内容正文:
考前顶层设计·数学
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赢在微点 考前顶层设计 数学
专题三
立体几何
第1讲 空间几何体
命|题|分|析
空间几何体的结构特征是高考重点考查的内容。近几年主要考查空间几何体的表面积与体积,常以选择题与填空题为主,也涉及空间几何体的结构特征等内容,要求学生要有较强的空间想象能力和计算能力。
第1讲 空间几何体
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[知识提炼]
1.直观图
斜二测画法直观图的面积为原图形面积的倍。
2.空间几何体的表面积与体积公式
名称
几何体 表面积 体积
柱体 S表面积=S侧+2S底 V=Sh
锥体 S表面积=S侧+S底 V=Sh
台体 S表面积=S侧+S上+S下 V=(S上+S下+)h
球 S=4πR2 V=πR3
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3.球的切接问题
(1)设正方体的棱长为a,球的半径为R。
①若球为正方体的外接球,则2R=a;
②若球为正方体的内切球,则2R=a;
③若球与正方体的各棱相切,则2R=a。
(2)若长方体的同一顶点的三条棱长分别为a,b,c,外接球的半径为R,则2R=;
(3)正四面体的棱长为a,其外接球的半径 与其内切球的半径 之比为3∶1。
4.常用结论
假设正四面体的棱长为a,则有
(1)h=a,S表面积=a2,V=a3;
(2)相邻两个面的二面角α:cos α=;
(3)三条侧棱与底面的夹角β:cos β=。
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[真题体验]
1.(2023·全国乙卷)已知圆锥PO的底面半径为,O为底面圆心,PA,PB为圆锥的母线,∠AOB=,若△PAB的面积等于,则该圆锥的体积为( )
A.π B.π C.3π D.3π
B
解析 在△AOB中,∠AOB=,而OA=OB=,取AB的中点C,连接OC,PC,则OC⊥AB,
PC⊥AB。如图,∠ABO=30°,OC=,AB=2BC=3,由△PAB的面积为,得×3×PC=
,解得PC=,于是PO===,所以圆锥的体积V=π×
OA2×PO=π×()2×=π。故选B。
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2.(2022·新高考Ⅱ卷)已知正三棱台的高为1,上、下底面边长分别为3和4,其顶点都在同一球面上,则该球的表面积为( )
A.100π B.128π C.144π D.192π
A
解析 设正三棱台上底面A1B1C1、下底面ABC的外接圆半径分别为r1,r2,外接圆圆心分别为O1,O2,三棱台的外接球半径为R,球心为O。令|OO1|=t,则|OO2|=|t-1|。由题意及正弦定理,得2r1==6,2r2==8,所以r1=3,r2=4,所以R2=+t2=+(t-1)2,即R2=9+t2=16+(t-1)2,解得所以正三棱台外接球的表面积为4πR2=100π。故选A。
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3.(2022·全国甲卷)甲、乙两个圆锥的母线长相等,侧面展开图的圆心角之和为2π,侧面积分别为S甲和S乙,体积分别为V甲和V乙。=2,则=( )
A. B.2 C. D.
C
解析 设甲、乙两个圆锥的母线长都为l,甲、乙两个圆锥的底面半径分别为r1,r2,高分别为h1,h2。因为两圆锥的侧面展开图的圆心角之和为2π,所以+=2π,则r1+r2=l。又=2,所以πr1l=2πr2l,所以r1=2r2,所以r1=l,r2=l,所以h1==l,h2==l,所以===。故选C。
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4.(2021·新高考Ⅰ卷)已知圆锥的底面半径为,其侧面展开图为一个半圆,则该圆锥的母线长为( )
A.2 B.2 C.4 D.4
5.(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 。
B
解析 设圆锥的母线长为l,因为该圆锥的底面半径为,所以2π×=π