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文档简介
1、第第2节空间几何体的表面积与体积节空间几何体的表面积与体积 最新考纲了解球、棱柱、棱锥、台的表面积和体积的计算公式. 1.多面体的表(侧)面积 多面体的各个面都是平面,则多面体的侧面积就是所有侧面的面积之和,表面积是 侧面积与底面面积之和. 知知 识识 梳梳 理理 2.圆柱、圆锥、圆台的侧面展开图及侧面积公式 圆柱圆锥圆台 侧面 展开 图 侧面 积公 式 S圆柱侧_S圆锥侧_ S圆台侧 _ 2rlrl (r1r2)l 3.柱、锥、台和球的表面积和体积 Sh 4R2 常用结论与微点提醒 1.长方体的外接球 2.正方体的外接球、内切球及与各条棱相切的球 3.正四面体的外接球与内切球(正四面体可以看
2、作是正方体的一部分) 诊 断 自 测 1.思考辨析(在括号内打“”或“”) (1)锥体的体积等于底面面积与高之积.() (2)球的体积之比等于半径比的平方.() (3)台体的体积可转化为两个锥体的体积之差.() 解析(1)锥体的体积等于底面面积与高之积的三分之一,故不正确. (2)球的体积之比等于半径比的立方,故不正确. 答案(1)(2)(3)(4) 2.已知圆锥的表面积等于12 cm2,其侧面展开图是一个半圆,则底面圆的半径为() 解析S表r2rlr2r2r3r212,r24,r2(cm). 答案B 3.(2017浙江卷)某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm3
3、) 是() 答案A 4.(2016全国卷)体积为8的正方体的顶点都在同一球面上,则该球的表面积为() 答案A 6.(2016浙江卷)某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的表面积是 _cm2,体积是_cm3. 解析由三视图可知,该几何体为两个相同长方体组合,长方体的长、宽、高分别 为4 cm、2 cm、2 cm,其直观图如下: 其体积V222432(cm3),由于两个长方体重叠部分为一个边长为2的正方 形,所以表面积为S2(222244)2222(832)872(cm2). 答案7232 考点一空间几何体的表面积 【例1】 (1)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积等于()
4、 A.17 B.18C.20 D.28 解析(1)由三视图知,该几何体是一个直四棱柱,上、下底面为直角梯形,如图所示. (2)由题知,该几何体的直观图如图所示,它是一个球(被过球心O且 互相垂直的三个平面) 答案(1)B(2)A 规律方法空间几何体表面积的求法. (1)以三视图为载体的几何体的表面积问题,关键是分析三视图确定几何体中各元 素之间的位置关系及数量. (2)多面体的表面积是各个面的面积之和;组合体的表面积注意衔接部分的处理. (3)旋转体的表面积问题注意其侧面展开图的应用. 【训练1】 (1)(2016全国卷)如图所示,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画 出的是某多面体的三视图,
5、则该多面体的表面积为() (2)(2017全国卷)某多面体的三视图如图所示,其中正视图和侧视图都由正方形 和等腰直角三角形组成,正方形的边长为2,俯视图为等腰直角三角形.该多面体的 各个面中有若干个是梯形,这些梯形的面积之和为() A.10 B.12 C.14 D.16 答案(1)B(2)B 考点二空间几何体的体积 【例2】 (1)(一题多解)(2017全国卷)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线 画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分后所得, 则该几何体的体积为() A.90 B.63C.42 D.36 (2)(2016浙江卷)如图,在ABC中,ABBC2,ABC1
6、20. 若平面ABC外的点P和线段AC上的点D,满足PDDA,PBBA, 则四面体PBCD的体积的最大值是_. 解析(1)法一(割补法)由几何体的三视图可知,该几何体是一 个圆柱被截去上面虚线部分所得,如图所示. 规律方法空间几何体体积问题的常见类型及解题策略 (1)若所给定的几何体是可直接用公式求解的柱体、锥体或台体,则可直接利用公 式进行求解. (2)若所给定的几何体的体积不能直接利用公式得出,则常用转换法、分割法、补 形法等方法进行求解. (3)若以三视图的形式给出几何体,则应先根据三视图得到几何体的直观图,然后 根据条件求解. (2)(2015浙江卷改编)某几何体的三视图如图所示(单位
7、:cm),则该几何体的体积是 _cm3. (2)由三视图可知该几何体是由棱长为2 cm的正方体与底面边长为2 cm正方形、 高为2 cm的正四棱锥组成. 考点三多面体与球的切、接问题(变式迁移) 解析由ABBC,AB6,BC8,得AC10. 要使球的体积V最大,则球与直三棱柱的部分面相切,若球与三个侧面相切,设底 面ABC的内切圆的半径为r. 答案B 【变式迁移1】 若本例中的条件变为“直三棱柱ABCA1B1C1的6个顶点都在球O的 球面上”,若AB3,AC4,ABAC,AA112,求球O的表面积. 解将直三棱柱补形为长方体ABECA1B1E1C1, 则球O是长方体ABECA1B1E1C1的外
8、接球. 体对角线BC1的长为球O的直径. 【变式迁移2】 若本例中的条件变为“正四棱锥的顶点都在球O的球面上”,若该 棱锥的高为4,底面边长为2,求该球的体积. 解如图,设球心为O,半径为r, 规律方法空间几何体与球接、切问题的求解方法 (1)与球有关的组合体问题,一种是内切,一种是外接.球与旋转体的组合通常是作 它们的轴截面解题,球与多面体的组合,通过多面体的一条侧棱和球心,或“切 点”、“接点”作出截面图,把空间问题化归为平面问题. (2)若球面上四点P,A,B,C中PA,PB,PC两两垂直或三棱锥的三条侧棱两两垂 直,可构造长方体或正方体确定直径解决外接问题. 【训练3】 (1)(2017全国卷)已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径
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