内容正文:
2023版·数学
第一讲 简单几何体的
表面积和体积
专题三 立体几何
01篇 强化 8 大专题 主攻高频点
角度1 空间几何体的表面积
【例1】(1)若正三棱台上、下底面边长分别是a和2a,棱台的高为 eq \f(\r(33),6) a,则此正三棱台的侧面积为( )
A.a2 B. eq \f(1,2) a2
C. eq \f(9,2) a2 D. eq \f(3,2) a2
解析:如图,
设O1,O分别为上、下底面的中心,D,D1分别是AC,A1C1的中点,过D1作D1E⊥OD于点E.在直角梯形ODD1O1中,OD= eq \f(1,3) × eq \f(\r(3),2) ×2a= eq \f(\r(3),3) a,O1D1= eq \f(1,3) × eq \f(\r(3),2) ×a= eq \f(\r(3),6) a,∴DE=OD-O1D1= eq \f(\r(3),6) a.在Rt△DED1中,D1E= eq \f(\r(33),6) a,则D1D= eq \r((\f(\r(3),6)a)2+(\f(\r(33),6)a)2) = eq \r(\f(3,36)a2+\f(33,36)a2) =a.∴S侧=3× eq \f(1,2) (a+2a)a= eq \f(9,2) a2.
答案:C
【对点练】1.已知正四棱锥的侧面与底面所成的锐二面角为θ,若θ=30°,侧棱长为 eq \r(21) ,则( )
A.正四棱锥的底面边长为4
B.正四棱锥的底面边长为3
C.正四棱锥的侧面积为24 eq \r(3)
D.正四棱锥的侧面积为12 eq \r(3)
解析:如图,
在正四棱锥S-ABCD中,O为正方形ABCD的中心,SH⊥AB,设底面边长为2a(a>0),因为∠SHO=30°,所以OH=a,OS= eq \f(\r(3),3) a,SH= eq \f(2\r(3),3) a,在Rt△SAH中,a2+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2\r(3),3)a))
eq \s\up12(2) =21,所以a=3,底面边长为6,侧面积为S= eq \f(1,2) ×6×2 eq \r(3) ×4=24 eq \r(3) .
答案:C
答案:C
答案:C
h=R2-r=R2-R2=R2,所以h甲=R,h乙=R.根据圆锥的体积公式,可得 V甲=h甲πr=×R×R2π=R3π,V乙=h乙πr=×R×R2π=R3π,所以==,故选C.
【解题方法】———————————————————————————●
求空间几何体体积的常用方法
公式法
直接根据常见柱、锥、台等规则几何体的体积公式计算
等积法
根据体积计算公式,通过转换空间几何体的底面和高使得体积计算更容易,或是求出一些体积比等
割补法
把不能直接计算体积的空间几何体进行适当的分割或补形,转化为可计算体积的几何体
答案:B
解析:因为球的体积为36π,所以球的半径R=3,
设正四棱锥的底面边长为2a,高为h,
则l2=2a2+h2,32=2a2+(h-3)2,
所以6h=l2,2a2=l2-h2
所以正四棱锥的体积V= eq \f(1,3)Sh= eq \f(1,3)×4a2×h= eq \f(2,3)× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(l2-\f(l4,36)))× eq \f(l2,6)= eq \f(1,9)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(l4-\f(l6,36))),
所以V′= eq \f(1,9)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4l3-\f(l5,6)))= eq \f(1,9)l3 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(24-l2,6))),
答案:C
答案:A
答案:D
【对点练】1.已知球O的半径为 eq \f(\r(6),2) ,则下列结论正确的是( )
A.球O的表面积为6π
B.球O的内接正方体的棱长为1
C.球O的外切正方体的棱长为 eq \f(4,3)
D.球O的内接正四面体的棱长为
解析:球的表面积为4π× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(6),2)))
eq \s\up12(2) =4π× eq \f(6,4) =6π,A正确.
正方体的体对角线长为2× eq \f(\r(6),2) = eq \r(6) ,棱长为 eq \f(\r(6),\r(3)) = eq \r(2) ,B错误.