内容正文:
(2)平面ABCD与平面EFGH的距离为12 AA1 =
1
2 × 4 = 2.
课堂检测 固双基
1. B 因为点Q(元素)在直线b(集合)上,所以Q∈b.又因为直
线b(集合)在平面β(集合)内,所以bβ.所以Q∈bβ.
2. A 如图,三棱锥A - BCD中六条棱所在直线成异面直线的有
AB与CD,AC与BD,AD与BC,共3对,故选A.
3. B 由已知条件知直线a与平面α相交,则平面α内的直线与
a可能相交,也可能异面.
4. B 若异面直线m,n垂直,则符合要求的平面有一个,否则不
存在.
5. 2 3 直线BC到平面ADD1A1的距离为AB = 2,平面ABB1A1
与平面CDD1C1之间的距离为AD = 3.
11. 1. 3 多面体与棱柱
必备知识 探新知
知识点1 1.平面多边形 多边形 公共边 同一面 不在同
一个面上 2.面积之和
对应练习
1. C 钻石、粉笔盒、金字塔的表面都可以近似看成平面多边形,
所以它们都能近似看成多面体.篮球的表面不是平面多边形,
故不能近似看成多面体.
2. B 所求八面体的表面积是两个底面边长为
1,高为槡22的四棱锥的侧面积之和.
如图,四棱锥的侧棱长
l = 槡2( )2
2
+ 1
2 + 1槡 2( )2槡
2
= 1.
∴以该正方体各个面的中心为顶点的凸多面体的表面积S =
8 × 12 槡× 1 × 1 × sin 60° = 2 3.故选B.
知识点2 1.互相平行 平行四边形 2.底面 上底面 下底
面 侧面 侧棱 4.垂线 5.正棱柱 6.平行四边形 垂直
对应练习
3.(1)√ (2)× (3)× (4)×
[提示] (1)棱柱可以看作由一个平面多边形沿某一方向平
移形成的空间几何体.
(2)棱柱的侧面都是平行四边形,底面也有可能是平行四
边形.
(3)棱柱两底面全等,但不一定是正多边形.
(4)有一个侧面是矩形的棱柱不能保证侧棱与底面垂直.
4. C 底面是矩形的四棱柱有可能是斜棱柱,不一
定是长方体,故A错误;因为平行的两个面不一
定是平行四边形,故有两个面平行,其余四个面
都是平行四边形的四棱柱不一定是平行六面
体,故B错误;根据棱柱的结构特征可知,C正
确;如图所示的几何体,有两个面平行,其余各
面都是四边形,但不是棱柱,故D错误.故选C.
关键能力 攻重难
例1:(1)CD (2)见解析 (1)A错误,棱柱的底面不一定
是平行四边形. B错误,棱柱的底面可以是三角形. C正确,由棱
柱的定义易知. D正确,棱柱可以被平行于底面的平面截成两个
棱柱,所以说法正确的选项是CD.
(2)截面BCFE右侧部分是棱柱,因为它满足棱柱的定义.
它是三棱柱BEB′-CFC′,其中△BEB′和△CFC′是底面,EF,B′C′,BC
是侧棱.
截面BCFE左侧部分也是棱柱,它是四棱柱ABEA′ -
DCFD′,其中四边形ABEA′和四边形DCFD′是底面,A′D′,EF,
BC,AD为侧棱.
对点训练
1. C 棱柱的定义:有两个面互相平行,且该多面体的顶点都在这两
个面上,其余各面都是平行四边形,这样的多面体称为棱柱.观察
图形,满足棱柱概念的几何体有①③⑤,共3个.故选C.
例2:如图所示,设正六棱柱的底面边长为
a,侧棱长为h,易知CF′是正六棱柱的一条最长
的体对角线,即CF′ =13.
因为CF = 2a,FF′ = h,
所以CF′ = CF2 +FF′槡 2 = 4a2 +h槡 2 =13.①
因为正六棱柱的侧面积为180,
所以S侧= 6a·h = 180. ②
联立①②解得a = 6,h{ = 5 或a =
5
2 ,
h = 12{ .
当a = 6,h = 5时,2S底= 6 ×槡34 a
2 槡× 2 = 108 3.
所以S全 槡= 180 + 108 3.
当a = 52 ,h = 12时,2S底= 6 ×槡
3
4 a
2 × 2 = 槡75 34 ,
所以S全= 180 + 槡75 34 .
对点训练
2.(1)B (2)C (1)原来正方体的表面积为S1 = 6a2,切割成
27个全等的小正方体后,每个小正方体的棱长为13 a,表面积
为6 × 13( )a
2
= 23 a
2,总表面积S2 = 27 × 23 a
2 = 18a2,所以增
加的表面积为S2 - S1 = 12a2 .
(2)如图,由已知条件可知,侧面
AA1B1B和侧面AA1C1C为平行四边
形,侧面BB1C1C为矩形.
在△ABC中,∠BAC = 90°,AB = AC = a,
∴ BC 槡= 2a,∴ S矩形BCC1B1 槡= 2a·b 槡= 2ab.
∵∠AA1B1 =∠AA1C1 =60°,AB =AC =a,
∴点B到直线AA1的距离为asin 60° =槡32 a.
∴ S四边形AA1C1C = S四边形AA1B1B =
槡3
2 ab,
∴ S侧= 2 ×槡32 ab 槡+ 2ab =(槡槡3 + 2)ab.
例3:(1)由题意,该三棱柱的侧面展开图是宽为4,长为3 ×
3 = 9的矩形,所以对角线的长为42 + 9槡 2 槡= 97.
(2)将该三棱柱的侧面沿棱BB1展开,如图所示.
设PC的长为x,则MP2 =MA2
+(AC + x)2 .
因为MP 槡= 29,MA = 2,
AC = 3,
所以x = 2(负值舍去),即PC
的长为2.
又因为NC∥AM,所以PCPA =
NC
MA,即
2
5 =
NC
2 ,
所以NC = 45
.
—197—
对点训练
3. 13 方法一:将正三棱柱ABC - A1B1C1 的侧面沿侧棱AA1 展
开,其侧面展开图的示意图如图1所示,取MN(AA1)的中点
E,最短路线为2AE = 2 (2 × 3)2 + ( )52槡 2 = 13(cm).
方法二:我们将“绕行两周”看作将正三棱柱ABC - A1B1C1 的
侧面展开两次,得到展开图的示意图如图2所示,连接AM,则
AM就是最短路线,AM = (6 × 2)2 + 5槡 2 = 13(cm).
例4:否
对点训练
4. D 根据棱柱的定义进行判定知,这4个图都满足.
课堂检测 固双基
1. C 直四棱柱的底面不一定是平行四边形,故A错;直平行六
面体的底面不一定是矩形,故B错;C正确;底面是正方形的
四棱柱不一定是直四棱柱,故D错.
2. D 由已知得底面边长为1,侧棱长为槡6 - 2 = 2.
所以S侧= 1 × 2 × 4 = 8.
3. C 由题图①可知,“同心圆”和“圆”相对,“加号”和“箭头”
相对,“心形”和“星星”相对.
由题图②可得,小正方体从题图②所示的位置翻到第6格时
正面朝上的图案是
4. 5 6 9 面数最少的棱柱是三棱柱,有5个面,6个顶点,9条棱.
5.槡29 设长方体ABCD - A1B1C1D1从顶点B出发的三条棱长分
别为a,b,c,且ab =12,ac =6,bc =8,则a =3,b =4,c =2,所以长方
体ABCD -A1B1C1D1中线段BD1的长为32 +42 +2槡 2 槡= 29.
11. 1. 4 棱锥与棱台
必备知识 探新知
知识点1 1.多边形 三角形 多边形 三角形面 公共边
公共顶点 垂线 2.正多边形 垂直于
对应练习
1. D 每个面都可作为底面,有4个.
2. B 根据棱锥的结构特征,知棱锥中不存在互相平行的多边
形,故B错误.
知识点2 1.平行于棱锥底面 截面 底面 垂线
对应练习
3.(1)√ (2)× (3)×
[提示] (1)依据棱台的定义可知:由平行于底面的平面截
棱锥所得的平面与底面之间的部分是棱台.
(2)只有用一平行于底面的平面去截棱锥,得到两个几何体,
才能一个是棱锥,一个是棱台.
(3)未必是棱台,因为它们的侧棱延长后不
一定交于一点,如图,用一个平行于楔形几
何体底面的平面去截楔形几何体,截面与底
面之间的几何体虽有两个面平行,其余各面
是梯形,但它不是棱台.
关键能力 攻重难
例1:(1)0 (2)①②③ (1)①错误.棱
锥的定义是: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
成的多面体称为棱锥.而“其余各面都是三角
形”并不等价于“其余各面都是有一个公共顶
点的三角形”,故此说法是错误的.如图所示
的几何体不是棱锥,理由是△ADE和△BCF
无公共顶点.
②错误.正棱锥的侧面都是等腰三角形,
不一定是等边三角形.
③错误.由已知条件知,此三棱锥
的三个侧面未必全等,所以不一定是正
三棱锥.如图所示的三棱锥中有AB =
AD = BD = BC = CD,满足底面△BCD为
等边三角形,三个侧面△ABD,△ABC,
△ACD都是等腰三角形,但AC长度不
一定,三个侧面不一定全等.
(2)①正确,棱台的侧面都是梯形.
②正确,由棱锥的定义知棱锥的侧面只
能是三角形.
③正确,由四个面围成的封闭图形只能
是三棱锥.
④错误,如图所示四棱锥被平面截成的
两部分都是棱锥.
对点训练
1. A 由五个面围成的多面体还可能是三棱台、三棱柱等,故①
错;三棱柱是只有两个面平行的五面体,故②错.如图,可知③
④错误.
例2:因为正六棱锥的底面周长为24,
所以正六棱锥的底面边长为4.
在正六棱锥S - ABCDEF中,SB = SC,H为BC中点,所以
SH⊥BC.
因为O是正六边形ABCDEF的中心,
所以SO为正六棱锥的高.
(1)在Rt△SOH中,OH = BCsin 60° =槡32 BC 槡= 2 3,又∠SHO
= 60°,所以SO = OH·tan 60° = 6.
(2)在Rt△SOH中,SH = SO2 + OH槡 2 槡= 4 3.
(3)在Rt△SHB中,SH 槡= 4 3,BH = 2,
所以SB = SH2 + BH槡 2 槡= 2 13.
故该正六棱锥的高为6,斜高为槡4 3,侧棱长为槡2 13.
对点训练
2.(1)A (2)B (1)因为底面正三角形的高为槡32 a,其重心
到顶点距离为槡32 a ×
2
3 =
槡3
3 a,且正三棱锥高为槡
6
6 a,所以
利用直角三角形勾股定理可得侧棱长为
槡6
6( )a
2
+ 槡3
3( )a槡
2
=槡22 a.斜高为 槡
2
2( )a
2
- 12( )a槡 2 =
a
2 .所以此正三棱锥侧面积S = 3 ×
1
2 a ×
1
2 a =
3
4 a
2 .故选A.
(2)由题得,该正四棱锥的斜高为(槡3)2 + 1槡 2 = 2,
所以该正四棱锥的表面积为22 + 4 × 12 × 2 × 2 = 12.故选B.
例3:设棱台两底面的中心分别是O′和O,B′C′,BC的中点
分别是E′,E
,
—198—
XYZ[%\]^
1.若点Q在直线b上,b在平面β内,则Q,b,β
之间的关系可记作 ( )
A. Q∈b∈β B. Q∈bβ
C. Qbβ D. Qb∈β
2.三棱锥A - BCD的六条棱所在直线成异面直
线的有 ( )
A. 3对 B. 4对
C. 5对 D. 6对
3.若直线a不平行于平面α且aα,则下列结
论成立的是 ( )
A.平面α内的所有直线与a异面
B.平面α内不存在与a平行的直线
C.平面α内存在唯一的直线与a平行
D.平面α内的直线与a都相交
4.已知直线m,n是异面直线,则过直线n且与直
线m垂直的平面 ( )
A.有且只有一个 B.至多一个
C.有一个或无数个 D.不存在
5.在长方体ABCD - A1B1C1D1中,AB = 2,AD = 3,
AA1 = 5,则直线BC到平面ADD1A1 的距离为
,平面ABB1A1与平面CDD1C1之间的
距离为 .
请同学们认真完成练案[12
]
11. 1. 3 多面体与棱柱
!"#$%&'(
学习目标 核心素养
1.认识和了解多面体,可按不同标准对多面体分类.
2.认识和把握棱柱的几何结构特征.
3.能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构,进
行简单计算,会求表面积.
1.通过多面体的定义与分类学习,培
养数学抽象的核心素养.
2.借助棱柱结构特征的学习,培养直
观想象的数学核心素养.
)*+,%-.+
知识点1 多面体
1.多面体的概念
名称 多面体
定义由若干个 所围成的封闭几何体
图形
相关
概念
面:围成多面体的各个 .
棱:相邻两个面的 .
顶点:棱与棱的公共点.
面对角线:连接 上两个顶点的线段,除去多面体的棱.
体对角线:连接 的两个顶点的线段.
截面:一个几何体和一个平面相交所得到的平面图形(包含它的内部).
2.表面积(或全面积):多面体所有面的 .
$)'
3.凸多面体的概念
把多面体的任意一个面延展为平面,如果其余的各面都在这个平面的
同一侧,则称这样的多面体为凸多面体.
特别说明:我们所说的多面体,如果没有特别说明,指的都是凸多
面体. [思考1] [思考2]
拓展:
LMz$<V&0À
V
n<À
F
núÀ
E
Ýͱ²RSu
V
;
F - E = 2
h
●/012
1.下列实物不能近似看成多面体的是 ( )
A.钻石 B.粉笔盒 C.篮球 D.金字塔
2.若正方体的棱长为槡2,则以该正方体各个面的中心为顶点的凸多面体的
表面积为 ( )
A.槡23 B. 2槡3 C.槡3 D.槡
2
6
知识点2 棱柱
1.定义
有两个面 ,且该多面体的顶点都在这两个面上,其余各面
都是 ,这样的多面体称为棱柱.
2.图示及相关概念
棱柱的两个互相平行的面称为棱柱的
(底面水平放置时,分别称为 、 ),
其他各面称为棱柱的 ,两个侧面的公共边称
为棱柱的 .
3.棱柱的表示方法
棱柱可以用底面上的顶点来表示,也可用它的体对角线来表示,如上
图所示的棱柱可表示为棱柱ABCDEF - A′B′C′D′E′F′,此棱柱也可表示为
棱柱AD′.
4.棱柱的高与侧面
过棱柱一个底面上的任意一个顶点,作另一个底面的 所
得到的线段(或它的长度)称为棱柱的高,棱柱所有侧面的面积之和称为
棱柱的侧面积.
5.棱柱的分类
棱柱
按侧棱
与底面
关系
直棱柱:侧棱垂直于底面的棱柱
斜棱柱:{ 侧棱不垂直于底面的棱柱
按底面的形状:三棱柱、四棱柱、
五棱柱等
特别地,底面是正多边形的直棱柱称为 .
思考1:长方体、正方
体是多面体吗?
提示:
}hª$V}
6
.<;ÒÕ-Vz$
V}
6
.z$;ÒÕ
-Vϱ²$<V-
gh
思考2:最简单的多面体
由几个面所围成?
提示:4
.h
$)(
6.平行六面体与直平行六面体
底面是 的棱柱也称为平行六面体.侧棱与底面 的平行六面体称为直
平行六面体.
●/012
3.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)棱柱可以看作由平面图形平移得到. ( )
(2)棱柱的侧面都是平行四边形,而底面不是平行四边形. ( )
(3)棱柱的两底面是全等的正多边形. ( )
(4)有一个侧面是矩形的棱柱是直棱柱. ( )
4.下列说法正确的是 ( )
A.底面是矩形的四棱柱是长方体
B.有两个面平行,其余四个面都是平行四边形的四棱柱是平行六面体
C.棱柱的各个侧面都是平行四边形
D.有两个面平行,其余各面都是四边形的几何体是棱柱
3456%789
●:;<%ÚÛPÜÝÞ
1.(1)(多选题)下列关于棱柱的说法正确的是 ( )
A.所有的面都是平行四边形
B.每一个面都不会是三角形
C.两底面平行,并且各侧棱也平行
D.被平面截成的两部分可以都是棱柱
(2)如图所示为长方体ABCD - A′B′C′D′,当用平
面BCFE把这个长方体分成两部分后,各部分形
成的多面体还是棱柱吗?如果不是,请说明理
由;如果是,指出底面及侧棱.
[归纳提升]
〉
/CD1
1.下列几何体中是棱柱的有 ( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
归纳提升:棱柱结构的
辨析方法
(1)
=gug^.
/WV}P}úû-R
j}úû-gh
!õ<V¦ÿ>
.$<V}db\.¬
¶8Ç-<Viì+<
ô}Á3;h
8õ6V¦ÿ>ã
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3}d8Çh
(2)
#uG¯#
VK¡H'/WVo
F@vwnJAQPB
AVCDEh
$))
●:;E%ÚÛPßAB
2.已知正六棱柱的一条最长的体对角线长是13,侧面积是180,求正
六棱柱的全面积.
[归纳提升]
〉
/CD1
2.(1)将一个棱长为a的正方体,切成27个全等的小正方体,则表面积增
加了 ( )
A. 6a2 B. 12a2 C. 18a2 D. 24a2
(2)在三棱柱ABC - A1B1C1 中,∠BAC = 90°,AB = AC = a,∠AA1B1 =
∠AA1C1 = 60°,∠BB1C1 = 90°,侧棱长为b,则其侧面积为 ( )
A. 3槡34 ab B.槡
3 + 2
2 ab
C.(槡3 +槡2)ab D. 2槡3 +槡22 ab
●:;>%ÚÛßAàPdá{|f:
3.(2024·东营高一检测)如图所示,在正三棱柱ABC -
A1B1C1中,AB =3,AA1 = 4,M为AA1的中点,P是BC上
的一点,且由P沿棱柱侧面经过棱CC1到M的最短路
线为槡29.设这条最短路线与CC1的交点为N,求:
(1)该三棱柱的侧面展开图的对角线的长;
(2)PC和NC的长.
[归纳提升]
归纳提升:
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F<=]Ó<=-$
úû-F<LÙJô
}<;Vd%iF<=
ÛNVís_l¶£
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归纳提升:
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(1)
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(2)
®8<J;³l
ÓÔÐ\rs-6ü
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(3)
lma6ü-ª
.
$)*
〉
/CD1
3.(2024·河南洛阳模拟)如图所示,已知正三棱柱ABC - A1B1C1 的底面边长为2 cm,高为
5 cm.一质点自A点出发,沿着三棱柱的侧面绕行两周到达A1点的最短路线长为 cm.
●QRST
4.有两个面互相平行,其余各个面都是平行四边形,这些面围成的几何体是否一定
是棱柱?
[错解] 是
[错因分析] 在解答关于空间几何体概念的判断题时,要注意紧扣定义,这就需要我们熟悉各
种空间几何体概念的内涵和外延,切忌只凭图形主观臆断,如满足题目条件的几何体不一定是棱
柱,如图所示的几何体满足题中条件,但都不是棱柱.
[正解]
〉
/CD1
4.下面多面体中,是棱柱的共有 ( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
XYZ[%\]^
1.下列说法中正确的是 ( )
A.直四棱柱是直平行六面体
B.直平行六面体是长方体
C.六个面都是矩形的四棱柱是长方体
D.底面是正方形的四棱柱是直四棱柱
2.底面为正方形的直棱柱,它的底面对角线长为
槡2,体对角线长为槡6,则这个棱柱的侧面积是
( )
A. 2 B. 4
C. 6 D. 8
3.如图①,这是一个小正方体的侧面展开图,将
小正方体从如图②所示的位置依次翻到第1
格、第2格、第3格、第4格、第5格、第6格,这
时小正方体正面朝上的图案是 ( )
4.一个棱柱至少有 个面;面数最少的棱
柱有 个顶点,有 条棱.
5.长方体的同一顶点处的相邻三个面的面积分别
为12,6,8,则长方体的对角线长为 .
请同学们认真完成练案[13
]
$)+