高中数学空间几何体的结构.pptx

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1、问题提出 1.1.在平面几何中，我们认识了三角形，正方形，矩形，菱形，梯形，圆，扇形等平面图形.那么对空间中各种各样的几何体，我们如何认识它们的结构特征？2.2.对空间中不同形状、大小的几何体我们如何理解它们的联系和区别？第1页/共114页第2页/共114页知识探究（一）：空间几何体的类型 思考1 1：在我们周围存在着各种各样的物体，它们都占据着空间的一部分.如果我们只考虑这些物体的形状和大小，而不考虑其他因素，那么由这些抽象出来的空间图形就叫做空间几何体.你能列举那些空间几何体的实例？思考2 2：观察下列图片，你知道这图片在几何中分别叫什么名称吗？第3页/共114页第4页/共114页思考3

2、3：如果将这些几何体进行适当分类，你认为可以分成那几种类型？思考4 4：图（2 2）（5 5）（7 7）（9 9）（1313）（1414）（1515）（1616）有何共同特点？这些几何体可以统一叫什么名称？思考5 5：图（1 1）（3 3）（4 4）（6 6）（8 8）（1010）（1111）（1212）有何共同特点？这些几何体可以统一叫什么名称？多面体旋转体第5页/共114页思考6 6：一般地，怎样定义多面体？围成多面体的各个多边形，相邻两个多边形的公共边，以及这些公共边的公共顶点分别叫什么名称？面面顶点顶点棱由若干个平面多边形围成的几何体叫做多面体.第6页/共114页思考7 7：一般地，怎

3、样定义旋转体？轴 由一个平面图形绕它所在平面内的一条定直线旋转所形成的封闭几何体叫做旋转体 第7页/共114页知识探究（二）：棱柱的结构特征 思考1 1：我们把下面的多面体取名为棱柱，你能说一说棱柱的结构有那些特征吗？据此你能给棱柱下一个定义吗？第8页/共114页 有两个面互相平行，其余各面都是四边形，每相邻两个四边形的公共边都互相平行，由这些面围成的多面体叫做棱柱.第9页/共114页思考2 2：为了研究方便，我们把棱柱中两个互相平行的面叫做棱柱的底面，其余各面叫做棱柱的侧面，相邻侧面的公共边叫做棱柱的侧棱，侧面与底面的公共顶点叫做棱柱的顶点.你能指出上面棱柱的底面、侧面、侧棱、顶点吗？侧面侧

4、面顶点顶点侧棱底面底面第10页/共114页思考3 3：下列多面体都是棱柱吗？如何在名称上区分这些棱柱？如何用符号表示？ABCDEA1B1C1D1E1ABCA1B1C1ABCDA1B1C1D1ABCDA1B1C1D1第11页/共114页思考4 4：棱柱上、下两个底面的形状大小如何？各侧面的形状如何？两底面是全等的多边形,各侧面都是平行四边形第12页/共114页思考5 5：有两个面互相平行，其余各面都是平行四边形的多面体一定是棱柱吗？思考6 6：一个棱柱至少有几个侧面？一个N N棱柱分别有多少个底面和侧面？有多少条侧棱？有多少个顶点？第13页/共114页知识探究（三）：棱锥的结构特征 思考1 1：

5、我们把下面的多面体取名为棱锥，你能说一说棱锥的结构有那些特征吗？据此你能给棱锥下一个定义吗？第14页/共114页有一个面是多边形，其余各面都是有一个公共顶点的三角形，由这些面围成的多面体叫做棱锥.第15页/共114页思考2 2：参照棱柱的说法，棱锥的底面、侧面、侧棱、顶点分别是什么含义？侧面侧面顶点顶点侧棱底面底面 多边形面叫做棱锥的底面，有公共顶点的各三角形面叫做棱锥的侧面，相邻侧面的公共边叫做棱锥的侧棱，各侧面的公共顶点叫做棱锥的顶点.第16页/共114页思考3 3：下列多面体都是棱锥吗？如何在名称上区分这些棱锥？如何用符号表示？ABCSSABCDSABCEFD第17页/共114页思考4

6、4：一个棱锥至少有几个面？一个N N棱锥有分别有多少个底面和侧面？有多少条侧棱？有多少个顶点？至少有4 4个面；1 1个底面，N N个侧面，N N条侧棱，1 1个顶点.第18页/共114页思考5 5：用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥，截面与底面的形状关系如何？相似多边形第19页/共114页理论迁移 例1 1 如图，截面BCEFBCEF将长方体分割成两部分，这两部分是否为棱柱？ABCDA1B1C1D1EF第20页/共114页 例2 2 一个三棱柱可以分割成几个三棱锥？ACA1BB1C1A1BB1C1AA1BC1ACBC1第21页/共114页作业：P8P8习题1.1A1.1A组：1 1题（1 1

7、）（2 2）（3 3）（做在上书）;5 5题（自主制作）.第22页/共114页 第二课时棱台、圆柱、圆锥、圆台的结构特征第23页/共114页问题提出 1.1.棱柱、棱锥的图形结构分别有哪几个特征？第24页/共114页 2.2.在空间几何体中，其他一些图形各有什么结构特征呢？第25页/共114页知识探究（一）：棱台的结构特征 思考1 1：用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥，截面与底面之间的部分形成另一个多面体，这样的多面体叫做棱台.那么棱台有哪些结构特征？有两个面是互相平行的相似多边形，其余各面都是梯形，每相邻两个梯形的公共腰的延长线共点.第26页/共114页思考2 2：参照棱柱的说法，棱台的底

8、面、侧面、侧棱、顶点分别是什么含义？原棱锥的底面和截面分别叫做棱台的下底面和上底面，其余各面叫做棱台的侧面，相邻侧面的公共边叫做棱台的侧棱，侧面与底面的公共顶点叫做棱台的顶点.侧面侧面上底面上底面侧棱下底面下底面顶点顶点第27页/共114页思考3 3：下列多面体一定是棱台吗？如何判断？思考4 4：三棱台、四棱台、五棱台、分别是什么含义？第28页/共114页知识探究（二）：圆柱的结构特征 思考1 1：如图所示的空间几何体叫做圆柱，那么圆柱是怎样形成的呢？以矩形的一边所在直线为旋转轴，其余三边旋转形成的面所围成的旋转体.第29页/共114页思考2 2：在圆柱的形成中，旋转轴叫做圆柱的轴，垂直于轴的

9、边旋转而成的圆面叫做圆柱的底面，平行于轴的边旋转而成的曲面叫做圆柱的侧面，平行于轴的边在旋转中的任何位置叫做圆柱侧面的母线.你能结合图形正确理解这些概念吗？侧面侧面轴轴母线底面底面母线第30页/共114页思考3 3：平行于圆柱底面的截面，经过圆柱任意两条母线的截面分别是什么图形？思考4 4：经过圆柱的轴的截面称为轴截面，你能说出圆柱的轴截面有哪些基本特征吗？第31页/共114页知识探究（三）：圆锥的结构特征 思考1 1：将一个直角三角形以它的一条直角边为轴旋转一周，那么其余两边旋转形成的面所围成的旋转体是一个什么样的空间图形？你能画出其直观图吗？第32页/共114页思考2 2：以直角三角形的一

10、条直角边所在直线为旋转轴，其余两边旋转形成的面所围成的旋转体叫做圆锥，那么如何定义圆锥的轴、底面、侧面、母线？第33页/共114页旋转轴叫做圆锥的轴，垂直于轴的边旋转而成的圆面叫做圆锥的底面，斜边旋转而成的曲面叫做圆锥的侧面，斜边在旋转中的任何位置叫做圆锥侧面的母线.侧面侧面顶点顶点母线底面底面母线轴第34页/共114页思考3 3：经过圆锥任意两条母线的截面是什么图形？思考4 4：经过圆锥的轴的截面称为轴截面，你能说出圆锥的轴截面有哪些基本特征吗？第35页/共114页思考1:1:用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥，截面与底面之间的部分叫做圆台.圆台可以由什么平面图形旋转而形成？知识探究（四）：

11、圆台的结构特征 第36页/共114页思考2:2:与圆柱和圆锥一样，圆台也有轴、底面、侧面、母线，它们的含义分别如何？侧面侧面上底面上底面下底面下底面母线轴第37页/共114页思考3:3:经过圆台任意两条母线的截面是什么图形？轴截面有哪些基本特征？第38页/共114页oo思考4:4:设圆台的上、下底面圆圆心分别为OO、O O，过线段OOOO的中点作平行于底面的截面称为圆台的中截面，那么圆台的上、下底面和中截面的面积有什么关系？第39页/共114页AB图1AB图2AB图3 例1 1 将下列平面图形绕直线ABAB旋转一周，所得的几何体分别是什么？理论迁移第40页/共114页 例2 2 在直角三角形A

12、BCABC中，已知AC=2AC=2，BC=BC=，以直线ACAC为轴将ABCABC旋转一周得到一个圆锥，求经过该圆锥任意两条母线的截面三角形的面积的最大值.ABCABCD第41页/共114页 作业:P P7 7练习：1 1，2.2.P P9 9习题1.1A1.1A组：2.2.第42页/共114页 第三课时 球、简单组合体的结构特征 第43页/共114页问题提出1.1.棱柱、棱锥、棱台是三个基本的多面体，圆柱、圆锥、圆台是三个基本的旋转体，其中棱柱和圆柱统称为柱体，棱锥和圆锥统称为锥体，棱台和圆台统称为台体.除此之外，在我们的生活中还有一个最常见的空间几何体是什么？2.2.球是多面体还是旋转体？

13、球有什么结构特征？第44页/共114页第45页/共114页思考1 1：现实生活中有哪些物体是球状几何体？知识探究（一）：球的结构特征 第46页/共114页思考2:2:从旋转的角度分析，球是由什么图形绕哪条直线旋转而成的？以半圆的直径所在直线为旋转轴，半圆面旋转一周形成的旋转体叫做球体，简称球.第47页/共114页思考3:3:半圆的圆心、半径、直径，在球体中分别叫做球的球心、球的半径、球的直径，球的外表面叫做球面.那么球的半径还可怎样理解？O O直径半径球心 球面上的点到球心的距离 第48页/共114页思考4:4:用一个平面去截一个球，截面是什么图形？O第49页/共114页思考5:5:设球的半径

14、为R R，截面圆半径为r r，球心与截面圆圆心的距离为d d，则R R、r r、d d三者之间的关系如何？POORrd第50页/共114页知识探究（二）：简单组合体的结构特征 思考1:1:棱柱、棱锥、棱台都是多面体，但它们有本质的区别.如果棱台上底面的大小发生变化，它与棱柱、棱锥有什么关系？思考2:2:现实世界中几何体的形状各种各样，除了柱体、锥体、台体和球体等简单几何体外，还有大量的几何体是由这些简单几何体组合而成的，这些几何体叫做简单组合体.你能说出周围物体所示的几何体是由哪些简单几何体组合而成的吗？第51页/共114页思考3:3:试说明下列几何体分别是怎样组成的？第52页/共114页思考

15、4:4:一般地，简单组合体的构成有那几种基本形式？拼接，截割 思考5:5:试说明如图所示的几何体的结构特征.第53页/共114页 例1 1 如图，ABAB为圆弧BCBC所在圆的直径，.将这个平面图形绕直线ABAB旋转一周，得到一个组合体，试说明这个组合体的结构特征.理论迁移ABCD D第54页/共114页 例2 2 如图，四边形ABCDABCD为平行四边形，EFABEFAB，且EFEFABAB，试说明这个简单组合体的结构特征.ABCDEFABCDEF第55页/共114页 例3 3 如图，各棱长都相等的三棱锥内接于一个球，则经过球心的一个截面图形可能是 .(1)(2)(3)(4)(1),(3)(

16、1),(3)第56页/共114页8cm8cm 例4 4 已知球的半径为10cm10cm，一个截面圆的面积是 cmcm2 2，则球心到截面圆圆心的距离是 .POORrd第57页/共114页 作业:P P9 9习题1.1A1.1A组：3 3，4.4.P P1010习题1.1B1.1B组：1.1.第58页/共114页1.2 1.2 空间几何体的三视图和直观图第一课时 投影与三视图 第59页/共114页问题提出 1.1.照相、绘画之所以有空间视觉效果，主要处决于线条、明暗和色彩，其中对线条画法的基本原理是一个几何问题，我们需要学习这方面的知识.2.2.在建筑、机械等工程中，需要用平面图形反映空间几何体

17、的形状和大小，在作图技术上这也是一个几何问题，你想知道这方面的基础知识吗？第60页/共114页第61页/共114页知识探究（一）：中心投影与平行投影 光是直线传播的，一个不透明物体在光的照射下，在物体后面的屏幕上会留下这个物体的影子，这种现象叫做投影.其中的光线叫做投影线，留下物体影子的屏幕叫做投影面.思考1:1:不同的光源发出的光线是有差异的，其中灯泡发出的光线与手电筒发出的光线有什么不同？第62页/共114页思考2:2:我们把光由一点向外散射形成的投影叫做中心投影，把在一束平行光线照射下形成的投影叫做平行投影，那么用灯泡照射物体和用手电筒照射物体形成的投影分别是哪种投影？中心投影平行投影第

18、63页/共114页思考3:3:用灯泡照射一个与投影面平行的不透明物体，在投影面上形成的影子与原物体的形状、大小有什么关系？当物体与灯泡的距离发生变化时，影子的大小会有什么不同？第64页/共114页思考4:4:用手电筒照射一个与投影面平行的不透明物体，在投影面上形成的影子与原物体的形状、大小有什么关系？当物体与手电筒的距离发生变化时，影子的大小会有变化吗？第65页/共114页思考5:5:在平行投影中，投影线正对着投影面时叫做正投影，否则叫做斜投影.一个与投影面平行的平面图形，在正投影和斜投影下的形状、大小是否发生变化？第66页/共114页思考6:6:一个与投影面不平行的平面图形，在正投影和斜投影

19、下的形状、大小是否发生变化？第67页/共114页知识探究（二）：柱、锥、台、球的三视图 把一个空间几何体投影到一个平面上，可以获得一个平面图形.从多个角度进行投影就能较好地把握几何体的形状和大小，通常选择三种正投影，即正面、侧面和上面，并给出下列概念：第68页/共114页（1 1）光线从几何体的前面向后面正投影得到的投影图，叫做几何体的正视图；（2 2）光线从几何体的左面向右面正投影得到的投影图，叫做几何体的侧视图；（3 3）光线从几何体的上面向下面正投影得到的投影图，叫做几何体的俯视图；（4 4）几何体的正视图、侧视图、俯视图统称为几何体的三视图.第69页/共114页思考1:1:正视图、侧视

20、图、俯视图分别是从几何体的哪三个角度观察得到的几何体的正投影图？它们都是平面图形还是空间图形？思考2:2:如图，设长方体的长、宽、高分别为a a、b b、c c，那么其三视图分别是什么？a ab bc c第70页/共114页abc正视图俯视图侧视图正视图俯视图侧视图aabbcc第71页/共114页思考3:3:圆柱、圆锥、圆台的三视图分别是什么？正视图侧视图俯视图第72页/共114页俯视图正视图侧视图第73页/共114页俯视图正视图侧视图第74页/共114页思考4:4:一般地，一个几何体的正视图、侧视图和俯视图的长度、宽度和高度有什么关系？正侧等高,正俯等长,侧俯等宽.正视图俯视图侧视图aabb

21、cca ab bc c第75页/共114页思考5:5:球的三视图是什么？下列三视图表示一个什么几何体？俯视图正视图侧视图第76页/共114页理论迁移 例 如图是一个倒置的四棱柱的两种摆放，试分别画出其三视图，并比较它们的异同.正视正视第77页/共114页正视图侧视图俯视图正视第78页/共114页正视图侧视图俯视图正视能看见的轮廓线和棱用实线表示，不能看见的轮廓线和棱用虚线表示.第79页/共114页作业:P P1515练习：1 1，2 2，3.3.第80页/共114页1.2 1.2 空间几何体的三视图和直观图第二课时 简单组合体的三视图 第81页/共114页1.1.柱、锥、台、球是最基本、最简单

22、的几何体，由这些几何体可以组成各种各样的组合体，怎样画简单组合体的三视图就成为研究的课题.问题提出2.2.另一方面，将几何体的三视图还原几何体的结构特征，也是我们需要研究的问题.第82页/共114页第83页/共114页知识探究（一）：画简单几何体的三视图 思考1:1:在简单组合体中，从正视、侧视、俯视等角度观察，有些轮廓线和棱能看见，有些轮廓线和棱不能看见，在画三视图时怎么处理？思考2:2:如图所示，将一个长方体截去一部分，这个几何体的三视图是什么？第84页/共114页正视正视图侧视图俯视图第85页/共114页思考3:3:观察下列两个实物体，它们的结构特征如何？你能画出它们的三视图吗？第86页

23、/共114页正视图侧视图俯视图第87页/共114页正视图侧视图俯视图第88页/共114页思考4:4:如图，桌子上放着一个长方体和一个圆柱，若把它们看作一个整体，你能画出它们的三视图吗？正视正视图侧视图俯视图第89页/共114页知识探究（二）：将三视图还原成几何体 一个空间几何体都对应一组三视图，若已知一个几何体的三视图，我们如何去想象这个几何体的原形结构，并画出其示意图呢？思考1:1:下列两图分别是两个简单组合体的三视图，想象它们表示的组合体的结构特征，并画出其示意图.第90页/共114页侧视图俯视图正视图第91页/共114页侧视图俯视图正视图第92页/共114页思考2:2:下列两图分别是两个

24、简单组合体的三视图，想象它们表示的组合体的结构特征，并作适当描述.正视图侧视图俯视图正视图侧视图俯视图第93页/共114页理论迁移 例1 1 下面物体的三视图有无错误？如果有，请指出并改正.正视俯视图正视图侧视图第94页/共114页 例2 2 将一个长方体挖去两个小长方体后剩余的部分如图所示，试画出这个组合体的三视图.正视图侧视图俯视图第95页/共114页 例3 3 说出下面的三视图表示的几何体的结构特征.正视图侧视图俯视图第96页/共114页作业:P P1515练习：4.4.P P2020习题1.2A1.2A组：1 1，2.2.第97页/共114页1.2 1.2 空间几何体的三视图和直观图第

25、三课时 空间几何体的直观图 第98页/共114页问题提出 1.1.把一本书正面放置，其视觉效果是一个矩形；把一本书水平放置，其视觉效果还是一个矩形吗？这涉及水平放置的平面图形的画法问题.2.2.对于柱体、锥体、台体及简单的组合体，在平面上应怎样作图才具有强烈的立体感？这涉及空间几何体的直观图的画法问题.第99页/共114页第100页/共114页知识探究（一）:水平放置的平面图形的画法 思考1:1:把一个矩形水平放置，从适当的角度观察，给人以平行四边形的感觉，如图.比较两图，其中哪些线段之间的位置关系、数量关系发生了变化？哪些没有发生变化？第101页/共114页思考2:2:把一个直角梯形水平放置

26、得其直观图如下，比较两图，其中哪些线段之间的位置关系、数量关系发生了变化？哪些没有发生变化？第102页/共114页思考3:3:画一个水平放置的平面图形的直观图，关键是确定直观图中各顶点的位置，我们可以借助平面坐标系解决这个问题.那么在画水平放置的直角梯形的直观图时应如何操作？xyCABCDxyABD第103页/共114页思考4:4:你能用上述方法画水平放置的正六边形的直观图吗？yxoABCDEF MNxyoBCADEF MNBCADEF第104页/共114页思考5:5:上述画水平放置的平面图形的直观图的方法叫做斜二测画法，你能概括出斜二测画法的基本步骤和规则吗？（1 1）建坐标系，定水平面；（

27、3 3）水平线段等长，竖直线段减半.（2 2）与坐标轴平行的线段保持平行；第105页/共114页思考6:6:斜二测画法可以画任意多边形水平放置的直观图，如果把一个圆水平放置，看起来像什么图形？在实际画图时有什么办法？第106页/共114页知识探究（二):):空间几何体的直观图的画法 思考1:1:对于柱、锥、台等几何体的直观图，可用斜二测画法或椭圆模板画出一个底面，我们能否再用一个坐标确定底面外的点的位置？z zx xo oy y第107页/共114页思考2:2:怎样画长、宽、高分别为4cm4cm、3cm3cm、2cm2cm的长方体ABCD-ABCDABCD-ABCD的直观图？ABCDzABCD

28、xyoPQABCDABCD第108页/共114页思考3:3:怎样画底面是正三角形，且顶点在底面上的投影是底面中心的三棱锥？ABCMzBCASyoxBCAS第109页/共114页思考4:4:画棱柱、棱锥的直观图大致可分几个步骤进行？画轴画底面成图画侧棱思考5:5:已知一个几何体的三视图如下，这个几何体的结构特征如何？试用斜二测画法画出它的直观图.第110页/共114页侧视图俯视图正视图zABoABo oxyxy第111页/共114页理论迁移 例 如图，一个平面图形的水平放置的斜二测直观图是一个等腰梯形，它的底角为4545，两腰和上底边长均为1 1，求这个平面图形的面积.ABCDABCD第112页/共114页作业:P P1919练习：2 2，3 3（做书上）；P P2121习题1.2A1.2A组：4 4，5.5.第113页/共114页感谢您的观看！第114页/共114页