【创新设计】2015高考数学(苏教理)一轮配套文档:第8篇 立体几何( 2014高考).doc
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第八篇 立体几何
第1讲 空间几何体及其表面积与体积
知 识 梳 理
1.多面体的结构特征
(1)棱柱:一般地,由一个平面多边形沿某一方向平移形成的空间几何体叫做棱柱;棱柱两个底面是全等多边形,且对应边互相平行,侧面都是平行四边形.
(2)棱锥:当棱柱的一个底面收缩为一个点时,得到的几何体叫做棱锥;棱锥底面是多边形,侧面是有一个公共顶点的三角形.
(3)棱台:棱锥被平行于底面的一个平面所截后,截面和底面之间的部分叫做棱台.
2.旋转体的结构特征
(1)将矩形、直角三角形、直角梯形分别绕它的一边、一直角边、垂直于底边的腰所在的直线旋转一周,形成的几何体分别叫做圆柱、圆锥、圆台;这条直线叫做轴,垂直于轴的边旋转而成的圆面叫做底面.不垂直于轴的边旋转而成的曲面叫做侧面,无论旋转到什么位置,这条边都叫做母线.
(2)球:半圆绕着它的直径所在的直线旋转一周所成的曲面叫做球面,球面围成的几何体叫做球体,简称球.
3.柱、锥、台和球的侧面积和体积
面 积 体 积 圆柱 S侧=2πrh V=Sh=πr2h 圆锥 S侧=πrl V=Sh=πr2h=πr2 圆台 S侧=π(r1+r2)l V=(S上+S下+)h=π(r+r+r1r2)h 直棱柱 S侧=Ch V=Sh 正棱锥 S侧=Ch′ V=Sh
续表
正棱
台 S侧=(C+C′)h′ V=(S上+S下+)h 球 S球面=4πR2 V=πR3 4.几何体的表面积
(1)棱柱、棱锥、棱台的表面积就是各面面积之和.
(2)圆柱、圆锥、圆台的侧面展开图分别是矩形、扇形、扇环形;它们的表面积等于侧面积与底面面积之和.
辨 析 感 悟
1.柱体、锥体、台体与球的面积
(1)圆柱的一个底面积为S,侧面展开图是一个正方形,那么这个圆柱的侧面积是2πS.(×)
(2)设长方体的长、宽、高分别为2a,a,a,其顶点都在一个球面上,则该球的表面积为3πa2.(×)
2.柱体、锥体、台体的体积
(3)(教材练习改编)若一个球的体积为4π,则它的表面积为12π.(√)
(4)在ABC中,AB=2,BC=3,ABC=120°,使ABC绕直线BC旋转一周所形成的几何体的体积为9π.(×)
3.柱体、锥体、台体的展开与折叠
(5)将圆心角为,面积为3π的扇形作为圆锥的侧面,则圆锥的表面积等于4π.(√)
(6)(2014·青州模拟改编)将边长为a的正方形ABCD沿对角线AC折起,使BD=a,则三棱锥D-ABC的体积为a3.(×)
[感悟·提升]
两点注意 一是求几何体的体积,要注意分割与补形.将不规则的几何体通过分割或补形将其转化为规则的几何体求解.
二是几何体展开、折叠问题,要抓住前后两个图形间的联系,找出其中的量的关系.
学生用书第102页
考点一 空间几何体的结构特征
【例1】 给出下列四个命题:
有两个侧面是矩形的棱柱是直棱柱
侧面都是等腰三角形的棱锥是正棱锥
侧面都是矩形的直四棱柱是长方体
底面为正多边形,且有相邻两个侧面与底面垂直的棱柱是正棱柱
其中不正确的命题为________.
解析
对于,平行六面体的两个相对侧面也可能是矩形,故错;对于,对等腰三角形的腰是否为侧棱未作说明(如图),故错;对于,若底面不是矩形,则错;正确.
答案
规律方法 解决该类题目需准确理解几何体的定义,要真正把握几何体的结构特征,并且学会通过举反例对概念进行辨析,即要说明一个命题是错误的,设法举出一个反例即可.
【训练1】 设有以下四个命题:
底面是平行四边形的四棱柱是平行六面体;
底面是矩形的平行六面体是长方体;
直四棱柱是直平行六面体;
棱台的相对侧棱延长后必交于一点.
其中真命题的序号是________.
解析 命题符合平行六面体的定义,故命题是正确的.底面是矩形的平行六面体的侧棱可能与底面不垂直,故命题是错误的.因为直四棱柱的底面不一定是平行四边形,故命题是错误的.命题由棱台的定义知是正确的.
答案
考点二 几何体的表面积与体积
【例2】 如图所示,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是半径为
R的圆的内接四边形,其中BD是圆的直径,ABD=60°,BDC=45°,ADP ∽△BAD.
(1)求线段PD的长;
(2)若PC=R,求三棱锥P-ABC的体积.
解 (1)BD是圆的直径,BAD=90°,
又ADP∽△BAD,=,
PDA=BAD=90°,
DP====3R.
DP的长为3R.
(2)在RtBCD中,BC=CD=BDcos 45°=R,
PD2+CD2=9R2+2R2=11R2=PC2,PD⊥CD,
又PDA=90°,AD∩CD=D,PD⊥底面ABCD,
则S△ABC=AB·BCsin(60°+45°)
=R·R=R2.
所以三棱锥P-ABC的体积为
VP-ABC=·S△ABC·
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