内容正文:
专题07 空间几何体的表面积与体积
【知识梳理】
知识点一:用斜二测画法画平面图形的直观图的步骤
(1)在已知图形中取互相垂直的x轴和y轴,两轴相交于点O,画直观图时,把它们画成对应的x′轴和y′轴, 两轴相交于点O′,且使∠x′O′y′=45°(或135°),它们确定的平面表示水平面.
(2)已知图形中平行于x轴或y轴的线段,在直观图中分别画成平行于x′轴或y′轴的线段.
(3)已知图形中平行于x轴的线段,在直观图中保持原长度不变,平行于y轴的线段,长度变为原来地一半.
知识点二:用斜二测画法画空间几何体的直观图的步骤
(1)画底面,这时使用平面图形的斜二测画法即可.
(2)画z′轴,z′轴过点O′,且与x′轴的夹角为90°,并画出高线(与原图高线相等,画正棱柱时只需要画侧棱即可),连线成图.
(3)擦去辅助线,被遮线用虚线表示.
知识点三:斜二测画法保留了原图形中的三个性质
①平行性不变,即在原图中平行的线在直观图中仍然平行;②共点性不变,即在原图中相交的直线仍然相交;③平行于x,z轴的长度不变.
知识点四、棱柱、棱锥、棱台的表面积
棱柱、棱锥、棱台是多面体,它们的各个面均是平面多边形,它们的表面积就是各个面的面积之和.计算时要分清面的形状,准确算出每个面的面积再求和.棱柱、棱锥、棱台底面与侧面的形状如下表:
项目
名称
底面
侧面
棱柱
平面多边形
平行四边形
面积=底·高
棱锥
平面多边形
三角形
面积=·底·高
棱台
平面多边形
梯形
面积=·(上底+下底)·高
知识点五、圆柱、圆锥、圆台的表面积
圆柱、圆锥、圆台是旋转体,它们的底面是圆面,易求面积,而它们的侧面是曲面,应把它们的侧面展开为平面图形,再去求其面积.
1.圆柱的表面积
(1)圆柱的侧面积:圆柱的侧面展开图是一个矩形,如下图,圆柱的底面半径为r,母线长,那么这个矩形的长等于圆柱底面周长C=2πr,宽等于圆柱侧面的母线长(也是高),由此可得S圆柱侧=C=2πr.
(2)圆柱的表面积:.
2.圆锥的表面积
(1)圆锥的侧面积:如下图(1)所示,圆锥的侧面展开图是一个扇形,如果圆锥的底面半径为r,母线长为,那么这个扇形的弧长等于圆锥底面周长C=πr,半径等于圆锥侧面的母线长为,由此可得它的侧面积是.
(2)圆锥的表面积:S圆锥表=πr2+πr.
3.圆台的表面积
(1)圆台的侧面积:如上图(2)所示,圆台的侧面展开图是一个扇环.如果圆台的上、下底面半径分别为r'、r,母线长为,那么这个扇形的面积为π(r'+r),即圆台的侧面积为S圆台侧=π(r'+r).
(2)圆台的表面积:.
知识点六、柱体、锥体、台体的体积
1.柱体的体积公式
棱柱的体积:棱柱的体积等于它的底面积S和高h的乘积,即V棱柱=Sh.
圆柱的体积:底面半径是r,高是h的圆柱的体积是V圆柱=Sh=πr2h.
综上,柱体的体积公式为V=Sh.
2.锥体的体积公式
棱锥的体积:如果任意棱锥的底面积是S,高是h,那么它的体积.
圆锥的体积:如果圆锥的底面积是S,高是h,那么它的体积;如果底面积半径是r,用πr2表示S,则.
综上,锥体的体积公式为.
3.台体的体积公式
棱台的体积:如果棱台的上、下底面的面积分别为S'、S,高是h,那么它的体积是.
圆台的体积:如果圆台的上、下底面半径分别是r'、r,高是h,那么它的体积是
.
综上,台体的体积公式为.
知识点七、球的表面积和体积
1.球的表面积
(1)球面不能展开成平面,要用其他方法求它的面积.
(2)球的表面积
设球的半径为R,则球的表面积公式 S球=4πR2.
即球面面积等于它的大圆面积的四倍.
2.球的体积
设球的半径为R,它的体积只与半径R有关,是以R为自变量的函数.
球的体积公式为.
【专题过关目录】
过关1:直观图
过关2:空间几何体的表面积
过关3:空间几何体的体积
过关4:空间几何体面积、体积综合应用与祖暅原理
【典型例题】
过关1:直观图
1.(2022·全国·高二课时练习)如图,是水平放置的△ABC的斜二测画法的直观图,其中,则△ABC是( )
A.钝角三角形 B.等腰三角形,但不是直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等边三角形
【答案】C
【解析】
【分析】
画出原图,利用原图与直观图之间的转化比例求解.
【详解】
将其还原成原图,设,则可得,
,从而,所以,
即,故是等腰直角三角形.
故选:C.
2.(2022·全国·高二课时练习)根据斜二测画法的规则画直观图时,把Ox,Oy,Oz轴画成对应的,,,则的度数分别为______,的度数分别为______.
【答案】 或;
【解析】
【分析】
由斜二测