内容正文:
专题06几何体的面积与体积问题
1.(2019·全国高考真题(理))已知三棱锥P-ABC的四个顶点在球O的球面上,PA=PB=PC,△ABC是边长为2的正三角形,E,F分别是PA,AB的中点,∠CEF=90°,则球O的体积为( )
A.
B.
C.
D.
2.(2018·全国高考真题(理))设
是同一个半径为4的球的球面上四点,
为等边三角形且其面积为
,则三棱锥
体积的最大值为( )
A.
B.
C.
D.
3.(2019·天津高考真题(文))已知四棱锥的底面是边长为
的正方形,侧棱长均为
.若圆柱的一个底面的圆周经过四棱锥四条侧棱的中点,另一个底面的圆心为四棱锥底面的中心,则该圆柱的体积为__________.
4.(2019·全国高考真题(理))学生到工厂劳动实践,利用
打印技术制作模型.如图,该模型为长方体
挖去四棱锥
后所得的几何体,其中
为长方体的中心,
分别为所在棱的中点,
,
打印所用原料密度为
,不考虑打印损耗,制作该模型所需原料的质量为___________
.
5.(2018·全国高考真题(文))如图,在平行四边形
中,
,
,以
为折痕将△
折起,使点
到达点
的位置,且
.
(1)证明:平面
平面
;
(2)
为线段
上一点,
为线段
上一点,且
,求三棱锥
的体积.
一、考向分析:
二、考向讲解
(一)几何体的面积问题
关于几何体的面积问题的考查,主要考向有:
1.多面体:其表面积是各个面的面积之和.
2.旋转体:其表面积等于侧面面积与底面面积的和.
3.简单组合体:应搞清各构成部分,并注意重合部分的删、补.
典例1. (2018·全国高考真题(文))已知圆柱的上、下底面的中心分别为
,
,过直线
的平面截该圆柱所得的截面是面积为8的正方形,则该圆柱的表面积为( )
A.
B.
C.
D.
典例2. (2018·全国高考真题(理))已知圆锥的顶点为
,母线
,
所成角的余弦值为
,
与圆锥底面所成角为45°,若
的面积为
,则该圆锥的侧面积为__________.
(二)几何体的体积问题
几何体的体积问题考向主要有:
1. 规则几何体:若所给定的几何体是柱体、锥体或台体等规则几何体,则可直接利用公式进行求解.其中,求三棱锥的体积常用等体积转换法
2.不规则几何体:若所给定的几何体是不规则几何体,则将不规则的几何体通过分割或补形转化为规则几何体,再利用公式求解;
典例3.(2018·全国高考真题(文))已知圆锥的顶点为
,母线
,
互相垂直,
与圆锥底面所成角为
,若
的面积为
,则该圆锥的体积为__________.
典例4. (2019·江苏高考真题)如图,长方体
的体积是120,E为
的中点,则三棱锥E-BCD的体积是_____.
(三)三视图与几何体的面积、体积
三视图与几何体的面积、体积主要考向有:
1. 三视图与几何体的面积问题:解题的关键是根据三视图,想象出原几何体及几何体中各元素间的位置关系及数量关系;
2. 三视图与几何体的体积问题:若以三视图的形式给出几何体,则应先根据三视图得到几何体的直观图,然后根据条件求解.
典例5.(2019年高考浙江卷)祖暅是我国南北朝时代的伟大科学家,他提出的“幂势既同,则积不容异”称为祖暅原理,利用该原理可以得到柱体的体积公式V柱体=Sh,其中S是柱体的底面积,h是柱体的高.若某柱体的三视图如图所示(单位:cm),则该柱体的体积(单位:cm3)是( )
A.158
B.162
C.182
D.324
典例6.(安徽省示范高中(皖江八校)2018届第八联考)某棱锥的三视图如下图所示,则该棱锥的外接球的表面积为( )
A. B. C. D.
(四)面积、体积中的数学文化
典例7.(2018·河南高考模拟(文))我国古代数学名著《九章算术》中“开立圆术”曰:置积尺数,以十六乘之,九而一,所得开立方除之,即立圆径.“开立圆术”相当于给出了已知球的体积
,求其直径
的一个近似公式
,人们还用过一些类似的近似公式,根据
判断,下列近似公式中最精确的一个是( )
A.
B.
C.
D.
典例8.(2019·四川树德中学高三月考(理))魏晋时期数学家刘徽在他的著作
九章算术注
中,称一个正方体内两个互相垂直的内切圆柱所围成的几何体为“牟合方盖”,刘徽通过计算得知正方体的内切球的体积与“牟合方盖”的体积之比应为
:
若正方体的棱长为2,则“牟合方盖”的体积为
A.16
B.
C.
D.
(五)几何体的面积与体积中最值(范围)问题
几何体的面积与体积中最值(范围)问题主要考向有:
1.与不等式的交汇问题;
2.与函数、导数的交汇.
3.实际应用中的面积、体积问题.
典例9.(2017·全国高考真题(理)