(1) 以下では点E,I,Jを通る平面をπと呼ぶことにします。
πと線分DHとの交点をKとします。立方体の向かい合う面が平行であることから、三角形EFI,JDKは相似になります。するとEF:FI=JD:DKから、DK=2cmが分かります。DK=BI=2cmなので、対称性からπは辺BCと交点Lをもち、CJ=CL=3cmであることが分かります。
πと直線CGとの交点をC′、直線FGとの交点をF′、直線HGとの交点をH′とします。C′G=8cm、F′G=12cm、H′G=12cmなので、三角錐C′F′H′Gの体積は
8×12×12×1/6=192cm3
となります。また、三角錐C′CJL,F′FIE,H′HKEの体積はそれぞれ
C′CJL=3×3×2×1/6=3, F′FIE=H′HKE=4×6×6×1/6=24
となります。さて問題の立体の体積は、三角錐C′F′H′Gの体積から三角錐C′CJL,F′FIE,H′HKEの体積を引いたものなので、
192−(3+24+24)=141cm3
が答えとなります。
(2) 三角錐HEFK,EFIKの体積はそれぞれ
HEFK=24cm3, EFIK=24cm3,
となります。よって四角錐IKHFEの体積は24+24=48cm3となります。さて問題の立体の体積は、(1)で求めた図形の体積からこの四角錐の体積を引いたものなので、
141−48=93cm3が答えとなります。