高考数学 8.2空间几何体的表面积与体积总复习课件.ppt
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1、 8.2 8.2 空间几何体的表面积与体积空间几何体的表面积与体积要点梳理要点梳理1.1.柱、锥、台和球的侧面积和体积:柱、锥、台和球的侧面积和体积:面积面积 体积体积圆柱圆柱 圆锥圆锥基础知识基础知识 自主学习自主学习2021/8/11 星期三1 圆台圆台直棱柱直棱柱正棱锥正棱锥正棱台正棱台 球球2021/8/11 星期三22.2.几何体的表面积几何体的表面积 (1 1)棱柱、棱锥、棱台的表面积就是)棱柱、棱锥、棱台的表面积就是 .(2 2)圆柱、圆锥、圆台的侧面展开图分别是)圆柱、圆锥、圆台的侧面展开图分别是 、;它们的表面积等于;它们的表面积等于 .各面面积各面面积之和之和矩矩形形扇形扇
2、形扇环形扇环形侧面积侧面积与底面面积之和与底面面积之和2021/8/11 星期三3基础自测基础自测1.1.母线长为母线长为1 1的圆锥的侧面展开图的圆心角等的圆锥的侧面展开图的圆心角等 于于 ,则该圆锥的体积为(则该圆锥的体积为()A.B.C.D.A.B.C.D.解析解析 设圆锥的底面半径为设圆锥的底面半径为r r,则,则C2021/8/11 星期三42.2.(20082008湖北)湖北)用与球心距离为用与球心距离为1 1的平面去截的平面去截 球,所得的截面面积为球,所得的截面面积为,则球的体积为,则球的体积为()()A.B.A.B.C.D.C.D.解析解析 截面面积为截面面积为,则该小圆的半
3、径为,则该小圆的半径为1 1,设球的半径为设球的半径为R R,则,则R R2 2=1=12 2+1+12 2=2=2,R R=,B2021/8/11 星期三53.3.(20092009陕西文,陕西文,1111)若正方体的棱长为若正方体的棱长为 ,则,则 以该正方体各个面的中心为顶点的凸多面体的以该正方体各个面的中心为顶点的凸多面体的 体积为体积为()()A.B.C.D.A.B.C.D.解析解析 由题意可知,此几何体是由同底面的两由题意可知,此几何体是由同底面的两 个正四棱锥组成的,底面正方形的边长为个正四棱锥组成的,底面正方形的边长为1 1,每,每 一个正四棱锥的高为一个正四棱锥的高为 ,所以
4、,所以B2021/8/11 星期三64.4.(20092009海南理,海南理,1111)一个棱锥的三视图如一个棱锥的三视图如 下图,则该棱锥的全面积下图,则该棱锥的全面积(单位单位:cm:cm2 2)为为()()A.B.A.B.C.D.C.D.2021/8/11 星期三7解析解析 该几何体是一个底面为直角三角形的三该几何体是一个底面为直角三角形的三棱锥,如图,棱锥,如图,SESE=5=5,SDSD=4=4,ACAC=,ABAB=BCBC=6=6,S S全全=S SABCABC+2+2S SSABSAB+S SASCASC答案答案 A A2021/8/11 星期三85.5.(20082008山东
5、理,山东理,6 6)如图是一个几何体的三视如图是一个几何体的三视 图图,根据图中数据根据图中数据,可得该几何体的表面积是可得该几何体的表面积是 ()()A.9 B.10 C.11 D.12 A.9 B.10 C.11 D.12 解析解析 几何体为一个球与一个圆柱的组合体几何体为一个球与一个圆柱的组合体,S=41 S=412 2+1+12 22+213=12.2+213=12.D2021/8/11 星期三9题型一题型一 几何体的展开与折叠几何体的展开与折叠 有一根长为有一根长为3 cm3 cm,底面半径为,底面半径为1 cm1 cm的的 圆柱形铁管,用一段铁丝在铁管上缠绕圆柱形铁管,用一段铁丝在
6、铁管上缠绕2 2圈,并圈,并 使铁丝的两个端点落在圆柱的同一母线的两端使铁丝的两个端点落在圆柱的同一母线的两端,则铁丝的最短长度为多少?则铁丝的最短长度为多少?把圆柱沿这条母线展开,将问题转把圆柱沿这条母线展开,将问题转 化为平面上两点间的最短距离化为平面上两点间的最短距离.题型分类题型分类 深度剖析深度剖析2021/8/11 星期三10解解 把圆柱侧面及缠绕其上把圆柱侧面及缠绕其上的铁丝展开,在平面上得到的铁丝展开,在平面上得到矩形矩形ABCDABCD(如图所示),(如图所示),由题意知由题意知BCBC=3 cm=3 cm,ABAB=4 cm=4 cm,点,点A A与点与点C C分别是铁丝的
7、起、止位分别是铁丝的起、止位置,故线段置,故线段ACAC的长度即为铁丝的最短长度的长度即为铁丝的最短长度.故铁丝的最短长度为故铁丝的最短长度为5 cm.5 cm.2021/8/11 星期三11 求立体图形表面上两点的最短距离求立体图形表面上两点的最短距离问题,是立体几何中的一个重要题型问题,是立体几何中的一个重要题型.这类题目的这类题目的特点是:立体图形的性质和数量关系分散在立体特点是:立体图形的性质和数量关系分散在立体图形的几个平面上或旋转体的侧面上图形的几个平面上或旋转体的侧面上.为了便于发为了便于发现它们图形间性质与数量上的相互关系,必须将现它们图形间性质与数量上的相互关系,必须将图中的
8、某些平面旋转到同一平面上,或者将曲面图中的某些平面旋转到同一平面上,或者将曲面展开为平面,使问题得到解决展开为平面,使问题得到解决.其基本步骤是:展其基本步骤是:展开(有时全部展开,有时部分展开)为平面图形,开(有时全部展开,有时部分展开)为平面图形,找出表示最短距离的线段,再计算此线段的长找出表示最短距离的线段,再计算此线段的长.2021/8/11 星期三12知能迁移知能迁移1 1 如图所示,长方体如图所示,长方体 ABCDABCD-A A1 1B B1 1C C1 1D D1 1中,中,ABAB=a a,BCBC=b b,BBBB1 1=c c,并且,并且a a b b c c0.0.求沿
9、着长方体的表面自求沿着长方体的表面自A A到到C C1 1的最短线路的长的最短线路的长.本题可将长方体表面展开,利用平面本题可将长方体表面展开,利用平面 内两点间的线段长是两点间的最短距离来解答内两点间的线段长是两点间的最短距离来解答.解解 将长方体相邻两个面展开有下列三种可将长方体相邻两个面展开有下列三种可 能,如图所示能,如图所示.2021/8/11 星期三13三个图形甲、乙、丙中三个图形甲、乙、丙中ACAC1 1的长分别为的长分别为2021/8/11 星期三14题型二题型二 旋转体的表面积及其体积旋转体的表面积及其体积 如图所示如图所示,半径为半径为R R的半圆内的的半圆内的 阴影部分以
10、直径阴影部分以直径ABAB所在直线为轴所在直线为轴,旋旋 转一周得到一几何体转一周得到一几何体,求该几何体的求该几何体的 表面积表面积(其中其中BACBAC=30)=30)及其体积及其体积.先分析阴影部分旋转后形成几何体的先分析阴影部分旋转后形成几何体的 形状形状,再求表面积再求表面积.2021/8/11 星期三15解解 如图所示如图所示,过过C C作作COCO1 1ABAB于于O O1 1,在半圆中可得在半圆中可得BCABCA=90,=90,BACBAC=30,=30,ABAB=2=2R R,ACAC=,BCBC=R R,S S球球=4=4R R2 2,2021/8/11 星期三16 解决这
11、类题的关键是弄清楚旋转后所解决这类题的关键是弄清楚旋转后所形成的图形的形状,再将图形进行合理的分割,形成的图形的形状,再将图形进行合理的分割,然后利用有关公式进行计算然后利用有关公式进行计算.2021/8/11 星期三17知能迁移知能迁移2 2 已知球的半径为已知球的半径为R R,在球内作一个内,在球内作一个内 接圆柱,这个圆柱底面半径与高为何值时,它接圆柱,这个圆柱底面半径与高为何值时,它 的侧面积最大?侧面积的最大值是多少?的侧面积最大?侧面积的最大值是多少?解解 如图为轴截面如图为轴截面.设圆柱的高为设圆柱的高为h h,底面半径为,底面半径为r r,侧面积为侧面积为S S,则,则2021
12、/8/11 星期三18题型三题型三 多面体的表面积及其体积多面体的表面积及其体积 一个正三棱锥的底面边长为一个正三棱锥的底面边长为6 6,侧棱长,侧棱长 为为 ,求这个三棱锥的体积,求这个三棱锥的体积.本题为求棱锥的体积问题本题为求棱锥的体积问题.已知底面已知底面 边长和侧棱长,可先求出三棱锥的底面面积边长和侧棱长,可先求出三棱锥的底面面积 和高,再根据体积公式求出其体积和高,再根据体积公式求出其体积.解解 如图所示,如图所示,正三棱锥正三棱锥S SABCABC.设设H H为正为正ABCABC的中心,的中心,连接连接SHSH,则则SHSH的长即为该正三棱锥的高的长即为该正三棱锥的高.2021/
13、8/11 星期三19连接连接AHAH并延长交并延长交BCBC于于E E,则则E E为为BCBC的中点,且的中点,且AHAHBCBC.ABCABC是边长为是边长为6 6的正三角形,的正三角形,2021/8/11 星期三20 求锥体的体积,要选择适当的底面和求锥体的体积,要选择适当的底面和高,然后应用公式高,然后应用公式 进行计算即可进行计算即可.常用方常用方法:割补法和等积变换法法:割补法和等积变换法.(1 1)割补法:求一个几何体的体积可以将这个几)割补法:求一个几何体的体积可以将这个几何体分割成几个柱体、锥体,分别求出锥体和柱何体分割成几个柱体、锥体,分别求出锥体和柱体的体积,从而得出几何体
14、的体积体的体积,从而得出几何体的体积.(2 2)等积变换法:利用三棱锥的任一个面可作为)等积变换法:利用三棱锥的任一个面可作为三棱锥的底面三棱锥的底面.求体积时,可选择容易计算的方求体积时,可选择容易计算的方式来计算;式来计算;利用利用“等积性等积性”可求可求“点到面的点到面的距离距离”.2021/8/11 星期三21知能迁移知能迁移3 3 如图,在多面体如图,在多面体ABCDEFABCDEF 中,已知中,已知ABCDABCD是边长为是边长为1 1的正方形,的正方形,且且ADEADE、BCFBCF均为正三角形,均为正三角形,EFEFABAB,EFEF=2=2,则该多面体的体积为,则该多面体的体
15、积为()()A.B.A.B.C.D.C.D.解析解析 本题中的多面体是一个不规则的几何体本题中的多面体是一个不规则的几何体,因此可考虑对其进行分割或补形因此可考虑对其进行分割或补形.2021/8/11 星期三22如图所示,分别过如图所示,分别过A A、B B作作EFEF的垂线,的垂线,垂足分别为垂足分别为G G、H H,连接,连接DGDG、CHCH,容易求得容易求得答案答案 A2021/8/11 星期三23题型四题型四 组合体的表面积及其体积组合体的表面积及其体积 (12 (12分分)如图所示如图所示,在等腰梯形在等腰梯形ABCDABCD中中,ABAB=2=2DCDC=2=2,DABDAB=6
16、0=60,E E为为ABAB的中点,的中点,将将ADEADE与与BECBEC分别沿分别沿EDED、ECEC向上折起,向上折起,使使A A、B B重合重合,求形成的三棱锥的外接球的体积求形成的三棱锥的外接球的体积.易知折叠成的几何体是棱长为易知折叠成的几何体是棱长为1 1的正的正 四面体,要求外接球的体积只要求出外接球的四面体,要求外接球的体积只要求出外接球的 半径即可半径即可.解解 由已知条件知,平面图形中由已知条件知,平面图形中 AEAE=EBEB=BCBC=CDCD=DADA=DEDE=ECEC=1.=1.折叠后得到一个正四面体折叠后得到一个正四面体.2.2分分 2021/8/11 星期三
17、24方法一方法一 作作AFAF平面平面DECDEC,垂足为,垂足为F F,F F即为即为DECDEC的中心的中心.取取ECEC的中点的中点G G,连接,连接DGDG、AGAG,过球心过球心O O作作OHOH平面平面AECAEC.则垂足则垂足H H为为AECAEC的中心的中心.4.4分分外接球半径可利用外接球半径可利用OHAOHAGFAGFA求得求得.在在AFGAFG和和AHOAHO中,根据三角形相似可知,中,根据三角形相似可知,6 6分分1010分分1212分分2021/8/11 星期三25方法二方法二 如图所示,把正四面体放在正如图所示,把正四面体放在正方体中方体中.显然,正四面体的外接球就
18、显然,正四面体的外接球就是正方体的外接球是正方体的外接球.3.3分分正四面体的棱长为正四面体的棱长为1 1,正方体的棱长为正方体的棱长为 ,6 6分分9 9分分1212分分2021/8/11 星期三26 (1 1)折叠问题是高考经常考查的内容)折叠问题是高考经常考查的内容之一,解决这类问题的关键是搞清楚处在折线同之一,解决这类问题的关键是搞清楚处在折线同一个半平面的量是不变的,然后根据翻折前后图一个半平面的量是不变的,然后根据翻折前后图形及数量的关系的变化,借助立体几何与平面几形及数量的关系的变化,借助立体几何与平面几何知识即可求解何知识即可求解.(2 2)与球有关的组合体,是近几年高考常考的
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