内容正文:
立体几何
题
二
专
小题考情分析 大题考情分析
常考点 空间几何体的表面积与体积(5年4考) 本专题在高考大题中的考查非常稳定,主要是线线、线面、面面的平行与垂直的证明,一般第(1)问是线面平行的证明,第(2)问是线线垂直或面面垂直的证明,考查形式单一,难度一般.
偶考点 简单几何体与球的切接问题
[江苏卷5年考情分析]
——立体几何中的计算
小 题 考 法
一
讲
第
空间几何体的表面积与体积
考点(一)
主要考查柱体、锥体以及简单组合体的表面积与体积.
[题组练透]
1.(2019·江苏高考)如图,长方体ABCDA1B1C1D1的体积是120,E为CC1的中点,则三棱锥EBCD的体积是________.
解析:设长方体中BC=a,CD=b,CC1=c,则abc=120,
∴ VEBCD=eq \f(1,3)×eq \f(1,2)ab×eq \f(1,2)c=eq \f(1,12)abc=eq \f(1,12)×120=10.
答案:10
2.(2018·苏锡常镇二模)已知直四棱柱底面是边长为2的菱形,侧面对角线的长为2eq \r(3),则该直四棱柱的侧面积为________.
解析:由题意得,直四棱柱的侧棱长为eq \r((2\r(3))2-22)=2eq \r(2),所以该直四棱柱的侧面积为S=cl=4×2×2eq \r(2)=16eq \r(2).
答案:16eq \r(2)
3.(2018·江苏高考)如图所示,正方体的棱长为2,以其所有面的中心为顶点的多面体的体积为________.
解析:由题意知所给的几何体是棱长均为eq \r(2)的八面体,它是由两个有公共底面的正四棱锥组合而成的,正四棱锥的高为1,所以这个八面体的体积为2V正四棱锥=2×eq \f(1,3)×(eq \r(2))2×1=eq \f(4,3).
答案:eq \f(4,3)
4.(2018·南通、泰州一调)如图,铜质六角螺帽毛坯是由一个正六棱柱挖去一个圆柱所构成的几何体.已知正六棱柱的底面边长、高都为4 cm,圆柱的底面积为9eq \r(3) cm2.若将该螺帽熔化后铸成一个高为6 cm的正三棱柱零件,则该正三棱柱的底面边长为________cm(不计损耗).
解析:由题意知,熔化前后的体积相等,熔化前的体积为6×eq \f(\r(3),4)×42×4-9eq \r(3)×4=60eq \r(3) (cm3),设所求正三棱柱的底面边长为x cm,则有eq \f(\r(3),4)x2·6=60eq \r(3),解得x=2eq \r(10),所以所求边长为2eq \r(10) cm.
答案:2eq \r(10)
5.(2019·苏北三市一模)已知正四棱锥的底面边长为2eq \r(3),高为1,则该正四棱锥的侧面积为________.
解析:易知正四棱锥的斜高为eq \r(12+(\r(3))2)=2,所以该正四棱锥的侧面积为4×eq \f(1,2)×2eq \r(3)×2=8eq \r(3).
答案:8eq \r(3)
[方法技巧]
求几何体的表面积及体积的解题技巧
(1)求几何体的表面积及体积问题,可以多角度、多方位地考虑,熟记公式是关键所在.求三棱锥的体积时,等体积转化是常用的方法,转化原则是其高易求,底面放在已知几何体的某一面上.
(2)求不规则几何体的体积,常用分割或补形的思想,将不规则几何体转化为规则几何体以易于求解.
考点(二)
简单几何体与球的
切接问题
主要考查简单几何体与球切接时的表面积、体积的计算问题,以及将空间几何体的问题转化为平面几何图形的关系的能力.
[题组练透]
1.(2017·江苏高考)如图,在圆柱O1O2内有一个球O,该球与圆柱的上、下底面及母线均相切.记圆柱O1O2的体积为V1,球O的体积为V2,则eq \f(V1,V2)的值是________.
解析:设球O的半径为R,因为球O与圆柱O1O2的上、下底面及母线均相切,所以圆柱的底面半径为R、高为2R,所以eq \f(V1,V2)=eq \f(πR2·2R,\f(4,3)πR3)=eq \f(3,2).
答案:eq \f(3,2)
2.(2019·南通等七市二模)设P,A,B,C为球O表面上的四个点,PA,PB,PC两两垂直,且PA=2 m,PB=3 m,PC=4 m,则球O的表面积为________m2.
解析:根据题意,可知三棱锥PABC是长方体的一个角,该长方体的外接球就是经过P,A,B,C四点的球,∵PA=2,PB=3,PC=4,
∴长方体的对角线的长为eq \r(PA2+PB2+PC2)=eq \r(29),
即外接球的直径2R=eq \r(29),可得R=eq \f(\r(29),2),
因此,外接球的表面积为S=4πR2=4π