高二暑期文.第5讲 空间几何体的概念与结构 删解析

1、.空间几何体的概念与构造第5讲满分晋级 立体几何2级平面性质与空间中的平行关系立体几何3级空间中的垂直关系立体几何1级空间几何体的概念与构造5.1空间几何体的基本元素知识点睛1几何体：只考虑形状与大小，不考虑其它因素的空间部分叫做一个几何体，比方长方体，球体等2构成几何体的根本元素：点、线、面<老师备案>用运动的观点理解空间根本图形间的关系：在几何中，可以把线看成点运动的轨迹，点动成线；把面看成线运动的轨迹，线动成面；把几何体看成面运动的轨迹经过的空间部分，面动成体<老师备案>立体几何中的平面与我们平时看见的平面是有区别的，立体几何里的平面是理想化的，绝对平且无限延展的

2、，它是点的集合立体几何中的平面与平面几何中的平面图形是有区别的，它无大小之分，无形状，无边沿，无厚度，不可度量我们通常画平行四边形表示平面，它表示的是整个平面，没有边沿，一般把这个平行四边形的锐角画成，并将横边的长度画成邻边的两倍画两个相交平面时，当一个平面的一部分被另一部分遮住时，应把被遮住的部分画成虚线或不画，以增加立体感有时根据需要我们也可以用其它平面图形来表示一个平面，如用三角形，圆等3多面体：由假设干个平面多边形所围成的封闭的几何体凸多面体：把一个多面体的任意一个面延展成平面，假如其余的各面都在这个平面的同一侧，那么这样的多面体就叫做凸多面体截面：一个几何体和一个平面相交所得的平面图

3、形包括它的内部，叫做这个几何体的截面<老师备案>在立体几何中，辅助线并不总是虚线，而是根据实际情况，能看到的用实线，被遮住的用虚线，以增强立体感，更好地配合空间想象例：按照要求完成下面两个相交平面的作图，图中表示两个平面的交线：经典精讲考点1：空间几何体根本元素的认识<老师备案>例1的目的是希望学生通过平面图形到空间图形，通过空间图形到平面图形来对空间几何体有一个初步的认识【例1】 下面四个平面图形中，每个小四边形皆为正方形，其中不能沿两个正方形相邻边折叠成一个正方体的图形是 A B C D如图，一个封闭的立方体，它的六个外表各标有，这六个字母之一，现放置成如图的三种不

4、同的位置，那么字母，对面的字母分别是_如图，模块均由4个棱长为1的小正方体构成，模块由15个棱长为1的小正方体构成，现从模块中选出3个放到模块上，使得模块成为一个棱长为3的大正方体，那么可以完成任务的模块为_【解析】 C 或5.2多面体的结构特征知识点睛1棱柱：<老师备案> 以运动的观点来看：棱柱可以理解为由一个平面多边形沿某一确定方向平移形成的空间几何体特殊直棱柱：底面是正多边形的直棱柱叫正棱柱特殊的四棱柱：棱柱侧面积全面积体 积每个侧面的面积之和 <老师备案>祖暅原理：幂势既同，那么积不容异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，假如截得的

5、两个截面的面积总相等，那么这两个几何体的体积相等经典精讲考点2：棱柱的根本概念【例2】 以下关于棱柱的命题，其中真命题的序号是_ 棱长相等的直四棱柱是正方体； 有两个面平行，其余各面都是平行四边形的几何体叫做棱柱； 假设有两个侧面垂直于底面，那么该四棱柱为直四棱柱； 假设两个过相对棱的截面都垂直于底面，那么该四棱柱为直四棱柱； 假设侧面两两全等，那么该四棱柱为直四棱柱； 假设四棱柱的四条体对角线两两相等，那么该四棱柱为直四棱柱； 假设底面是正方形，且有两个侧面垂直于底面，那么该四棱柱为正四棱柱； 假设每个侧面都是全等的矩形，那么该四棱柱为正四棱柱； 假设底面是正方形，且有一个顶点处的三条棱两两

6、垂直，那么该四棱柱为正四棱柱； 假设底面是正方形，且有两个侧面是矩形，那么该四棱柱为正四棱柱考点3：棱柱的构造与性质【例3】 正方体的对角线长为，那么侧面对角线长是 一个长方体共一个顶点的三个面的面积分别为，这个长方体的对角线长为_【解析】 D；尖子班学案1【拓2】 长方体中共点的三条棱长分别为，分别过这三条棱中的一条及其对棱的对角面的面积分别记为，那么ABCD【解析】 D；知识点睛2棱锥：<老师备案>以运动的观点来看：棱锥可以理解为当棱柱的一个底面收缩为一个点时，得到的几何体正棱锥的各个侧面都是全等的等腰三角形，它们底边上的高都相等，称为正棱锥的斜高正四面体：各棱长都相等的正三棱

7、锥本讲最后有正多面体的剪纸，老师可以引导学生自己动手折<老师备案>正棱锥的性质很多，要特别注意的是：平行于底面的截面的性质：假如一个棱锥被平行于底面的一个平面所截，那么：棱锥的侧棱和高被这个平面分成的线段成比例所得的截面和底面是对应边互相平行的相似正多边形截面面积和底面面积的比，等于从顶点到截面和从顶点到底面的间隔 平方的比，即等于截得的棱锥与棱锥的高的平方比有关正棱锥的计算问题，要抓住四个直角三角形：正棱锥的高、侧棱及其在底面的射影、斜高及其在底面的射影、底面边长的一半可组成四个直角三角形，即右图，这是解决正棱锥计算问题的根本根据，必须结实掌握棱锥侧面积全面积体 积各侧面积之和&

8、lt;老师备案>棱锥的体积公式的理解：任何一个棱锥都可以分成一些三棱锥，从而只需考虑三棱锥的体积即可，任何一个三棱锥，我们都可以选定其中一条棱，把底面沿着该棱平移形成一个棱柱如图，三棱锥可以得到三棱柱，而在三棱柱中连接，可知此时棱柱被分为了三个三棱锥，而通过转换顶点和底面，可知：即分成的三个三棱锥体积一样，从而可知三棱锥的体积为等底面积等高的棱柱体积的三分之一从而对于底面积和高都相等的棱锥和棱柱，有经典精讲考点4：棱锥的根本概念【例4】 以下关于棱锥的命题，其中真命题的序号是_ 棱锥被平面分成的两部分不可能都是棱锥； 有一个面是多边形，其余各面都是三角形的几何体是棱锥； 棱锥的高线可能在

9、几何体之外； 假设底面为正多边形，那么该棱锥为正棱锥； 假设各侧棱都相等，那么该棱锥为正棱锥； 假设各侧面都是等腰三角形，那么该棱锥为正棱锥；【备选】 假设各侧面与底面都是全等的正三角形，那么该棱锥为正棱锥； 假设底面是正三角形，各侧面都是等腰三角形，那么该棱锥为正棱锥 假设各侧面都是全等的等腰三角形，那么该棱锥为正棱锥【解析】 正确； 不正确； 不正确考点5：正棱锥的构造与性质进步班学案1【铺1】 正四棱锥的斜高为，侧棱长为，求中截面即过高线的中点且平行于底面的截面的面积【例5】 正三棱锥的高，斜高，求经过的中点且平行于底面的截面的面积，并求尖子班学案2【拓2】 棱锥的底面积是，平行于底面的

10、截面面积是，棱锥顶点在截面和底面上的射影分别是、，过的三等分点作平行于底面的截面，求各截面的面积【解析】 两截面的面积分别为和目的班学案1【拓3】 2019年清华自主招生在正四棱锥中，分别为侧棱的中点，那么四面体的体积与四棱锥的体积之比为 ABCD【解析】 C知识点睛3棱台：正棱台：由正棱锥截得的棱台正棱台的各个侧面都是全等的等腰梯形，这些等腰梯形的高叫做棱台的斜高右图为一个正三棱台，记为棱台，侧棱，延长后必交于一点为上下底面的中心，它们的连线是棱台的高，是棱台的斜高<老师备案>有关正棱台的计算问题，应抓住三个直角梯形、两个直角三角形：即正棱台的两底面中心的连线、相应的边心距、相应

11、的外接圆半径，侧棱，斜高，两底面边长的一半，组成三个直角梯形梯形，和两个直角三角形，例：判断以下说法是否正确 有两个面互相平行，其余四个面都是等腰梯形的六面体是棱台； 用一个平面去截棱锥，棱锥底面和截面之间的部分是棱台； 上、下底面为相似的正多边形的棱台一定是正棱台名称侧面积全面积体 积棱台棱台各侧面面积之和 正棱台表中分别表示上、下底面周长，表示高，表示斜高经典精讲考点6：正棱台的构造与性质【例6】 正四棱台的侧棱长为，两底面边长分别是和，它的外表积和体积分别为_正六棱台的上，下底面的边长和侧棱长分别为，那么它的高和斜高分别为 【解析】 外表积为，体积为进步班学案2【拓1】如图，正三棱台的侧

12、棱长为，分别是上下底面的中心，为斜高，上下底面面积比为，求这个棱台的上下底面边长【解析】 6，12；5.3旋转体的结构特征知识点睛1圆柱、圆锥和圆台：名称圆柱圆锥圆台即表中、分别表示母线长、高，表示圆柱、圆锥的底面半径，、分别表示圆台上、下底面半径例：判断以下命题的正误：用一个平面去截一个圆柱，截出的面一定是圆；用一个平面去截圆锥，截出的面一定是三角形；经典精讲考点7：旋转体的构造与性质【例7】 用一个平行于圆锥底面的平面截这个圆锥，截得圆台上下底面半径的比是，截去的圆锥的母线长是，求圆台的母线长假如一个圆锥的底面半径为3，侧面积为，那么此圆锥的母线与轴的夹角等于 ；圆台的一个底面周长是另一个

13、底面周长的倍，轴截面的面积等于，母线与底面的夹角是，求这个圆台的母线长【例8】 圆台的上下底面半径分别是、，且侧面面积等于两底面面积之和，求该圆台的母线长有一个轴截面是边长为的正方形的圆柱，将它的内部挖去一个与它同底等高的圆锥，求余下来的几何体的外表积与体积如图，在四边形中，求四边形绕旋转一周所成几何体的外表积及体积 外表积为体积为目的班学案2【拓3】 如下图，等腰梯形的上底，下底，底角，现绕腰旋转一周，求所得的旋转体的体积【解析】 所得的旋转体的体积为知识点睛2球与球面：<老师备案>球面也可看做空间中到一个定点的间隔 等于定长的点的集合，球体可以看成到空间中一个定点的间隔 小于等

14、于定长的点的集合<老师备案>纬线与纬度：赤道是一个大圆，它是纬线，其它纬线是由与赤道面平行的平面截球所得到的小圆，某地的纬度就是经过该点的球半径与该半径在赤道面上的正投影所成的角的度数如图：圆是赤道面，圆是纬线圈，点的纬度就等于的度数，也等于的度数经线与经度：经线是地球外表上从北极到南极的半个大圆，在同一条经线上的点的经度都相等，如图点的经度与点的经度相等，在地球上确立了一条经线为本初子午线经线 任意点的经度就定义为经过它的经线与本初子午线在同一个纬线圈上的交点与该纬线圈的圆心连线所成的角以后能证明，这样的角必然相等，定义是合理的如图，假如经过的经线是本初子午线，那么点的经度就等于

15、的度数，也等于的度数<老师备案>球面与球体是两个不同的概念，要注意它们的区别与联络球面的概念可以用集合的观点来描绘球面是由点组成的，球面上的点有什么共同的特点呢？与定点的间隔 等于定长的所有点的集合轨迹叫球面假如点到球心的间隔 小于球的半径，这样的点在球的内部，否那么在外部地球上的经线的分布从本初子午线开场，往东往西分别是东经与西经，本初子午线既是东经线，又是西经线，转半圈后的东经与西经又重合成一条经线，与本初子午线合成一个大圆假如球面上两点的连线不是直径，那么经过这两点有且只有一个大圆，假如恰为直径，那么可以作无数个大圆球的外表积和体积公式：，<老师备案>球的体积的推

16、导方法由上图可知，截到的每一个圆片的面积为，每一个圆环的面积为，由祖暅原理可知半球的体积，从而球的体积为球的外表积公式推导把球面任意分割为一些“小球面片，它们的面积分别用，,，表示，那么球的外表积为，以这些“小球面片为底，球心为顶点的“小锥体的体积的和等于球的体积而“小锥体的高，近似等于球半径，底面积近似等于“小球面片的面积，所以，而球的体积，所以，从而经典精讲<老师备案>新课标对球面间隔 的要求不高，只需理解球面间隔 的定义，及简单的球面间隔 的计算即可我们只在备选安排了一道题介绍球面间隔 ，老师可以结合本班的情况选择讲解考点8：球的截面【例9】 半径为的球的两个平行截面的周长分

17、别为和，求这两个截面间的间隔 设是球的半径上的两点，且，分别过作垂直于的平面截球得三个圆，那么这三个圆的面积之比为A B C D【解析】 或； D；【备选】半径为的球面上有两点，那么两点间的球面间隔 为_半径为的球面上有两点，两点间的球面间隔 为，那么_ 判断以下说法是否正确，并说明理由： 四边相等的四边形是菱形； 假设四边形的两个对角都是直角，那么这个四边形是圆内接四边形 将一个矩形沿竖直方向平移一段间隔 可形成一个长方体； 平行四边形是一个平面 多面体至少有四个面 以下说法正确是 A圆台是直角梯形绕其一边旋转而成B圆锥是直角三角形绕其一边旋转而成C圆柱的母线和它的底面不垂直D圆台可以看作是平行于底面的平面截一个圆锥而得到的【解析】 错误；正确 D实战演练 【演练1】设有三个命题：甲：底面是平行四边形的四棱柱是平行六面体；乙：底面是矩形的平行六面体是长方体；丙：直四棱柱是平行六面体以上命题中真命题的个数是A0个B1个C2个D3个【解析】 B；【演练2】一个正棱锥的侧棱长与底面边长相等，那么该棱锥不可能是 A三棱锥 B四棱锥 C五棱锥 D六棱锥【解析】 D【演练3】直三棱柱各侧棱和底面边长均为，