第1节基本立体图形、简单几何体的表面积与体积
【课标要求】(1)认识柱、锥、台、球及简单组合体的结构特征,能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构;(2)知道球、棱(圆)柱、棱(圆)锥、棱(圆)台的表面积和体积的计算公式,并能解决简单的实际问题;(3)能用斜二测画法画出简单空间图形的直观图.
知识点一基本立体图形
角度1立体图形的结构特征
1.多面体的结构特征
名称
棱柱
棱锥
棱台
图形
底面
互相平行且全等
多边形
互相平行且相似
侧棱
互相平行且相等
相交于一点,但不一定相等
延长线交于一点
侧面形状
平行四边形
三角形
梯形
2.旋转体的结构特征
名称
圆柱
圆锥
圆台
球
图形
母线
互相平行且相等,垂直于底面
长度相等且相交于一点
长度相等且延长线交于一点
轴截面
全等的
矩形
全等的等腰三角形
全等的等腰梯形
圆面
侧面
展开图
矩形
扇形
扇环
(1)(人A必修二P106习题8题改编)如图,长方体ABCD-ABCD被截去体积较小的一部分,其中EH∥AD∥FG,则剩下的几何体是(C)
A.棱台 B.四棱柱
C.五棱柱 D.六棱柱
解析:(1)由于平面ABFEA∥平面DCGHD,且AD,BC,FG,EH,AD相互平行且相等,所以剩下的几何体是五棱柱.
(2)下列结论正确的是(D)
A.各个面都是三角形的几何体是三棱锥
B.夹在圆柱的两个平行截面间的几何体还是一个旋转体
C.若正棱锥的侧棱长与底面多边形的边长相等,则此棱锥可能是六棱锥
D.圆锥的顶点与底面圆周上任意一点的连线都是母线
解析:(2)由图1知,A错误;如图2,当两个平行截面与底面不平行时,截得的几何体不是旋转体,B错误;若六棱锥的所有棱长都相等,则底面多边形是正六边形,由几何图形知,若以正六边形为底面,侧棱长必然要大于底面边长,C错误;由母线的概念知,D正确.
规律方法
辨别空间几何体的两种方法
角度2立体图形的直观图
1.画法:常用斜二测画法.
2.规则:(1)原图形中x轴、y轴、z轴两两垂直,直观图中x轴、y轴的夹角为45°(或135°),z轴与x轴和y轴所在平面垂直;
(2)原图形中平行于坐标轴的线段,直观图中仍平行于坐标轴.平行于x轴和z轴的线段在直观图中保持原长度不变,平行于y轴的线段长度在直观图中变为原来的一半.
结论按照斜二测画法得到的平面图形的直观图与原图形面积的关系:
(1)S直观图=24S原图形
(2)S原图形=22S直观图.
(1)(苏教必修二P161练习4题改编)对于用斜二测画法画水平放置的图形的直观图来说,下列描述不正确的是(B)
A.三角形的直观图仍然是一个三角形
B.90°的角的直观图一定会变为45°的角
C.与y轴平行的线段长度变为原来的一半
D.由于选轴的不同,所得的直观图可能不同
解析:(1)对于A,根据斜二测画法,相交直线的直观图仍是相交直线,因此三角形的直观图仍是一个三角形,故A正确;对于B,90°的角的直观图可以变为45°或135°的角,故B错误;C、D显然正确.
(2)已知在等腰梯形ABCD中,上底CD=1,腰AD=CB=2,下底AB=3,以下底所在直线为x轴,则由斜二测画法画出的直观图ABCD的面积为22
解析:(2)法一实际图形和直观图如图1和图2所示.因为OE=(2)2-1=1,由斜二测画法可知OE=12,EF=24,DC=1,AB=3,则直观图ABCD的面积S
法二因为OE=(2)2-1=1,S原图形=1+32×1=2,故S直观图=
规律方法
在斜二测画法中,要确定关键点及关键线段的位置.平行于x轴的线段的平行性不变,长度不变;平行于y轴的线段的平行性不变,长度减半.
角度3立体图形的展开图
(1)如图,在正三棱锥S-ABC中,∠BSC=40°,BS=2,一质点自点B出发,沿着三棱锥的侧面绕行一周回到点B的最短路线的长为(C)
A.2 B.3
C.23 D.33
解析:(1)将三棱锥S-ABC沿侧棱BS展开,其侧面展开图如图所示.一质点自点B出发,沿着三棱锥的侧面绕行一周回到点B的最短路线的长为BB,根据余弦定理得BB=4+4+2×2×2
(2)(2025·金丽衢十二校联考)已知圆柱的轴截面面积为4,则该圆柱侧面展开图周长的最小值为8π.
解析:(2)设圆柱的母线长和底面圆半径分别为l,r,根据已知得2lr=4,由题意可得圆柱侧面展开图的周长可以表示为l侧=4πr+2l≥24πr×2l=8π,当且仅当4πr=2l,即r=1π,
规律方法
1.多面体表面展开图由剪开的位置不同可以有不同的形状,但图形面积相等.借助展开图可以求几何体的表面积及表面上两点间的距离,还可将部分空间问