内容正文:
10.6 简单几何体的相关计算
知识点一 棱柱与棱锥
1.棱柱
(1)定义
有两个面互相平行,其余每相邻两个面的交线都互相平行的多面体叫做棱柱,互相平行的两个面,叫做棱柱的底面,其余各面叫做棱柱的侧面.相邻两个侧面的公共边叫做棱柱的侧棱.两个底面间的距离,叫做棱柱的高.
(2)分类
以棱柱底面多边形的边数来命名棱柱,棱柱依次为三棱柱、四棱柱、五棱柱.
(3)正棱柱
侧棱与底面斜交的棱柱叫做斜棱柱,侧棱与底面垂直的棱柱叫做直棱柱,底面是正多边形的直棱柱叫做正棱柱
(4)正棱柱有下列性质:
①侧棱垂直于底面,各侧棱长都相等,并且等于正棱柱的高;
②两个底面中心的连线是正棱柱的高.
(5)正棱柱的面积
①正棱柱所有侧面的面积之和,叫做正棱柱的侧面积.
计算公式为(表示正棱柱底面的周长,表示正棱柱的高)
②正棱柱的侧面积与两个底面面积之和,叫做正棱柱的全面积.
全面积计算公式为
其中,表示正棱柱底面的周长,表示正棱柱的高,表示正棱柱底面的面积.
(6) 正棱柱的体积
正棱柱的体积计算公式为,其中, 表示正棱锥的底面的面积,是正棱锥的高.
2.棱锥
(1)定义
有一个面是多边形,其余各面都是三角形,并且这些三角形有一个公共顶点.具备上述特征的多面体叫做棱锥.多边形叫做棱锥的底面(简称底),有公共顶点的三角形面叫做棱锥的侧面,各侧面的公共顶点叫做棱锥的顶点,顶点到底面的距离叫做棱锥的高.底面是三角形、四边形、……的棱锥分别叫做三棱锥、四棱锥、…….通常用表示底面各顶点的字母来表示棱锥.棱锥记作:棱锥.
(2)分类
①依据:底面多边形的边数
②举例:三棱锥(底面是三角形)、四棱锥(底面是四边形)……
(3)正棱锥
底面是正多边形,其余各面是全等的等腰三角形矩形的棱锥叫做正棱锥.
(4)正棱锥性质:
①各侧棱的长相等;
②各侧面都是全等的等腰三角形.各等腰三角形底边上的高都叫做正棱锥的斜高;
③顶点到底面中心的连线垂直与底面,是正棱锥的高;
④正棱锥的高、斜高与斜高在底面的射影组成一个直角三角形;
⑤正棱锥的高、侧棱与侧棱在底面的射影也组成一个直角三角形.
(5)正棱锥的侧面积、全面积(表面积)
正棱锥的侧面积、全面积(表面积)计算公式分别为
, .
其中,表示正棱锥底面的周长,是正棱锥的斜高,表示正棱锥的底面的面积,是正棱锥的高.
(6)正棱锥的体积
,其中表示正棱锥的底面的面积,是正棱锥的高.
知识点二 圆柱、圆锥、球
1. 圆柱
(1)定义:以矩形的一边所在直线为旋转轴,其余三边旋转形成的面所围成的旋转体叫做圆柱
(2)相关概念:
圆柱的轴:旋转轴
圆柱的底面:垂直于轴的边旋转而成的圆面
圆柱的侧面:平行于轴的边旋转而成的曲面
圆柱侧面的母线:无论旋转到什么位置,不垂直于轴的边
(3)图形及表示
图中圆柱表示为:圆柱O′O
(4)圆柱的下列性质:
①圆柱的两个底面是半径相等的圆,且互相平行;
②圆柱的母线平行且相等,并且等于圆柱的高;
③平行于底面的截面是与底面半径相等的圆;
④轴截面[footnoteRef:2]2是宽为底面的直径、长为圆柱的高的矩形. [2: ]
(5)圆柱的侧面积、全面积(表面积)、及体积的计算公式
其中r为底面半径,h为圆柱的高.
2.圆锥
(1)定义:以直角三角形的一条直角边所在直线为旋转轴,其余两边旋转形成的面所围成的旋转体
(2)相关概念:
圆锥的轴:旋转轴
圆锥的底面:垂直于轴的边旋转而成的圆面
侧面:直角三角形的斜边旋转而成的曲面
母线:无论旋转到什么位置 ,不垂直于轴的边
(3)图形及表示
图中圆锥表示为圆锥SO
(4)圆锥的下列性质(证明略):
①平行于底面的截面是圆;
②顶点与底面圆周上任意一点的距离都相等,且等于母线的长度;
③轴截面为等腰三角形,其底边上的高等于圆锥的高.
(5)圆锥的侧面积、全面积(表面积)及体积的计算公式如下:
其中r为底面半径,l为母线长,h圆锥的高.
3.球
(1)定义:以半圆的直径所在直线为旋转轴,半圆面旋转一周形成的旋转体叫做球体,简称球
(2)相关概念:
球心:半圆的圆心
半径:半圆的半径
直径:半圆的直径
(3)图形及表示
图中的球表示为:球O
(4)球的性质
球的截面是圆面,并且球心与截面圆心的连线垂直于截面.
设球心到截面的距离为d,球的半径为R,截面上圆的半径为r则.
(5)球面距离
经过球心的平面截球面所得的圆叫做球的大圆.此时d=0,r=R,截得的圆半径最大.
不经过球心的平面截球面所得的圆叫做球的小圆.
经过球面上两点的大圆在这