあった辺が右へくる回し方なので、上向きだった矢印は左向きになります。
試験での出方
| 地方上級 | ★★☆ | 東京都 | ★★☆ |
|---|---|---|---|
| 特別区 | ★★☆ | 国家総合職 | ★☆☆ |
| 国家一般職 | ★☆☆ | 国家専門職 | ★☆☆ |
| 市役所 | ★☆☆ | ||
地方上級・東京都・特別区でやや多く、ほかの受験先でも出ています。立方体の展開図が中心で、次に正八面体の展開図が出ます。サイコロの目の問題やほかの立体の問題(切断など)も、この単元の見方の上に立っています。
よく出るタイプ
展開図の問題は、次の5つのタイプに分けられます。カードを押すと、そのタイプの解き方に切り替わります。
- タイプ1重なる面の特定正方形が7枚・8枚あって、重なる面を探す
- タイプ2組み立てた見え方の照合模様のある展開図と見取図を比べる
- タイプ3重なる頂点の特定展開図の点Pと重なる点を探す
- タイプ4展開図の成立条件方眼紙から立方体の展開図を切り取る
- タイプ5隣り合う面と数字正八面体・立方体の面の数を使う
このほか、正十二面体・正二十面体の展開図も、国家総合職などでまれに出ます。向かい合う面は、1列に並んだ面の両端(正十二面体は4枚、正二十面体は6枚の列)で見つけます。
タイプ1重なる面の特定
展開図の解き方(重なる面の特定)
見分け方:問題文に「正方形を7枚(8枚)つなげた図」とあり、「組み立てると面が重なる」「重なり合う面の組合せ」を聞かれます。立方体の面は6枚なので、多い1枚・2枚が、どこかの面と重なります。
解き方の手順
- 1
1列に並んだ面の1つ飛ばしを探す
横や縦にまっすぐ並んだ面で、間に1枚はさんだ2枚は向かい合います。 - 2
列からはみ出た面は、回して列に入れる
90°の角のまわりに面を回して、列の続きへ移します。まっすぐ並んだ面は、5枚目が1枚目と同じ位置にきます。 - 3
同じ面と向かい合う面が2枚あれば、その2枚が重なる
1つの面と向かい合う面は1枚しかないので、2枚出てきたらその2枚は同じ位置です。
例で確かめる正方形7枚で重なる2枚
中の段に A・B・C・D が横一列、Dの上にE、Eの右にF、Aの下にGがある7枚の図です。組み立てると、どれとどれが重なるでしょうか。
- A・B・C・D は横一列なので、1つ飛ばしの AとC、BとD が向かい合います。
- Fは上の段にあるので、Dの右上の角を中心に90°回して、Dの右へ移します。
- すると A・B・C・D・F の5枚が横一列になり、C・D・F の1つ飛ばしで、CとF も向かい合います。
- Cと向かい合う面が AとF の2枚になったので、AとFが重なります。5枚がまっすぐ並ぶと、5枚目(F)は1枚目(A)と同じ位置にくる、と見ても同じです。
展開図の問題(例題1):重なる面
自分で解いてみる展開図の例題1(重なる面の特定)
選択肢を押すと、正解と解説が出ます。
下の図は、合同な正方形8枚をつないだもので、破線は折り目、実線は切り離された辺である。これを折り曲げて立方体を組み立てると、2組の面がそれぞれ重なる。重なり合う面の組合せとして正しいのはどれか。
正解は 2
AとGの組:Aを、Cの左上の角を中心に90°回してCの左へ移すと、A・C・D が横一列になり、1つ飛ばしの AとD が向かい合います。縦の D・F・G の列でも、1つ飛ばしの DとG が向かい合います。Dと向かい合う面が AとG の2枚なので、AとGが重なります。
CとHの組:横の C・D・E の列で、1つ飛ばしの CとE が向かい合います。Eを、Dの右下の角を中心に回してFの右へ、さらにFの右下の角を中心に回してGの右へ移すと、H・G・E が横一列になり、1つ飛ばしの HとE も向かい合います。Eと向かい合う面が CとH の2枚なので、CとHが重なります。正解は2です。
1の AとD、4の CとE は、向かい合う面の組です。「1つ飛ばし」の2枚を重なる面と取り違えると選んでしまいます。
タイプ2組み立てた見え方の照合
展開図の解き方(組み立てた見え方の照合)
見分け方:面に矢印・線・丸などの模様がかかれた展開図と、組み立てた立方体を斜め上から見た図(見取図)が並び、「正しい見え方はどれか」を聞かれます。逆に、見取図から正しい展開図を選ぶ問題もあります。
解き方の手順
- 1
向かい合う面を先に出す
向かい合う2面は、見取図で同時には見えません。模様のある面どうしが向かい合っていないかを確かめます。 - 2
基準の面を1つ決める
矢印のように向きのはっきりした模様の面を基準にします。 - 3
基準の面の4つの辺の先に何があるかを読む
面を移して基準の面の隣へ集めます。移した面の模様も90°回します。 - 4
見取図と比べて消す
矢印の根元の側にある面・3面が集まる角のまわりの並び順・線の通る角を1つずつ比べ、1つでも合わない見取図を消します。
例で確かめる矢印・丸・斜めの線
中の段に B・C・D・E が横一列、Bの上にA、Eの下にFがある展開図です。Aに矢印、Bに丸、Eに斜めの線があります。
- 向かい合う面は、列の1つ飛ばしで BとD、CとE です。横一列の4枚は組み立てると側面を1周するので、列の上に付いた面は上のふた、下に付いた面は底になります。付いている位置がずれていても、上のAと下のFは向かい合います。模様のある A・B・E はどの2枚も向かい合わないので、3面が一度に見えます。
- Aは Bの上の辺につながっていて、矢印は Bから離れる向きです。
- 横一列の B・C・D・E は、組み立てるとぐるりと1周して側面になり、列の両端の EとB がつながります。だから Bの左どなりはE です。
- Eの斜めの線は、Eの右上の角に向かいます。Eの右上の角は、上の面A・右どなりのB・Eの3面が集まる角です。
- 見取図にすると、上がA、右手前がB、左手前がE。矢印は Bの面と反対の左奥を指し、斜めの線は3面が集まる手前の角を通ります。
展開図の問題(例題2):見え方
自分で解いてみる展開図の例題2(組み立てた見え方の照合)
選択肢を押すと、正解と解説が出ます。
下の展開図を、模様のかかれた面が外側になるように折り曲げて立方体を作る。模様は矢印・黒い丸・斜めの線の3つで、ほかの3面には何もかかれていない。この立方体を、模様のある3面がすべて見える向きから見た図として正しいのはどれか。
正解は 4
Aを、Cの左上の角を中心に90°回してCの左へ移すと、Aの下の辺がAの右側にくる回し方なので、右向きだった矢印は上向きになります。続いてFを、Cの左下の角を中心に90°回してAの下へ移すと、Fの左の辺がFの上側にくる回し方なので、斜めの線は左上から右下への向きになります。
移した形では A・C・D・E が横一列なので、1つ飛ばしの AとD、CとE が向かい合います。Cの上のBとAの下のFも、ふたと底で向かい合います。模様のある A・E・F はどれも向かい合わないので、3面が一度に見えます。また、Aの左どなりはE(列の両端)、Aの下はFです。ここから次の3つが言えます。
- 矢印の根元の側(矢印と反対の側)にFの面がある
- 3面が集まる角のまわりを時計回りに見ると、A→F→Eの順に並ぶ(移した展開図では、Aの下にF、Aの左どなりに列の両端でつながるEがくるので、Aの左下の角のまわりを時計回りに回ると、A→F→Eの順です)
- Fの斜めの線は、A・E・Fの3面が集まる角を通る
3つとも合うのは4です(上のF→右手前のE→左手前のAと時計回りに回ると、A→F→Eの順)。1は矢印が横を向き、根元の側がEの面です。Aを移すときに矢印を回し忘れると、こう見えます。5は矢印がEの面を指しています。2は、時計回りの並びがA→E→Fと逆になっていて、正しい立方体を鏡に映した形です。3は斜めの線が3面の集まる角を通りません。Fを移すときに線を回し忘れた形です。
タイプ3重なる頂点の特定
展開図の解き方(重なる頂点の特定)
見分け方:展開図のふちに点Pと、ア〜オのような点が打ってあり、「組み立てたとき点Pと重なる点はどれか」を聞かれます。立方体の角の点(頂点)には3つの面が集まるので、展開図では1つの頂点が最大3か所に分かれています。
解き方の手順
- 1
90°の角から重なる辺をたどる
90°のすき間をはさんで1つの点に集まる2本の辺は、重なります。その外側の辺どうしも、順に重なります。 - 2
重なる2本の辺は、端どうしも重なる
前の組に近い端どうし、遠い端どうしが同じ点です。Pのある辺までたどります。 - 3
選択肢の点と照らす
たどり着いた点が選択肢にあればそれが答えです。無ければ、別の90°の角からもたどります。
例で確かめる1つの頂点が3か所に分かれる
横に4枚が1列に並び、左から3枚目の上に1枚、左端の下に1枚が付いた展開図です。列の左上の角をPとします。
- 上に出た面の左の辺と、列の2枚目の上の辺は、90°の角をはさむので重なります(ア)。
- その外側の、上に出た面の上の辺と、列の1枚目の上の辺も重なります(イ)。イの2本で、アから遠い端どうしが同じ点なので、Pは上に出た面の右上の角と重なります。
- 上に出た面の右の辺と、列の4枚目の上の辺も、90°の角をはさんで重なります(ウ)。上に出た面の右上の角は、ここで列の右上の角とも重なります。
- Pと合わせて3つの点が、立方体の1つの頂点になります。
展開図の問題(例題3):重なる頂点
自分で解いてみる展開図の例題3(重なる頂点の特定)
選択肢を押すと、正解と解説が出ます。
下の図は、正方形6枚をつないだ立方体の展開図で、上の段に3枚、下の段に3枚が並び、下の段の左端は上の段の右端の真下にある。この展開図を折り曲げて立方体を作ったとき、点Pと重なる点はどれか。
正解は 3
上の段の真ん中の正方形の下の辺と、下の段の左端の正方形の左の辺は、90°の角をはさむので重なります(図の1)。その外側の、上の段の左端の正方形の下の辺(左端がP)と、下の段の左端の正方形の下の辺も重なります(図の2)。
2の2本の辺では、1に近い端どうし(アの点と、上の段の真ん中の正方形の左下の角)が重なり、1から遠い端どうしも重なります。Pは1から遠い端なので、相手の遠い端のウと重なります。正解は3です。
アは1に近い端どうしの点で、Pとは別の頂点です。1組目の辺で止めてしまうと選びやすい選択肢です。イは、Pの1つ上の角(上の段の左上の角)と重なる点です。
タイプ4展開図の成立条件
展開図の解き方(展開図の成立条件)
見分け方:「方眼紙から6マスを切り取って立方体を作る」「立方体の展開図にならないものはどれか」のように、その形が組み立てられるかを聞かれます。必ず使うマスに網かけがしてあることが多いです。
解き方の手順
- 1
4マスが正方形に固まっていたら、ならない
4マスの真ん中の点に4つの面が集まります。立方体の頂点に集まる面は3つなので、折れません。 - 2
同じ面と向かい合う面が2枚あったら、ならない
タイプ1と同じ見方で、2枚が重なる形を探します。まっすぐ5枚並ぶ形や、1列に並んだ面の同じ側に、間を空けて2枚出た形がこれです。 - 3
どちらにも当たらなければ、なる
面を移して「4枚の列と、その上下に1枚ずつ」の形に直せれば、立方体になります。
例で確かめる3つの形を見分ける
- ア:4枚の列の、左端の上と左から3枚目の下に1枚ずつ。4枚の列は組み立てると側面を1周するので、上の1枚はふた、下の1枚は底になり、付いている位置がずれていても向かい合います。6面がそろい、立方体になります。
- イ:左上の4マスが正方形に固まっていて、真ん中の点に4つの面が集まります。ならない形です。
- ウ:上の段の A・B・C(左から)は1つ飛ばしで AとC が向かい合います。右下のFを、Eの左下の角を中心に回してCの2つ下へ移すと、縦の C・D・F の1つ飛ばしで CとF も向かい合います。Cの向かいが2枚なので、左上のAと右下のFが重なり、ならない形です。
展開図の問題(例題4):方眼紙から切り取る
自分で解いてみる展開図の例題4(展開図の成立条件)
選択肢を押すと、正解と解説が出ます。
下の図のような、横5マス・縦3マスの方眼紙がある。この方眼紙から辺でつながった6マスを切り取り、折り曲げて立方体を作る。ただし、網かけの3マス(●印)は必ず使う。どのように切り取っても、絶対に使わないマスの組合せとして正しいのはどれか。
正解は 2
下の段の網かけのマスは、すぐ上のマス(中の段の左から4番目)か、すぐ左のマス(下の段の真ん中)を通らないと、中の段の網かけの2マスとつながりません。
C:下の段の真ん中を通ってつなぐと、Cと合わせて4マスが正方形に固まるので、折れません。中の段の左から4番目を通ってつなぐと、中の段の左から2〜4番目が横一列になり、その下に、Cと網かけのマスが間を空けて2枚出ます。この3マスを、真ん中を底、両はしを左右の壁として組み立てると、両はしの下に付いた2枚は、どちらも手前の同じ面になって重なります。どちらの通り方でもだめなので、Cは使えません。
E:Cが使えないので、Eは中の段の左端を通らないとつながりません。すると中の段の左から3マス以上が横一列になり、その下に、Eと「網かけのマスか、その左のマス」が間を空けて2枚出て、同じように重なります。Eも使えません。正解は2です。
ほかのマスは使えます(解説の図の下の3つの例)。Aは、中の段の左端から右へ4マスを列にし、左端の上にA、右端の下に網かけを付けた形で使えます。BとDは、中の段の左から2〜5番目を列にし、左から4番目の上にB、下に網かけを付けた形で使えます。Fは、中の段の左から2〜4番目と、上にB、下に網かけ、その右にFを付けた形で使えます。1・5のAとBや、3のBとD、4のFは、すみや端にあって遠く見えますが、使えるマスです。
タイプ5隣り合う面と数字
正八面体の展開図の解き方(接する面と数字)
見分け方:正三角形8枚の展開図(正八面体)や、数を書いた立方体の展開図があり、「ある面と辺で接する面の数の和」「向かい合う面の数」を聞かれます。立方体のときは、はじめにの「1つ飛ばし」で向かい合う面を出します。正八面体は、1つの面に、辺で接する面が3枚、角の点だけで接する面が3枚、向かい合う面が1枚あります。
解き方の手順
- 1
向かい合う面:1列に並んだ4枚の両端
三角形がまっすぐ帯のように並んだところで、4枚目は1枚目と向かい合います(立方体の「1つ飛ばし」にあたります)。 - 2
三角形の向きで2組に分ける
展開図で頂点が上を向いた三角形と、下を向いた三角形に分けます。展開図で辺がつながった三角形はいつも向きが逆で、組み立てても同じなので、辺で接する面は必ず向きが逆の組にあります。 - 3
向きが逆の4枚から、向かい合う面を除く
残った3枚が辺で接する面です。同じ向きのほかの3枚は、角の点だけで接します。
重なる辺の目印は、立方体の90°に代わって120°の角です。正三角形の角は60°で、正八面体の1つの頂点には4枚が集まり なので、展開図で3枚が集まる点には のすき間ができます。そのすき間をはさむ2本の辺が重なります(例題の解説の図のイ)。
例で確かめる正八面体の向かい合う面
上の段に A・B・C・D、下の段に E・F・G・H が並び、EはDの真下にある展開図です。
- 上の段の A・B・C・D は4枚の帯なので、両端の AとD が向かい合います。下の段の E・F・G・H も、EとH が向かい合います。
- C・D・E・F は、斜めにまっすぐ並んだ4枚の帯です。両端の CとF が向かい合います。
- 残った BとG が向かい合います。Bは頂点が上、Gは頂点が下で、向きが逆になっています。
展開図の問題(例題5):正八面体
自分で解いてみる展開図の例題5(正八面体の接する面)
選択肢を押すと、正解と解説が出ます。
下の図は、正三角形8枚をつないだ正八面体の展開図で、各面に1から8までの数が1つずつ書いてある。これを組み立てたとき、1の面と辺で接する3つの面に書かれた数の和はどれか。
正解は 2
中の段の 1・6・2・8 は4枚の帯なので、1と向かい合うのは8です。
1は頂点が下を向いた三角形です。頂点が上を向いた三角形は 4・6・8・3 の4枚で、ここから向かい合う8を除いた 4・6・3 が、1と辺で接する面です。和は で、正解は2です。
14は、1と同じ向きの 2・7・5(角の点だけで接する面)の和です。16は、1と同じ帯に並ぶ 6・2・8 の和で、帯の上で近い面を接する面と思い込むとこの値になります。12は、展開図で1の近くにある 4・6・2 の和です。
まとめ間違いやすい点
よくある間違い
展開図で隣の面は、組み立てても隣だと思う
展開図で辺がつながっている面は組み立てても隣ですが、離れている面も、組み立てると隣になることがよくあります。列の両端(タイプ2の BとE)や、90°の角をはさむ面がそうです。逆に、展開図で近くに見えても、1つ飛ばしなら向かい合う面です。
面を移すとき、模様を回し忘れる
面を90°回して移したら、面の矢印や線も同じ向きに90°回します。位置だけ動かして模様を元の向きのまま描くと、タイプ2の選択肢1や3のような見取図を選んでしまいます。
鏡に映した形を、同じ立方体だと思う
3面が集まる角のまわりの並び順(時計回りにどの順か)が逆になった見取図は、別の立方体です。見取図でも展開図でも、同じ角のまわりを時計回りに見て、並び順を比べます。
正八面体を、立方体と同じ見方で解く
| 立方体 | 正八面体 | |
|---|---|---|
| 重なる辺の目印 | 90°の角 | 120°の角 |
| 向かい合う面 | 1列の3枚の両端(1つ飛ばし) | 1列の4枚の両端 |
| 1つの頂点に集まる面 | 3枚 | 4枚 |
時間と捨てる判断
- 重なる面・向かい合う面・正八面体の接する面は、1つ飛ばしと面の移動に慣れれば1〜2分で解けることが多いタイプです。
- 見え方の照合は、基準の面を1つ決めて、合わない見取図を消していけば短く済みます。全部の面を照合し始めると時間がかかります。
- 方眼紙から切り取る問題は、使えない候補を2つに絞ってから、成り立つ切り取り方を1つ作って確かめます。
- 2分たっても重なる辺がたどれないときは、いったん後回しにする手もあります。正十二面体・正二十面体はまれなので、立方体と正八面体に時間を使いましょう。
次にやること
次に読む単元











