内容正文:
§11.1.4 棱锥与棱台
学业标准
学科素养
1.理解棱锥和棱台的定义和结构特征.(重点)
2.能在棱锥和棱台中构造恰当的特征图形,研究其中的线段数量关系和位置关系.(难点)
1.通过将现实生活中的实物抽象为棱锥和棱台,培养数学抽象和直观想象核心素养;
2.通过棱锥和棱台中的数量关系的计算,主要培养数学运算核心素养.
[教材梳理]
◇导学1 棱锥的概念与几何特征
[问题1] 上图中的几何体是什么几何体?
[提示] 棱锥.
[问题2] 上图中的几何体有什么共同的结构特征?
[提示] 底面是多边形,侧面都是三角形,且有一个公共顶点.
◎结论形成
棱锥的概念与几何特征
定义
如果一个多面体有一个面是多边形,且其余各面都是有一个公共顶点的三角形,则称这个多面体为棱锥.
图形及表示
[来源:学科网ZXXK]
可记作:棱锥P ABCD或棱锥P AC.
相关
概念
棱锥的底面
是多边形的那个面.
棱锥的侧面
有公共顶点的各三角形.
棱锥的顶点
各侧面的公共顶点.
侧棱
相邻两侧面的公共边.
棱锥的高
过棱锥的顶点作棱锥底面的垂线,所得到的线段.(或它的长度)
棱锥的侧面积
棱锥所有侧面的面积之和.
分类
按底面的形状可以分为三棱锥、四棱锥、五棱锥……
正棱锥
定义
如果棱锥的底面是正多边形,且棱锥的顶点与底面中心的连线垂直于底面,则称这个棱锥为正棱锥.
斜高
侧面等腰三角形底边上的高.
特征
侧面都全等,而且都是等腰三角形,斜高也相等.
◇导学2 棱台的概念及结构特征
[问题1] 上图中的几何体是什么几何体?
[提示] 棱台.
[问题2] 棱台与棱锥有什么关系?
[提示] 棱台可以由棱锥截得.
◎结论形成
棱台的定义及机构特征
定义
用平行于棱锥底面的平面去截棱锥,所得截面与底面间的多面体称为棱台.
图形及表示
可记作:棱台ABCDA1B1C1D1.
相关
概念
棱台的底面
下底面:原棱锥的底面.
上底面:原棱锥的截面.
棱台的侧面
除上、下底面外的其余面.
侧棱
相邻两侧面的公共边.
棱台的高
过棱台一个底面上的任意一个顶点,作另一个底面的垂线所得到的线段.(或它的长度)
棱台的侧面积
棱台所有侧面的面积之和.
分类
按底面的形状可以分为三棱台、四棱台、五棱台……
正棱台
定义
由正棱锥截得的棱台.
高
上下两底面中心的连线.
斜高
侧面等腰梯形的高.
特征
侧面都全等,而且都是等腰梯形,斜高也相等.
[基础自测]
1.下面四个几何体中,是棱台的是
解析 A项中的几何体是棱柱;B项中的几何体是棱锥;D项中的几何体的棱AA′,BB′,CC′,DD′没有交于一点,则D项中的几何体不是棱台;很明显C项中的几何体是棱台.
答案 C
2.(多选题)如图所示的几何体,关于其结构特征,下列说法正确的是
A.该几何体是由两个同底的四棱锥组成的
B.该几何体有12条棱、6个顶点
C.该几何体有8个面,并且各面均为三角形
D.该几何体有9个面,其中一个面是四边形,其余均为三角形
解析 面ABCD不是几何体的面,该几何体有8个面.
答案 ABC
3.下列命题中正确的是________.
①底面是正多边形的棱锥为正棱锥;
②各侧棱都相等的棱锥为正棱锥;
③各侧面都是全等的等腰三角形的棱锥是正棱锥;
④底面是正多边形,并且顶点在底面上的投影是底面中心的棱锥是正棱锥.
解析 ①不能保证顶点在底面上的投影为底面正多边形的中心,
②不能保证底面为正多边形,
③不能保证这些全等的等腰三角形的腰长都作为侧棱长,故①②③都不正确.只有④正确.
答案 ④
4.下列说法正确的有________.(填序号)
①棱锥的侧面为三角形,且所有侧面都有一个公共点;
②棱台的侧面有的是平行四边形,有的是梯形;
③棱台的侧棱所在直线均相交于同一点.
解析 棱锥是由棱柱的一个底面收缩为一个点而得到的几何体,因而其侧面均是三角形,且所有侧面都有一个公共点,故①对.棱台是棱锥被平行于底面的平面所截后,截面与底面之间的部分,因而其侧面均是梯形,且所有的侧棱延长后均相交于一点(即原棱锥的顶点),故②错,③对.因而正确的有①③.
答案 ①③
题型一 棱锥、棱台的结构特征
[例1] 下列关于棱锥、棱台的说法:
①用一个平面去截棱锥,底面和截面之间的部分组成的几何体叫棱台.
②棱台的侧面一定不会是平行四边形.
③棱锥的侧面只能是三角形.
④由四个面围成的封闭图形只能是三棱锥.
⑤棱锥被平面截成的两部分不可能都是棱锥,其中正确说法的序号是________.
[自主解答] ①错误,若平面不与棱锥底面平行,用这个平面去截棱锥,棱锥底