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第20讲 空间几何体
基础训练
第20讲 空间几何体
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名称 棱柱 棱锥 棱台
图形
底面 互相平行
且全等 多边形 互相平行
且相似
侧棱 平行且相等 相交于一点,
但不一定相等 延长线交于一点
侧面形状 平行四边形 三角形 梯形
1.空间几何体的结构特征
(1)多面体的结构特征
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名称 圆柱 圆锥 圆台 球
图形
母线 互相平行且相等,垂直于底面 相交于一点 延长线交于一点
轴截面 全等的矩形 全等的等腰
三角形 全等的等腰
梯形 圆
侧面展
开图 矩形 扇形 扇环
(2)旋转体的结构特征
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圆柱 圆锥 圆台
侧面展开图
侧面积公式 S圆柱侧=2πrl S圆锥侧=πrl S圆台侧=
π(r1+r2)l
2.圆柱、圆锥、圆台的侧面展开图及侧面积公式
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3.空间几何体的表面积与体积公式
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4.方法技巧
(1)求解几何体表面积的类型及求法
求多面体
的表面积 只需将它们沿着棱“剪开”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几何特征入手,将其展开后求表面积,但要搞清它们的底面半径、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
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(2)求体积的常用方法
直接法 对于规则的几何体,利用相关公式直接计算
割补法 首先把不规则的几何体分割成规则的几何体,然后进行体积计算;或者把不规则的几何体补成规则的几何体,不熟悉的几何体补成熟悉的几何体,便于计算
等体积法 选择合适的底面来求几何体体积,常用于求三棱锥的体积,即利用三棱锥的任一个面可作为三棱锥的底面进行等体积变换
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(3)几何体的外接球:一个多面体的顶点都在球面上即为球的外接问题,解决这类问题的关键是抓住外接球的特点,即球心到多面体的顶点的距离等于球的半径.
几何体的内切球:求解多面体的内切球问题,一般是将多面体分割为以内切球球心为顶点,多面体的各侧面为底面的棱锥,利用多面体的体积等于各分割棱锥的体积之和求内切球的半径.
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(4)截面问题:在高考立体几何考点中涉及空间几何体的截面的地方较多,如:判断截面的形状、计算出空间几何体的截面周长或面积、或者求与之相关的体积问题、以及最值问题都在考察之列,但是要顺利地解决前面所提到的诸多问题,关键是根据题意作出截面,并判断其形状.
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题型一 空间几何体的表面积和体积
【例1】 (1) (2022·新高考Ⅰ卷)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5 m时,相应水面的面积为140.0 km2;水位为海拔157.5 m时,相应水面的面积为180.0 km2,将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5 m上升到157.5 m时,增加的水量约为2.65)
( )
A.1.0×109 m3 B.1.2×109 m3
C.1.4×109 m3 D.1.6×109 m3
C
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(2)(2023·新高考Ⅱ卷)底面边长为4的正四棱锥被平行于其底面的平面所截,截去一个底面边长为2,高为3的正四棱锥,所得棱台的体积为 .
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【规律方法】求空间几何体的体积的常用方法
(1)公式法:对于规则几何