内容正文:
专题05 三视图-考点精讲
抓牢常考点——空间几何体的表面积、体积
常见的一些简单几何体的表面积和体积公式
(1)圆柱的表面积公式:S=2πr2+2πrl=2πr(r+l)(其中r为底面半径,l为圆柱的高).
(2)圆锥的表面积公式:S=πr2+πrl=πr(r+l)(其中r为底面半径,l为母线长).
(3)柱体的体积公式:V=Sh(S为柱体的底面面积,h为高).
(4)锥体的体积公式:V=Sh(S为底面面积,h为高).
(5)球的表面积和体积公式:S=4πR2,V=πR3(R为球的半径).
[题组突破]
1.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为( )
A.(9+)π
B.(9+2)π
C.(10+)π
D.(10+2)π
2.如图是某几何体的三视图,则该几何体的体积为( )
A.6 B.9
C.12 D.8
3.堑堵,我国古代数学名词,其三视图如图所示.《九章算术》中有如下问题:“今有堑堵,下广二丈,袤一十八丈六尺,高二丈五尺,问积几何?”意思是说:“今有堑堵,底面宽为2丈,长为18丈6尺,高为2丈5尺,问它的体积是多少?”(注:一丈=十尺),答案是( )
A.25 500立方尺 B.34 300立方尺
C.46 500立方尺 D.48 100立方尺
[解题方略]
求与三视图有关的几何体的表面积或体积的步骤
(1)以三视图为载体求几何体的表面积或体积时,需要对三视图进行适当分析,还原出空间几何体.
(2)根据三视图的形状与图中所给数据,以及“正(主)视图反映几何体的长和高,侧(左)视图反映几何体的高和宽,俯视图反映几何体的长和宽”,确定原几何体中点、线、面的位置关系及主要线段的长度.
(3)利用相应的几何体表面积或体积公式进行计算.
拿下重难点——与球有关的结合体问题
考法(一) 与球有关的简单计算
与球有关的结合体问题,一种是内切,一种是外接.解题时要认真分析图形,明确切点和接点的位置,确定有关元素间的数量关系,并作出合适的截面图,如球内切于正方体,切点为正方体各个面的中心,正方体的棱长等于球的直径;球外接于正方体,正方体的顶点均在球面上,正方体的体对角线长等于球的直径.
[典例] (1)三棱锥PABC中,AB=BC=,AC=6,PC⊥平面ABC,PC=2,则该三棱锥的外接球的表面积为( )
A.π B.π
C.π D.π
(2)《九章算术》中,将底面为长方形且有一条侧棱与底面垂直的四棱锥称之为阳马;将四个面都为直角三角形的三棱锥称之为鳖臑.若三棱锥PABC为鳖臑,PA⊥平面ABC,PA=AB=2,AC=4,三棱锥PABC的四个顶点都在球O的球面上,则球O的表面积为( )
A.8π B.12π
C.20π D.24π
[解题方略]
1.几何体与球接、切问题的求解策略
(1)过球心及多面体中的特殊点(一般为接、切点)或线作截面,把空间问题转化为平面问题.
(2)利用平面几何知识寻找几何体中元素间的关系,或只画内切、外接的几何体的直观图,确定球心的位置,弄清球的半径(直径)与该几何体已知量的关系,列方程(组)求解.
2.构造长方体或正方体确定球心的途径
(1)正四面体、三条侧棱两两垂直的正三棱锥都分别可构造正方体;
(2)同一个顶点上的三条棱两两垂直的四面体、四个面都是直角三角形的三棱锥、相对的棱相等的三棱锥都分别可构造长方体或正方体;
(3)若已知棱锥中含有线面垂直关系,则可将棱锥构造成长方体或正方体.
[针对训练]
1.(2018届高三·张掖摸底)若一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的外接球的体积为( )
A.π B.π
C.π D.π
2.已知球O的半径为13,其球面上有三点A,B,C,若AB=12,AC=BC=12,则四面体OABC的体积为________.
考法(二) 与球切接有关的最值问题
与球切接有关的最值问题多涉及体积最值问题、截面面积问题.
[典例] (1)在封闭的直三棱柱ABCA1B1C1内有一个体积为V的球.若AB⊥BC,AB=6,BC=8,AA1=3,则V的最大值是( )
A.4π B.
C.6π D.
(2)已知正三棱柱(底面是正三角形,侧棱与底面垂直)的体积为3 cm3,其所有顶点都在球O的球面上,则球O的表面积的最小值为________cm2.
(3)已知点A,B,C,D均在球O上,AB=BC=,AC=2,若三棱锥DABC体积的最大值为3,则球O的表面积为________.
[解题方略]
破解与球切接有关的最值问题的两种方法
(1)结合图形分析取得最值的条件转化求解.
(2)建立目标函数转化为函数最值问题求解.
[针对训练]
1.正四面体ABCD的外接球半