人教版高中数学 空间几何体的表面积和体积
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能够熟练运用柱、锥、台、球的表面积和体积公式计算一些组合体的表面积和体积; 用联系、类比的方法解决一些有关空间几体的实际问题.
一、展开图定义
一些简单的多面体可以沿着多面体的某些棱将它剪开而成平面图形,这个平面图形叫做该多面体的平面展开图. 二、特殊几何体的定义
1.直棱柱:__________的棱柱叫做直棱柱. 2.正棱柱:__________的直棱柱叫做正棱柱.
3.正棱锥:底面是_________,并且顶点在底面的_______是底面的中心的棱锥叫正棱锥. 正棱锥的性质: (1)正棱锥的侧棱相等; (2)侧面是全等的等腰三角形; (3)侧棱、高、底面构成直角三角形.
4.正棱台:正棱锥被平行于底面的平面所截,截面和底面之间的部分角正棱台. 正棱台的性质:
(1)正棱棱台的侧棱长相等 (2)侧面是全等的等腰三角形;
(3)高,侧棱,上、下底面的边心距构成直角梯形. 三、侧面积与表面积公式
1. 正棱柱、正棱锥、正棱台的侧面积与表面积公式
(1)设直棱柱高为h,底面多边形的周长为c,则直棱柱侧面积计算公式:S直棱柱侧=ch,即直棱柱的侧面积等于它的______和___的乘积.
(2)设正n棱锥的底面边长为a,底面周长为c,斜高为h′,则正n棱锥的侧面积的计算公式:
1
S正棱锥侧=
= .即正棱锥的侧面积等于它的_____和____乘积的一半.
(3)设正n棱台下底面边长为a、周长为c,上底面边长为a′、周长为c′,斜高为h′,则正n棱台的侧面积公式:S正棱台侧= = .
(4)棱柱、棱锥、棱台的表面积(或全面积)等于底面积与侧面积的和,即S表=_______+_____. 2. 圆柱、圆锥、圆台的侧面积与表面积公式 (1)S圆柱侧= (r为底面半径,l为母线长). (2)S圆锥侧= (r为底面圆半径,l为母线长).
(3)S圆台侧= (R、r分别为上、下底面半径,l为母线长).
(4)圆柱、圆锥、圆台的表面积等于它的侧面积与底面积的和,即S表=S底+S侧. (5) 若圆锥底面的半径为r,侧面母线长为l,侧面展开图扇形的圆心角为?则, ??r360 l3.由球的半径R计算球表面积的公式:S球= .即球面面积等于它的大圆面积的4倍. 四、体积 1.长方体的体积:
长方体的长、宽和高分别为a、b、c,长方体的体积V长方体=_____. 2.棱柱和圆柱的体积:
(1)柱体(棱柱、圆柱)的体积等于它的底面积S和高h的积,即V柱体=____. (2)底面半径是r,高是h的圆柱体的体积计算公式是V圆柱= . 3.棱锥和圆锥的体积:
(1)如果一个锥体(棱锥、圆锥)的底面积为S,高是h,那么它的体积V锥体= h. (2)如果圆锥的底面半径是r,高是h,则它的体积是V圆锥= . 4.棱台和圆台的体积:
(1)如果台体的上、下底面面积分别为S′、S,高是h,则它的体积是V台体= . (2)如果圆台的上、下底面半径分别是r′、r,高是h,则它的体积是V圆台= . 5.球的体积:
如果球的半径为R,那么球的体积V球= . 6.祖暅原理:幂势既同,则积不容异.
这就是说,夹在两个平行平面间的两个几何体,被平行于这两个平面的任意平面所截,如果截得的两个截面的面积总相等,那么这两个几何体的体积相等.应用祖暅原理可说明:等______、等______的两个柱体或锥体的体积相等.
7. 球面距离:在球面上,两点之间的最短连线的长度,就是经过这两点的______在这两点间的一段劣弧的长度.我们把这个弧长叫做两点的球面距离.
类型一 表面积 例1:(2014·江西九江三中高一月考)已知正四棱台的上、下底面边长分别为3和6,其侧面积等于两底面面积之和,则该正四棱台的高是( )
5
A.2 B.
2
2
7
C.3 D.
2
练习1:某四棱锥的三视图如图所示,该四棱锥的表面积是( )
A.32 C.48
B.16+162 D.16+322
练习2:若一个圆锥的轴截面是等边三角形,其面积为3,则这个圆锥的全面积是( )
A.3π B.33π C.6π D.9π 练习3:3.(2014·甘肃天水一中高一期末测试)球的表面积与它的内接正方体的表面积之比是( )
ππA. B. 34πC. D.π 2例2:(2014·陕西宝鸡园丁中学高一期末测试)用长为4,宽为2的矩形做侧面围成一个圆柱,此圆柱的轴截面面积为( )
8
A.8 B. π
42C. D. ππ
练习1:(2014·浙江理,3)某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则此几何体的表面积是( ) A.90cm2 B.129cm2 C.132cm2 D.138cm2 练习2:(2014·河南洛阳高一期末测试)已知圆锥的表面积为12πcm2,且它的侧面展开图是一个半圆,则圆锥的底面半径为( )
A.3cm
B.2cm
C.23cm D.4cm
练习3:(2014·浙江理,3)某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则此几何体的表面积是( )
A.90cm2 B.129cm2 C.132cm2 D.138cm2
练习4:(2014·陕西汉中市南郑中学高一期末测试)长方体的一个顶点上三条棱长分别是3、4、5,且它的8个顶点都在同一球面上,则这个球的表面积是________. 类型二 体积 例3:(2014·江西九江三中高一月考)正三棱锥底面三角形的边长为3,侧棱长为2,则其体积为
( )
3