2024/9/23

立方体の表面積/体積計算

立方体とは

立方体とは、直方体の6面の全てが正方形のものです。正六面体と呼ばれます。

下の図は、1辺の長さがaの立方体です。

立方体

以下は、立方体の展開図の例です。

1辺の長さがaの正方形が6個あることがわかります。

立方体の展開図

表面積と体積を求める公式

表面積と体積は、以下の公式で計算できます。

表面積は、1辺の長さがa正方形面積の6倍で計算できます。

	表面積=6a2

体積は、「長さ×幅×高さ」で計算できます。立方体の場合、長さと幅と高さが全て同じaなので、aの3乗で計算することができます。

	体積=a3

Javaソースコード

ここでは、キーボードから立方体の1辺の長さを入力して、表面積と体積を表示するプログラムを紹介します。

AreaofCube1.java

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import java.util.Scanner;

public class AreaofCube1 {
	public static void main( String[] args ) {
		double a;	// 1辺の長さ
		double area;	// 表面積
		double volume;	// 体積

		// キーボード入力
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);

		// 1辺の長さを入力
	        System.out.print( "1辺の長さ:" );
		a = scanner.nextDouble();

		// 立方体の表面積計算 (6*a*a)
		area = 6.0 * a * a;

		// 立方体の体積計算 (a*a*a)
		volume = a * a * a;

		// 立方体の表面積を表示
		System.out.println( "立方体の表面積:" + area );

		// 立方体の体積を表示
		System.out.println( "立方体の体積:" + volume );
	}
}

コンパイル ソースコードが「ANSI」の場合

C:\talavax\javasample>javac -encoding sjis AreaofCube1.java

コンパイル ソースコードが「UTF-8」の場合

C:\talavax\javasample>javac AreaofCube1.java

実行

C:\talavax\javasample>java AreaofCube1

実行結果

1辺の長さ:5
立方体の表面積:150.0
立方体の体積:125.0

立方体の1辺の長さ5をキーボードから入力して表面積と体積を計算した結果です。

ここからは、このソースコードを上から順番に解説していきます。

001
import java.util.Scanner;

Javaクラスライブラリの中から「java.util.Scanner」というパッケージにあるクラスを、このプログラム内で使うために記述します。 この記述により、Scannerクラスが利用できるようになります。これでキーボードから値の入力が行えるようになります。

003
public class AreaofCube1 {

クラス名を、AreaofCube1としています。

004
	public static void main( String[] args ) {

このmainメソッドからプログラムを実行します。

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		double a;	// 1辺の長さ
		double area;	// 表面積
		double volume;	// 体積

このプログラムで使う変数を宣言しています。

009
010
		// キーボード入力
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);

Scannerクラスを作成しています。

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		// 1辺の長さを入力
	        System.out.print( "1辺の長さ:" );
		a = scanner.nextDouble();

キーボードから入力した立方体の1辺の長さをdouble型変数aに代入します。入力した値が数値で無い場合、エラーを表示してプログラムを強制終了します。

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		// 立方体の表面積計算 (6*a*a)
		area = 6.0 * a * a;

立方体表面積を計算した値をdouble型変数areaに代入しています。

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		// 立方体の体積計算 (a*a*a)
		volume = a * a * a;

立方体の体積を計算した値をdouble型変数volumeに代入しています。

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023
		// 立方体の表面積を表示
		System.out.println( "立方体の表面積:" + area );

立方体表面積計算結果をコンソール出力しています。

025
026
		// 立方体の体積を表示
		System.out.println( "立方体の体積:" + volume );

立方体の体積計算結果をコンソール出力しています。

Javaソースコード(計算部分をメソッドにしたもの)

次に、立方体表面積と体積を計算する処理をメソッドにしたJavaソースコードを紹介します。

AreaofCube2.java

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import java.util.Scanner;

public class AreaofCube2 {
	// 立方体の表面積を求めるメソッド
	// a : 1辺の長さ
	private static double calc_AreaofCube( double a )
	{
		double area;

		// 立方体の表面積計算 (6*a*a)
		area = 6.0 * a * a;

		return area;
	}

	// 立方体の体積を求めるメソッド
	// a : 1辺の長さ
	private static double calc_VolumeofCube( double a )
	{
		double volume;

		// 立方体の体積計算 (a*a*a)
		volume = a * a * a;

		return volume;
	}

	// メイン
	public static void main( String[] args ) {
		double a;	// 1辺の長さ
		double area;	// 表面積
		double volume;	// 体積

		// キーボード入力
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);

		// 1辺の長さ
	        System.out.print( "1辺の長さ:" );
		a = scanner.nextDouble();

		// メソッドを呼んで立方体の表面積計算
		area = calc_AreaofCube( a );

		// メソッドを呼んで立方体の体積計算
		volume = calc_VolumeofCube( a );

		// 立方体の表面積を表示
		System.out.println( "立方体の表面積:" + area );

		// 立方体の体積を表示
		System.out.println( "立方体の体積:" + volume );
	}
}

コンパイル ソースコードが「ANSI」の場合

C:\talavax\javasample>javac -encoding sjis AreaofCube2.java

コンパイル ソースコードが「UTF-8」の場合

C:\talavax\javasample>javac AreaofCube2.java

実行

C:\talavax\javasample>java AreaofCube2

実行結果

1辺の長さ:5
立方体の表面積:150.0
立方体の体積:125.0

立方体の1辺の長さ5をキーボードから入力して表面積と体積を計算した結果です。

出力結果は、AreaofCube1.javaと同じです。

それでは、このソースコードを上から順番に解説していきます。

001
import java.util.Scanner;

Javaクラスライブラリの中から「java.util.Scanner」というパッケージにあるクラスを、このプログラム内で使うために記述します。 この記述により、Scannerクラスが利用できるようになります。これでキーボードから値の入力が行えるようになります。

003
public class AreaofCube2 {

クラス名を、AreaofCube2としています。

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	// 立方体の表面積を求めるメソッド
	// a : 1辺の長さ
	private static double calc_AreaofCube( double a )
	{
		double area;

		// 立方体の表面積計算 (6*a*a)
		area = 6.0 * a * a;

		return area;
	}

引数とした与えられた半径rと円周率球の表面積を計算して戻すメソッドです。

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	// 立方体の体積を求めるメソッド
	// a : 1辺の長さ
	private static double calc_VolumeofCube( double a )
	{
		double volume;

		// 立方体の体積計算 (a*a*a)
		volume = a * a * a;

		return volume;
	}

引数とした与えられた半径rと円周率で球の体積を計算して戻すメソッドです。

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	// メイン
	public static void main( String[] args ) {

このmainメソッドからプログラムを実行します。

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		double a;	// 1辺の長さ
		double area;	// 表面積
		double volume;	// 体積

このプログラムで使う変数を宣言しています。

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035
		// キーボード入力
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);

Scannerクラスを作成しています。

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039
		// 1辺の長さ
	        System.out.print( "1辺の長さ:" );
		a = scanner.nextDouble();

キーボードから入力した立方体の1辺の長さをdouble型変数aに代入します。入力した値が数値で無い場合、エラーを表示してプログラムを強制終了します。

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042
		// メソッドを呼んで立方体の表面積計算
		area = calc_AreaofCube( a );

calc_AreaofCubeメソッド立方体表面積を計算した値をdouble型変数areaに代入しています。

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045
		// メソッドを呼んで立方体の体積計算
		volume = calc_VolumeofCube( a );

calc_VolumeofCubeで立方体の体積を計算した値をdouble型変数volumeに代入しています。

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048
		// 立方体の表面積を表示
		System.out.println( "立方体の表面積:" + area );

立方体表面積コンソール出力しています。

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051
		// 立方体の体積を表示
		System.out.println( "立方体の体積:" + volume );

立方体の体積をコンソール出力しています。

以上です。

面積計算のコンテンツ

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