第04讲 8.3.1 棱柱、棱锥、棱台的表面积和体积 课程标准 学习目标 ①了解棱柱、棱锥、棱台的表面积与体积的计算公式。 ②理解并掌握侧面展开图与几何体的表面积之间的关系,并能利用计算公式求几何体的表面积与体积。 1.通过阅读课本培养学生空间想象能力和抽象思维能力; 2.柱、锥、台的侧面积和体积问题是高中数学的重要内容,现就柱、锥、台的侧面积和体积的常见问题分类解析以下。对于棱柱、棱锥、棱台的表面积,多采用面积累加的方式求解; 3.特别地,若为正棱柱(锥、台),各侧面积相等,可用乘法计算;计算其体积时,关键是求底面积和高,并注意公式的运用; 知识点1:棱柱、棱锥、棱台的表面积 (1)正方体、长方体的表面积 正方体、长方体的表面积就是各个面的面积的和 长、宽、高分别为的长方体的表面积: 棱长为的正方体的表面积: . (2)棱柱、棱锥、棱台的侧面展开图 棱柱的侧面展开图为平行四边形,一边为棱柱的侧棱,另一边等于棱柱的底面周长.如图: 棱锥的侧面展开图由若干个三角形拼成如图 棱台的侧面展开图由若干个梯形拼成如图 (3)棱柱、棱锥、棱台的表面积 棱柱的表面积: 棱锥的表面积: 棱台的表面积: 知识点2:棱柱、棱锥、棱台的体积 (1)棱柱的体积 ①棱柱的高:柱体的两底面之间的距离,即从一底面上任意一点向另一底面作垂线,这点与垂足(垂线与底面的交点)之间的距离,即垂线段的长. ②棱柱的体积:柱体的体积等于它的底面积和高的乘积,即. (2)棱锥的体积 ①棱锥的高:锥体的顶点到底面之间的距离,即从顶点向底面作垂线,顶点与垂足(垂线与底面的交点)之间的距离,即垂线段的长. ②棱锥的体积:锥体的体积等于它的底面积和高的乘积的,即理解. (3)棱台的体积 ①棱台的高:台体的两底面之间的距离,即从上底面上任意一点向下底面作垂线,此点与垂足(垂线与底面的交点)之间的距离,即垂线段的长 ②棱台的体积:(,分别为上下底面面积,为台体的高) 题型01 棱柱的表面积 【典例1】(2024·全国·高一假期作业)某几何体为棱柱或棱锥,且每个面均为边长是2的正三角形或正方形,给出下面4个值:①;②24;③;④.则该几何体的表面积可能是其中的( ) A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.①②③④ 【答案】D 【详解】当该几何体为正四面体时,其表面积为. 当该几何体为正四棱锥时,其表面积为. 当该几何体为正三棱柱时,其表面积为. 当该几何体为正方体时,其表面积为. 故选:D. 【典例2】(2023下·全国·高一专题练习)棱柱中,底面三角形的三边长分别为3、4、5,高为().过三条侧棱中点的截面把此三棱柱分为两个完全相同的三棱柱,用这两个三棱柱拼成一个三棱柱或四棱柱,小明尝试了除原三棱柱之外的所有情形,发现全面积都比原三棱柱的全面积小,则a的取值范围是 . 【答案】 【详解】由题知,原三棱柱是直三棱柱,设底面是以为直角顶点的直角三角形,且,,, 设棱、、的中点分别为、、. 原三棱柱的全面积(). 由题意,将原三棱柱分为两个完全相同的三棱柱,记为直三棱柱和直三棱柱,如图所示: 当拼成一个三棱柱时,有两种情况,如图①和②: 图①的全面积(), 图②的全面积(), 当拼成一个四棱柱时,有四种情况,如图③、④、⑤、⑥: 图③的全面积(), 图④的全面积(), 图⑤的全面积(), 图⑥的全面积(), 由上得,两个三棱柱拼成一个新的三棱柱或四棱柱的全面积最大是(), 则(),解得:, 故a的取值范围是. 【典例3】(2023上·上海·高二专题练习)已知一个正四棱柱的对角线的长是9,表面积等于144 ,求这个棱柱的侧面积(). 【答案】112或72 【详解】设底面边长、侧棱长分别为,, 则, 解得或, 所以或. 【变式1】(2023上·北京海淀·高二校考阶 ... ...
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