2017-2018学年北师大版高中数学必修二第一二章学案.pdf
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1、2 0 1 7-2 0 1 8 学年北师大版高中数学必修2 学案目 录 第一章立体几何初步l.i简单几何 第一章立体几何初步1.2直观图 第一章立体几何初步1.3三视图 第一章立体几何初步1.4空间图形的基本关系与公理 第一章立体几何初步1.5平行关系 第一章立体几何初步1.6垂直关系 第一章立体几何初步1.7简单几何体的再认识 第二章解析几何初步2.1直线与直线的方程 第二章解析几何初步2.2圆与圆的方程 第二章解析几何初步2.3空间直角坐标系第1课时简单旋转体几种简单旋转体名称定义图形表示相关概念球以半圆的直径所在的直线为旋转轴,将半圆旋转所形成的曲面叫作球面,球面所围成的几何体叫作球体,
2、简称球111球心:半圆的圆心球的半径:连接球心和球面上任意一点的线段球的直径:连接球面上两点并且过球心的线段圆柱以矩形的一边所在的直线为旋转轴,其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫作圆柱士轴底面fc 底面圆柱圆锥以直角三角形的一条直角边所在的直线为轴 游,底面:圆锥高:在旋转轴上这条边的长度底面:垂直于旋转轴的边旋转而成的圆面侧面:不垂直于旋转轴的边旋转而成的曲面母线:不垂直于旋转轴的边旋转,无论转到什么位置都叫作侧面的母线旋转轴,其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫作圆锥圆台以直角梯形垂直于底底面4底 面:圆台边的腰所在的直线为旋转轴,其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫作圆台
3、问题思考1.铅球和乒乓球都是球吗?提示:铅球是球,乒乓球不是球,铅球是实心球,符合球的定义,乒乓球是空心球,不符合球的定义.2.圆台的母线一定交于一点吗?1提示:圆台可以看作用平行于底面的平面去截圆锥得到的.因此圆台的母线一定交于一点.3.你能说出圆柱、圆锥、圆台之间的关系吗?提示:圆柱、圆锥、圆台的形状不同,它们之间既有区别又有联系,并且在一定条件下可以相互转化.当圆台的下底面保持不变,而上底面越来越大时,圆台就越来越接近于圆柱,当上底面增大到与下底面相同时,圆台转化为圆柱,当圆台的上底面越来越小时,圆台就越来越接近于圆锥,当上底面收缩为一个点时,圆台就转化为圆锥了.知 识 点 1简单旋转体
4、的概念-K重 点 知 识讲透练会】|讲一讲1.下列叙述正确的个数是()以直角三角形的一边为轴旋转所得的旋转体是圆锥;以直角梯形的一腰为轴旋转所得的几何体是圆台;半圆绕其直径所在直线旋转一周形成球.A.0 B.1 C.2 D.3 尝试解答 解析:选 A应以直角三角形的一条直角边所在直线为旋转轴旋转才可得到圆锥,以直角三角形的斜边所在直线为旋转轴旋转得到的几何体如图1,故错;以直角梯形垂直于底边的一腰所在直线为旋转轴旋转可得到圆台,以直角梯形的不垂直于底的腰所在直线为旋转轴旋转得到的几何体如图2,故错;半圆面绕其直径所在直线旋转一周形成球,故错.类 题 通东对旋转体定义的理解要准确,认清不同的旋转
5、轴、截面的作用有所不同,判断时要抓住几何体的结构特征,认真分析、对比判别.练一练21.下列命题正确的是(A.过圆锥侧面上一点有无数条母线B.在圆锥的侧面上画出的线段只能是曲线段不能是直线段C.圆台的母线有无数条,它们都互相平行D.以一个等腰梯形上、下底的中点的连线为旋转轴,将各边旋转1 8 0 形成的曲面围成的儿何体是圆台解析:选 D A不正确,当该点不在顶点处时,只有一条母线;B不正确,因为所有母线都是直线段;C不正确,因为所有母线延长后相交于一点;D正确,符合圆台的结构特征.知 识 点 2平面图形的旋转问题K重 点 知 识 讲迂练会】I讲一讲2.如图,请描述(1),(2)中/围绕/旋转一周
6、形成的空间几何体及曲面.3L 尝试解答 解:(1)旋转形成的几何体是一个圆环,形成的曲面是一个封闭的圆环曲面,形如自行车的轮胎.(2)旋转形成的几何体是一个球,形成的曲面是一个球面.类 题 通法(1)判断平面图形旋转后立体图形的形状,应根据平面图形的特点判断.(2)由立体图形判断几何体是由什么样的平面图形旋转而成的,关键是看该立体图形是由哪些简单几何体构成的,然后通过轴截面的形状作出判断.练一练2.若将例题中图形改为如图所示,形成的几何体又是怎样的呢?3d3(1)解:旋转而成的几何体如图所示.3|解 题 高 于l易 错 题 审题要严.做题要细.一招不慎.满盘皆输.试试能.否走出迷宫!用一个平面
7、去截圆柱,截面是什么图形?错解 截面是圆.错因 本题错解原因有两个:一是截面与底面的位置关系考虑不全面;二是没有真正把握圆柱是一种几何体,而几何体是封闭的实体.正解 如图所示,截面是圆面或者是椭圆面(或椭圆面的一部分)或者是矩形面.fcncenglianiii gu6cntincng 分层练习 固本提能训练提能区、学业水平达标1 .给出下列命题:在圆柱的上、下底面的圆周上各取一点,则这两点的连线是圆柱的母线;圆锥的顶点与底面圆周上任意一点的连线是圆锥的母线;在圆台的上、下两底面圆周上各取一点,则这两点的连线是圆台的母线;圆柱的任意两条母线所在的直线是互相平行的.其中正确的是()A.B.C.D.
8、解析:选D依据圆柱、圆锥和圆台的定义及母线的性质可知,正确,错误.2 .截一个几何体,各个截面都是圆面,则这个几何体一定是()A.圆柱 B.圆锥C.球 D.圆台解析:选C由球的性质可知,用平面截球所得的截面都是圆面.3 .有下列三个命题:圆柱是将矩形旋转一周所得的几何体;圆台的任意两条母线的延长线,可能相交也可能不相交;圆锥的轴截面是等腰三角形.其中错误命题的个数是()A.0 B.1C.2 D.3解析:选C将矩形的一边作为旋转轴旋转一周得到的几何体是圆柱.圆台的两条母线的延长线必相交,故错误,是正确的.4 .过 球 面 上 两 点 可 能 作 出 的 球 的 大 圆 有.解析:若两个点与圆心不
9、共线,则有且只有1个,若两个点与圆心共线,则有无数个.答案:一个或无数个5 .平 行 于 圆 锥 的 底 面 的 平 面 截 这 个 圆 锥 所 得 的 截 面 是.答案:圆面6 .如图所示几何体可看作由什么图形旋转3 6 0。得到?画出平面图形和旋转轴.0 课下能力提升(一)一、选择题1 .给出以下说法:圆台的上底面缩小为一点时(下底面不变),圆台就变成了圆锥;球面就是球;过空间四点总能作一个球.其中正确说法的个数是()A.0 B.1C.2 D.3解析:选B根据圆锥和圆台的形状之间的联系可知正确;球面是曲面,球是球体的简称,是实心的几何体,故不正确;当空间四点在同一条直线上时,过这四点不能作
10、球,故不正确.52.将一个等腰梯形绕着它较长的底边所在的直线旋转一周,所得几何体由下面哪些简单几何体构成()A.一个圆台和两个圆锥B.两个圆台和一个圆锥C.两个圆柱和一个圆锥I).一个圆柱和两个圆锥解析:选D把等腰梯形分割成两个直角三角形和一个矩形、由旋转体的定义可知所得几何体.3 .下图是由哪个平面图形旋转得到的()解析:选A图中给出的组合体是一个圆台上接一个圆锥,因此平面图形应由一个直角三角形和一个直角梯形构成,并且上面应是直角三角形,下面应是直角梯形.4 .以下几何体中符合球的结构特征的是()A.足球C.乒乓球B.篮球D.铅球解析:选D因为球包括球面及球体内部(即实心).而足球、篮球、乒
11、乓球都是中空的,可视为球面,铅球是球体,符合球的结构特征.5 .如图所示的几何体由一个圆柱挖去一个以圆柱的上底面为底面,下底面圆心为顶点的圆锥而得到的.现用一个竖直的平面去截这个几何体,则所截得的图形可能是()A.(1)(2)C.(1)(4)D.(1)(5)解析:选D轴截面为(1),平行于圆锥轴截面的截面是(5).二、填空题6 .直角三角形围绕其斜边所在的直线旋转得到的旋转体由 组成.解析:所得旋转体如图,是由两个圆锥组成的.6答案:两个圆锥7 .给出下列四个命题:夹在圆柱的两个平行截面间的几何体还是一个旋转体;圆锥截去一个小圆锥后剩余部分是圆台;通过圆台侧面上一点,有无数条母线.其中正确命
12、题 的 序 号 是.解析:错误,没有说明这两个平行截面的位置关系,当这两个平行截面与底面平行时正确,其他情况则结论是错误的,如图(1).正确,如图(2).错误,通过圆台侧面上一点,只有一条母线,如图(3).8 .圆台两底面半径分别是2 c m 和 5 c m,母线长是3/c m,则它的轴截面的面积是解析:画出轴截面,如图,过力作4 以 比 于 贝 1 8452=3(0 1 1),4 仁、/斤一 6/=9(c m),SB a A s a=6 3 (c m-).答案:6 3 c m2三、解答题9 .如图,将曲边图形4 6 0 定绕月6 所在的直线旋转一周,由此形成的几何体是由哪些简单的几何体构成的
13、?其中缪/笈曲边应为四分之一圆周且圆心在加 上.B-/_ _ _EX V解:将直线段4 6,B C,5 及曲线段座分别绕月 所在的直线旋转,如下图中的左图所示,它们分别旋转得圆锥、圆台、圆柱以及半球.7一 旺 灯 i=t-1 0.如图所示的四个几何体中,哪些是圆柱与圆锥,哪些不是,并指出圆柱与圆锥的结构名称.解:是圆锥,圆面力必是圆锥的底面,SO是圆锥的高.S A,防是圆锥的母线.是圆柱,圆面4 0 B和圆面力如分别为上、下底面.0 。为圆柱的高,/A与B B为圆柱的母线.不是圆柱,不是圆锥.第 2 课时简单多面体核心必知自读教材找关键 弱H问题思考辨析问题解疑惑 7 zizfiuK.ucK.
14、i ifiu t izhugan 自 主 学 习 梳 理 主 干 核心必知1.简单多面体的定义把由若干个平面多边形围成的几何体叫作多面体.2.几种常见的简单多面体预习导引区名称定义图形表示相关概念8棱 柱两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,这些面围成的几何体叫作棱柱侧棱不垂直于底面.的棱柱叫作斜棱柱侧棱垂直于底面的棱柱叫作直棱柱底面是正多边形的直棱柱叫作正棱柱侧杉N侧底棱J i z高底面:两个互相平行的面侧面:除底面外的其余各面棱:相邻两个面的公共边侧棱:相邻两个侧面的公共边顶点:底面多边形与侧面的公共顶点高:与两个底面都垂直的直线夹在两底面间的线段长棱
15、 锥有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面围成的几何体叫作棱锥底面是正多边形,各侧面全等的棱锥叫作正棱锥,顶 点侧 棱 小侧面之 高底面4-4 -;-底面:棱锥中的多边形面侧面:除底面外的其余各面侧棱:相邻侧面的公共边顶点:各侧面的公共点高:过顶点作底面的垂线,顶点和垂足间的线段长续表名称定义图形表示相关概念棱 台用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面与截面之间的部分叫作棱台用正棱锥截得的棱台叫作正棱台,正棱台的侧面是全等的等腰梯形.底面侧 楼/二 侧1%厂流、底面:原棱锥的底面和截面叫作棱台的下底面和上底面侧面:除底面外的其余各面侧棱:相邻侧面的公共边9高:与两个底
16、面都垂直的直线夹在两底面间的线段长 问题思考1.如图所示的几何体是不是锥体,为什么?提示:不是锥体.因为锥体的各侧棱必交于一点,而此物体不具备这一特征,所以不是锥体.2.”有一个面是多边形,其余各面都是三角形”的几何体一定是棱锥吗?提示:棱锥有一个面是多边形,其余各面都是三角形.但是也要注意“有一个面是多边形,其余各面都是三角形”的几何体未必就是棱锥,如图所示的几何体满足各面都是三角形,但这个几何体不是棱锥.师生共研突破重难 ffiisfienggongyan tupozhongnan知识突破 一I重点知识步 步 探 究 稳 根 基能力提升I拔高知识深 化 提 能 夺 高 分知 识 点1简单旋
17、转体的概念-K重 点知识讲透练会】|讲一讲1.给出下列几个结论:长方体一定是正四棱柱;棱锥的侧面为三角形,且所有侧面都有一个公共顶点;多面体至少有四个面;棱台的侧楼所在直线均相交于同一点.10其中,错误的个数是()A.0 B.1 C.2 D.3 尝试解答 选B对于,长方体的底面不一定是正方形,故错,显然是正确的;对于,一个图形要成为空间几何体,至少需有四个顶点.当有四个顶点时,易知它可围成四个面,因而一个多面体至少应有四个面,而且这样的面必是三角形,故是正确的;对于,棱台的侧棱所在的直线就是截得原棱锥的侧棱所在的直线,而棱锥的侧棱都有一个公共的点,即棱锥的顶点,于是棱台的侧棱所在的直线均相交于
18、同一点,故是正确的.类 题 通盛认识、判断一个几何体的结构特征,主要从它的侧面、侧棱、底面等角度描述,因此只有理解并掌握好各几何体的概念,才能认清其属性.练一练1.下列命题中正确的是()A.有两个面平行,其余各面都是四边形的几何体叫棱柱B.有两个面平行,其余各面都是平行四边形的几何体叫棱柱C.一个棱柱至少有五个面、六个顶点、九条棱D.棱柱的侧棱长有的都相等,有的不都相等解析:选C A、B都不能保证侧棱平行这个结构特征,对于D,由棱柱的结构特征知侧棱都相等,一个最简单的棱柱是三棱柱,有五个面、六个顶点、九条棱.平面图形的旋转问题-K重 点 知 识讲运练会X讲一讲2.如图几何体中,四边形4 4 6
19、历为边长为3的正方形,C G=2,C G 4 4,CG/B R,请你判断这个几何体是棱柱吗?若是棱柱,指出是几棱柱.若不是棱柱,请你试用一个平面截去一部分,使剩余部分是一个侧棱长为2的三棱柱,并指出截去的几何体的特征,在立体图中画出截面.知识点2A 3 4 尝试解答 这个几何体的所有面中没有两个互相平行的面,A E Ai.这个几何体不是棱柱.在四边形4 6 6 M中,在4 4上 取 点 使4 =2:在能上取点F,使 跖 =2;连接E F,C F,则过点G,E,尸的截面将几何体分成两部分,其中一部分是棱柱/品以匕,其侧棱长为2;截去的部分是一个四棱锥G-必归凡如图.11美 题 通乐认识一个几何体
20、,要看它的结构特征,并且要结合它的面的具体形状,棱与棱之间的关系,分析它符合哪种几何体的结构特征或是由哪些几何体组合而成的几何体,并能用适当的平面将其分割开.练一练2.如图,将装有水的长方体水槽固定底面一边后将水槽倾斜一个小角度,则倾斜后水槽中的水形成的几何体是()A.棱柱B.棱台C.棱柱与棱锥组合体D.不能确定解析:选A将过固定的一边的两端点的互相平行的两个侧面作为棱柱的底面,其他面作为棱柱的侧面来看待,正好符合棱柱的结构特征.3.如图是一个矩形的游泳池,池底为一斜面,装满水后形成的几何体可由哪些简单几何体组成?解:该几何体可由一个长方体补上一个三棱柱得到(如图);也可以由长方体切割去一个三
21、棱柱得到(如图).|解题高手|围错题图 图审题要严,做题要细,一招不慎,满盘皆榆.试试能否走出迷宫!有两个面互相平行,其余各面都是平行四边形,由这些面围成的几何体是棱柱吗?错解 因为棱柱的两个底面平行,其余各面都是平行四边形,所以所围成的几何体是棱柱.错因 棱柱的定义是这样的:有两个面互相平行,其余各面都是平行四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面围成的几何体叫做棱柱.显然题中漏掉了“并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行”这一条件,因此所围成的几何体不一定是棱柱.定义都是非常严格的,只要不满足所有的条件就会有特殊的例子出现.这提醒我们必须12严格按照定义判定.正解 满足题目
22、条件的几何体不一定是棱柱,如图所示.达标练 一I学业水平小测,让学生趁热打铁消化所学,既练速度又练准度能力练I课下能力提升,提速提能,每课一检测,步步为营步步赢jc n c e n g li a n i z i g u6 c n ti n tn g 分层练习 固本提能训练提能区、学业水平达标1 .下列说法正确的有()用一个平面去截棱锥,棱锥底面和截面之间的部分是棱台两个底面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体是棱台有两个面互相平行,其余四个面都是等腰梯形的六面体是棱台A.0个 B.1个 C.2个 D.3个解析:选A中的平面不一定平行于底面,故错;可用反例(如下图所示)加以检验,故均不对.2 .
23、棱台不一定具有的性质是()A.两底面相似 B.侧面都是梯形C.侧棱都相等 D.侧棱延长后都交于一点解析:选C只有正棱台的侧棱都相等.3 .下列几何体中棱柱的个数为()13A.5 B.4 C.3 D.2解析:选D由棱柱的定义及特征知为棱柱.4 .用6根长度相等的木棒,最多可以搭成 个三角形.解析:用三根木棒,摆成三角形,用另外3根木棒,分别从三角形的三个顶点向上搭起,搭成一个三棱锥,共有4个三角形.答案:45 .如图所示的几何体,关于其结构特征,下列说法不正确的是.该几何体是由两个同底的四棱锥组成的几何体;该儿何体有1 2条棱、6个顶点;该几何体有8个面,并且各面均为三角形;该几何体有9个面,其
24、中一个面是四边形,其余均为三角形.解析:用平面/腼可将该几何体分割成两个四棱锥,因此它是这两个四棱锥的组合体,因而四边形力6(力是它的一个截面而不是一个面,故填.答案:6 .如图所示为长方体4 8 8 B C D,E、尸 分 别 为 棱 8、C D 上的点,且B E=C E当用平面比电把这个长方体分成两部分后,各部分形成的多面体还是棱柱吗?如果不是,请说明理由.解:截 面 喏 上 方 部 分 是 棱 柱,为 棱 柱 戚 一。,其中跳夕 和 C R 是底面.截 面8。下方部分也是棱柱,为棱柱4应 卬-DCFD,其 中 四 边 形 和 四 边 形DCFD,是底面.一课下能力提升(二)14一、选择题
25、1 .用一个平面去截一个三棱锥,截面形状是()A.四边形 B.三角形C.三角形或四边形 D.不可能为四边形解析:选 C 如果截面截三棱锥的三条棱,则截面形状为三角形(如图),如果截面截三棱锥的四条棱则截面为四边形(如图).图 图2 .若正棱锥的底面边长和侧棱长相等,则该棱锥一定不是()A.三棱锥 B.四棱锥C.五棱锥 D.六棱锥解析:选 D 解答本题要看所给的四种棱锥中能否使所有的棱长都相等.3 .在四棱锥的四个侧面中,直角三角形最多可有()A.1 个 B.2个 C.3个 D.4个解析:选 D 如图所示,在长方体4%4 身G4中,取四棱锥4Tm9,则此四棱锥的四个侧面都是直角三角形.4 .观察
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