内容正文:
第八章 立体几何初步
8.1 基本立体图形
CONTENTS
目录
01
02
03
04
棱柱、棱锥、棱台
归纳小结
空间几何体
例题剖析
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Part One
情境导入
Part One
立体几何是研究现实世界中物体的形状、大小与位置关系的数学分支,在解决实际问题中有着广泛的应用.
立体图形是由现实物体抽象而成的.直观感知、操作确认、 推理论证、度量计算,是认识立体图形的基本方法.由整体到局部,由局部再到整体,是认识立体图形的有效途径。
Part One
在我们周围存在着各种各样的物体,它们都占据着空间的一部分。如果只考虑这些物体的形状和大小,而不考虑其他因素,那么由这些物体抽象出来的空间图形就叫做空间几何体.
定义
接下来,我们通过几何体的组成元素及相互关系的角度,认识几种最基本的空间几何体。
Part One
问题1:这些图片中的物体具有怎样的形状?如何描述它们的形状?
在日常生活中,我们把这些物体的形状叫做什么?
Part One
纸箱、金字塔、茶叶盒、储物箱等物体有相同的特点:
围成它们的每个面都是平面图形,并且都是平面多边形;
Part One
纸杯、腰鼓、奶粉罐、篮球和足球、铅锤等物体也有相同的特点:
围成它们的面不全是平面图形,有些面是曲面.
Part One
一般地,由若干个平面多边形围成的几何体叫做多面体。
定义
围成多面体的各个多边形叫做多面体的面
如 面,面
两个面的公共边叫做多面体的棱,
如 棱,棱;
棱与棱的公共点叫做多面体的顶点,
如 顶点,顶点
Part One
一条平面曲线(包括直线)绕它所在平面内的一条定直线旋转所形成的曲面叫做旋转面,封闭的旋转面围成的几何体叫做旋转体。
定义
这条定直线叫做旋转体的轴。
Part Two
棱柱、棱锥、棱台
Part Two
观察:下图中的长方体,它的每个面是什么样的多边形? 不同的面之间有什么位置关系?
A'
A
B
B'
D'
D
C'
C
长方体的每个面都是平行四边形(矩形),并且相对的两个面,如面和面,给我们以平行的形象,如同教室的地面和天花板一样。
Part Two
思考1:与长方体类似的特殊几何体还有哪些呢?
思考2:它们有什么共同特征呢?
①有两个面互相平行;
②其余各个面都是平行四边形;
③每相邻两个四边形的公共边互相平行.
Part Two
一般地,有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的几何体叫做棱柱。
定义
D
A
B
C
E
F
F’
A’
E’
D’
B’
C’
侧棱
侧面
底面
顶点
两个互相平行的面叫做棱柱的底面
它们是全等的多边形;
其余各面叫做棱柱的侧面,
它们都是平行四边形;
相邻侧面的公共边叫做棱柱的侧棱;
侧面与底面的公共顶点叫做棱柱的顶点。
棱柱用表示底面的字母来表示。
棱柱
Part Two
棱柱的分类
一、按棱柱底面边数分类:
三棱柱,四棱柱,五棱柱......;
五棱柱:底面是五边形.
四棱柱:底面是四边形.
三棱柱:底面是三角形.
直棱柱,斜棱柱;
二、按侧棱与底面的位置关系分类:
斜棱柱:侧棱不垂直于底面.
直棱柱:侧棱与底面垂直.
Part Two
特殊的棱柱
① 正棱柱:
底面是正多边形的直棱柱叫做正棱柱.
正五棱柱
正四棱柱
正三棱柱
② 平行六面体:
底面是平行四边形的四棱柱叫做平行六面体.
Part Two
思考:四棱柱、平行六面体、直四棱柱、正四棱柱、长方体、正方体之间的关系如何?
平行六面体
斜棱柱
棱柱
直棱柱
侧棱垂直底面
侧棱不垂直底面
底面是平行四边形
底面是正边形
正棱柱
底面是矩形
长方体
正方体
各棱长都相等
Part Two
有一个面是多边形,其余各面是有一个公共顶点的三角形, 由这些面所围成的几何体叫做棱锥。
定义
这个多边形面叫棱锥的底面
有公共顶点的各个三角形面叫做棱锥的侧面,
相邻侧面的公共边叫做棱锥的侧棱;
各侧面的公共顶点叫做棱锥的顶点。
侧面
S
A
B
C
D
侧棱
顶点
底面
棱锥的表示:棱锥
Part Two
棱锥的分类
一、按棱锥底面边数分类:
三棱锥,四棱锥,五棱锥......;
二、特殊的棱锥:
五棱锥:底面是五边形.
四棱锥:底面是四边形.
三棱椎:底面是三角形.
三棱锥又叫四面体.
底面是正多边形,并且顶点与底面中心的连线垂直于底面的棱锥叫做正棱锥
Part Two
用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,我们把底面与截面之间那部分多面体叫做棱台。
定义
原棱锥的底面和截面分别叫做棱台的上底面和下底面
其余各面叫做棱台的侧面,
相邻侧面的公共边叫做棱柱的侧棱;
侧面与底面的公共顶点叫做棱台的顶点。
棱台
Part Two
棱台
三棱台 四棱台 五棱台
棱台的结构特征:①两个底面是相似多边形;
②侧面都是梯形;
③侧棱延长后交于一点.
用正棱锥截得的棱台叫作正棱台。
按棱台底面边数分类:
三棱台,四棱台,五棱台......;
Part Three
例题剖析
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Part Three
例1:将下列各类几何体之间的关系用Venn图表示出来:多面体,长方体,棱柱,棱锥,棱台,直棱柱,四面体,平行六面体.
棱锥
四面体
直棱柱
平行六面体
棱台
棱柱
长方体
Part Three
课堂练习
1.判断下列命题是否正确,正确的在括号内画“√”,错误的画“×”.
(1)长方体是四棱柱,直四棱柱是长方体. ( )
(2)四棱柱、四棱台、五棱柱都是六面体. ( )
2.填空题
(1)一个几何体由7个面围成,其中两个面是互相平行且全等的五边形,其他各面都是全等的矩形,则这个几何体是——————.
(2)一个多面体最少有————个面,此时这个多面体是——————.
Part Three
3.下列说法正确的是( ).
A.有两个面平行,其余各面都是四边形的几何体叫棱柱
B.有两个面平行,其余各面都是平行四边形的几何体叫棱柱
C.各侧面都是正方形的四棱柱一定是正方体
D.九棱柱有9条侧棱,9个侧面,侧面均为平行四边形
4.下列关于棱柱的说法中正确的是( )
A.棱柱的侧面是平行四边形,但它的底面一定不是平行四边形
B.棱柱的一条侧棱的长叫做棱柱的高
C.棱柱的两个互相平行的面一定是棱柱的底面
D.棱柱的所有面中,至少有两个面互相平行
Part Four
归纳小结
Part Four
探究:棱台与棱柱、棱锥都是多面体,它们之间有怎样的关系?当底面发生变化时,它们能否互相转化?
上底面缩小,与下底面相似
上底面缩小为一个点
上底面扩大,
与下底面全等
顶点扩大,得到上底面
与下底面相似
立体图形 概念 性质 侧面
棱柱
棱锥
棱台
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,这些面围成的几何体叫做棱柱.
一个面是多边形,其余各面是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体叫做棱锥.
用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面与截面之间的部分叫作棱台.
(1)侧棱都相等;
(2)侧面都是平行四边形;
(3)两个底面与平行底面的截面是全等的多边形.
平行底面的截面与底面相似.
(1)上下两个底面互相平行;
(2)侧棱的延长线相交于一点.
梯形
平行四边形
三角形
Part Four
Part Four
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