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专题9.4 空间几何体的表面积和体积
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1.棱柱、棱锥的概念
(1)棱柱:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的多面体叫做棱柱.(注:棱柱又分为斜棱柱和直棱柱.侧棱与底面不垂直的棱柱叫做斜棱柱;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).
(2)棱锥:有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的多面体叫做棱锥.
(注:如果棱锥的底面是正多边形,且它的顶点在过底面中心且与底面垂直的直线上,则这个棱锥叫做正棱锥).
2.棱柱、棱锥的性质
(1)棱柱的性质:侧棱都相等,侧面是平行四边形;两个底面与平行于底面的截面是全等的多边形;过不相邻的两条侧棱的截面是平行四边形;直棱柱的侧棱长与高相等且侧面、对角面都是矩形.
(2)正棱锥的性质:侧棱相等,侧面是全等的等腰三角形;棱锥的高、斜高和斜高在底面上的射影构成一个直角三角形;棱锥的高、侧棱和侧棱在底面上的射影也构成一个直角三角形;斜高、侧棱及底面边长的一半也构成一个直角三角形;侧棱在底面上的射影、斜高在底面上的射影及底面边长的一半也构成一个直角三角形.
3.圆柱、圆锥
(1)圆柱、圆锥的概念:分别以矩形的一边、直角三角形的一直角边所在的直线为旋转轴,其余各边旋转一周而形成的曲面所围成的几何体分别叫做圆柱、圆锥.
(2)圆柱、圆锥的性质:圆柱、圆锥的轴截面分别是矩形、等腰三角形;平行于底面的截面都是圆.
4.球
(1)球面与球的概念: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.半圆的圆心叫做球的球心.
(2)球的截面性质:球心和截面圆心的连线垂直于截面;球心到截面的距离d与球的半径R及截面圆的半径r的关系为d=.
5.表面积、体积
(1)柱体、锥体的表面积
①直棱柱、正棱锥的侧面积:S直棱柱侧=Ch, S正棱锥侧= Ch′(其中C为底面周长,h为高,h′为斜高).
②圆柱、圆锥的侧面积:S圆柱侧=2πrl,S圆锥侧=πrl (其中r为底面半径,l为母线长).
③柱的表面积等于侧面积与两个底面积的和,锥体的表面积等于侧面积与一个底面积的和.
(2)柱体、锥体的体积
①棱柱、棱锥的体积:V棱柱=Sh, V棱锥=Sh (其中S为底面积,h为高).
②圆柱、圆锥的体积:V圆柱=πr2h, V圆锥=πr2h (其中r为底面圆的半径,h为高).
(3)球的表面积与体积:①半径为R的球的表面积S球=4πR2. ②半径为R的球的体积V球=πR3.
一、 空间几何体的面积
例1、已知长方体的长、宽、高分别为5,4,3,那么该长方体的表面积为( )
A.20 B.47 C.60 D.94
例2、用长为4,宽为2的矩形绕其一边旋转构成一个圆柱,则此圆柱的侧面积为( )
A.8π B.16π C.24π D.32π
例3、已知圆锥的轴截面是边长为1的等边三角形,则该圆锥表面积为( )
A. B. C. D.
例4、正方体的外接球与内切球的表面积之比是( )
A. B.3 C. D.
例5、长、宽、高分别为1,2,3的长方体的顶点都在同一球面上,则该球的表面积为 .
例6、已知圆柱的轴截面是正方形,若圆柱的高与球的直径相等,则圆柱的表面积与球的表面积之比为 .
1、已知某圆柱体的底面半径为,高为,则该圆柱体的侧面的面积为( )
A. B. C. D.
2、若一个正方体的体对角线长为a,则这个正方体的全面积为( )
A. B. C. D.
3、若圆锥的轴截面为等腰直角三角形,且直角边长为,则该圆锥的侧面积为( )
A. B. C. D.
4、一个正方体的顶点都在同一个球的球面上,该正方体的棱长为a,则球的表面积是( )
A. B. C. D.
5、半径为2cm的小金属球共有125个,熔化后铸成一个大金属球,如果不计损耗,可铸成的大金属球的表面积为( )
A.100 B.400 C.100 D.400
6、三棱锥中,已知两两垂直,且,则三棱锥的外接球的表面积为 .
二、空间几何体的体积
例1、如果轴截面为正方形的圆柱的侧面积是,那么圆柱的体积等于( )
A. B. C. D.
例2、已知一个圆锥的母线长为6,侧面积为,则此圆锥的体积为( )
A. B. C. D.
例3、在底面半径为1的圆锥中,若该圆锥侧面展开图的面积是2π,则该圆锥的体积为 .
例4、一平面截一球得到直径为的圆面,球心到这个平面的距