内容正文:
第1讲 空间几何体的三视图、表面积与体积
考点一 空间几何体的三视图——识图、想图、构图,“原形毕露”
一个物体的三视图的排列规则
俯视图放在正视图的下面,长度与正视图的长度一样;侧视图放在正视图的右面,高度与正视图的高度一样,宽度与俯视图的宽度一样.即“长对正、高平齐、宽相等”.
例 1 [2022·贵州省贵阳五校联合考试]一个正方体截去两个角后所得几何体的正视图、俯视图如图所示,则其侧视图为( )
答案:C
解析:由正视图、俯视图可得几何体的直观图如图所示,
∴侧视图如下图所示,
故选C.
归纳总结
由三视图还原到直观图的思路
[注意] 三视图中的虚线表示几何体中看不到的线.
对点训练
[2021·全国甲卷]在一个正方体中,过顶点A的三条棱的中点分别为E,F,G.该正方体截去三棱锥A-EFG后,所得多面体的三视图中,正视图如图所示,则相应的侧视图是( )
答案:D
解析:根据题目条件以及正视图可以得到该几何体的直观图,如图,结合选项可知该几何体的侧视图为D.
考点二 空间几何体的表面积与体积——找特征、求标量、代公式,割补相济
1.柱体、锥体、台体的侧面积公式
(1)S直棱柱侧=________(c为底面周长,h为高);
(2)S正棱锥侧=______(c为底面周长,h′为斜高);
(3)S正棱台侧=________(c′,c分别为上、下底面的周长,h′为斜高).
ch
ch′
(c+c′)h′
2.柱体、锥体、台体的体积公式
(1)V柱体=________(S为底面面积,h为高),
(2)V锥体=________(S为底面面积,h为高);
(3)V台体=_____________ (S,S′分别为上、下底面面积,h为高).
3.球的表面积和体积公式
(1)S球表=________(R为球的半径);
(2)V球=________(R为球的半径).
Sh
Sh
(S++S′)h
4πR2
πR3
角度 1 求空间几何体的表面积
例 2 [2021·北京卷]某四面体的三视图如图所示,该四面体的表面积为( )
A. B.4
C.3+ D.2
答案:A
解析:根据三视图可得如图所示的几何体正三棱锥O ABC,
其侧面为等腰直角三角形,底面为等边三角形,
由三视图可得该正三棱锥的侧棱长为1,
故其表面积为3××1×1+2=,
故选A.
归纳总结
求多面体的表面积 只需将它们沿着棱“剪开”并展成平面图形,利用求平面图形面积的方法求多面体的表面积
求旋转体的表面积 可以从旋转体的形成过程及其结构特征入手,将其展开后求表面积,但要搞清楚它们的底面半径、母线长与对应侧面展开图中的边长关系
求不规则几何体的表面积 通常将所给几何体分割成基本的柱体、锥体、台体,先求出这些基本的柱体、锥体、台体的表面积,再通过求和或作差,求出所给几何体的表面积
角度2 求空间几何体的体积
例 3 [2022·全国甲卷]如图,网格纸上绘制的是一个多面体的三视图,网格小正方形的边长为1,则该多面体的体积为( )
A.8 B.12 C.16 D.20
答案:B
解析:如图,将三视图还原成直观图.该直观图是一个侧放的直四棱柱ABCD-A1B1C1D1,底面ABCD是直角梯形,AD⊥AB,AB∥DC,AD=DC=2,AB=4,AA1=2.所以底面面积S==6,设该直四棱柱的高为h,则该几何体的体积V=Sh=6×2=12.故选B.
归纳总结
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
对点训练
1.[2022·浙江湖州模拟预测]如图,某多面体的体积是,其三视图如图所示,则正视图中的高a=( )
A.1 B. C. D.
答案:B
解析:由三视图还原出原几何体为三棱锥,如图所示,
结合三视图得该三棱锥体积为:V=×2×2×a=,所以a=.故选B.
2.[2022·浙江三模]某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm3)是( )
A. B.2 C.3 D.
答案:C
解析:从三视图可以得到直观图为直六棱柱,如图所示,
在俯视图中,可以求出底面积为S=2××1×1+=3,从正视图和侧视图可知直六棱柱的高为1,所以该几何体的体积是V=3×1=3.故选C.
考点三 多面体与球的切、接问题——找“切”点,抓“接”点,与半径相“联”
几何体与球组合体的结论
(1)正方体的棱长为a,球的半径为R.
①正方体的外接球,则2R=a;
②正方体的内