内容正文:
〉
/CD1
4.(多选题)观察下面的四个几何体,其中判断正确的是 ( )
A.(1)是棱台
B.(2)是棱柱
C.(3)是棱锥
D.(4)不是棱柱
XYZ[%\]^
1.对于棱锥,下列叙述正确的是 ( )
A.四棱锥共有四条棱
B.五棱锥共有五个面
C.六棱锥的顶点有六个
D.任何棱锥都只有一个底面
2.(多选题)棱台具备的特点是 ( )
A.两底面相似
B.侧面都是梯形
C.侧棱都平行
D.侧棱延长后都交于一点
3.已知一个正三棱台的两个底面的边长分别为4
和16,侧棱长为10,则该棱台的侧面积为( )
A. 80 B. 240
C. 320 D. 640
4.已知正四棱锥P - ABCD的所有棱长都相等,
高为槡2,则该正四棱锥的表面积为 .
5.一个正三棱锥的底面边长为6,侧棱长为4,那
么这个正三棱锥的高是 .
请同学们认真完成练案[14
]
11. 1. 5 旋转体
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学习目标 核心素养
1.认识圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征.
2.认识柱、锥、台、球及简单组合体的结构特
征,并能运用这些特征描述现实生活中简
单物体的结构.
1.通过圆柱、圆锥、圆台、球的定义及结构特征的
学习,培养直观想象的数学核心素养.
2.借助旋转体的轴截面的学习,提升数学运算的
数学核心素养.
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知识点1 圆柱、圆锥、圆台的有关概念
名
称
定义 图示 有关概念
圆
柱
以 所在直线为旋转
轴,将矩形旋转一周而形成
的曲面所围成的几何体
圆
锥
以 所在直线
为旋转轴,将直角三角形旋
转一周而形成的曲面所围成
的几何体
圆
台
以 所在
直线为旋转轴,将直角梯形
旋转一周而形成的曲面所围
成的几何体
旋
转
体
圆柱、圆锥、圆台的形成方式
构成的几何体都是旋转体
轴:旋转轴
高:在轴上的边(或它的
长度)
底面:垂直于轴的边旋
转而成的圆面
侧面:不垂直于轴的边
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
轴截面:通过轴的平面
所得到的截面通常简称
为轴截面.
[思考]
●/012
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)圆柱上底面圆周上任一点与下底面圆周上任一点的连线是圆柱的
母线. ( )
(2)圆台有无数条母线,它们相等,延长后相交于一点. ( )
(3)用一个平面去截圆锥,得到一个圆锥和一个圆台. ( )
(4)圆台的高就是相应母线的长. ( )
思考:等边三角形绕其
一边的中线所在直线旋
转半周形成的面所围成
的几何体是什么几
何体?
提示:
àü
$*'
知识点2 圆柱、圆锥、圆台的表面积公式
几何体 侧面展开图 表面积公式
圆柱 S圆柱= (其中r为底面半径,l为侧面母线长)
圆锥 S圆锥= (其中r为底面半径,l为侧面母线长)
圆台 S圆台= (其中r′为上底面半径,r为下底面半径,l为侧面母线长)
●/012
2.圆台的上、下底面半径和高的比为144,母线长为10,则圆台的侧面积为 ( )
A. 81π B. 100π C. 14π D. 169π
3.已知一个圆柱的侧面展开图是一个正方形,则这个圆柱的表面积与侧面积的比值是 ( )
A. 1 + 2π2π
B. 1 + 4π4π
C. 1 + 2π
π
D. 1 + 4π2π
知识点3 球
定义 以半圆的 所在直线为旋转轴,半圆面旋转 形成的旋转体称为球体,简称球
有关概念半圆的 称为球的球心;半圆的 称为球的半径;半圆的 称为球的直径
图形
表示法 球常用表示 的字母表示,如上图中的球记作球
表面积 S = (R为球的半径)
●/012
4.过球的一条半径的中点,作垂直于该半径的平面,则所得截面的面积与球的表面积的比为( )
A. 316 B.
9
16 C.
3
8 D.
9
32
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3456%789
●:;<%çÖPÜÝÞ
1.(多选题)下列命题中正确的是 ( )
A.圆锥、圆台中过轴的截面是轴截面,圆锥的轴截面是等腰三角
形,圆台的轴截面是等腰梯形
B.夹在圆柱的两个平行截面间的几何体还是一个旋转体
C.圆锥截去一个小圆锥后剩余部分是圆台
D.通过圆台侧面上一点,有无数条母线
[分析] 依据旋转体及其相关概念逐项判断.
[归纳提升]
〉
/CD1
1.下列几种说法:
①圆锥的顶点、底面圆的圆心与圆锥底面圆周上任意一点这三点的连线
都可以构成直角三角形;
②圆锥的顶点与底面圆周上任意一点的连线是圆锥侧面的母线;
③圆柱的轴截面是过侧面的母线的截面中面积最大的一个.
其中说法正确的是 .
●:;E%èéuPÜÝÞ
2.如图,绕虚线旋转一周后形成的旋转体是由哪些简单几何
体组成的?
[归纳提升]
〉
/CD1
2.已知AB是直角梯形ABCD中与底边垂直的一腰,如右
图.分别以AB、BC、CD、DA为轴旋转,试说明所得几何体
的结构特征.
归纳提升:判断旋转体
形状的步骤
(1)
Äfh
(2)
fg8<J;*+
3
(
GH}6ü
)
¡î
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(3)
Hwàûnàün
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归纳提升:旋转体的形状
判断技巧
(1)
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(2)
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.
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3.一个圆台的母线长为12 cm,两底面面积分别为4π cm2和25π cm2 .
(1)求圆台的高;
(2)将圆台还原为圆锥后,求圆锥的母线长.
[分析] 作出圆台的轴截面,是一个等腰梯形.
[归纳提升]
〉
/CD1
3.如图,在底面半径为2,母线长为4的圆锥中内接一个高为
槡3的圆柱,求圆柱的底面半径.
●:;n%êPëAABHßAB˧
4.已知过球面上三点A,B,C的截面到球心的距离等于球半径的一
半,且AC = BC = 6,AB = 4,则球面面积为 ( )
A. 42π B. 48π C. 54π D. 60π
[分析] 设出球的半径、截面圆的半径,通过已知条件求出球的半
径,再代入公式计算球面面积.
[归纳提升]
归纳提升:与圆锥有关
的截面问题的解决策略
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归纳提升:球的截面
性质
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.
·R<-àÌ}
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pý-áâViìR<
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.
ýÌÿR<-rsV
VR<áâVV
r = R2 - d槡 2Vi* R
"ý-áâV
r
"R<
-áâV
d
"ýÌÿR
<-rsh
$**
〉
/CD1
4.两个球的表面积之差为48π,它们的大圆周长之和为12π,则这两个球的半径之差为 ( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
●QRST%=PßAB½ìíîAlm
5.如图所示的几何体是一个棱长为4 cm的正方体,若在其中一个面的中心位
置上挖一个直径为2 cm、深为4 cm的圆柱形的洞,求挖洞后几何体的表
面积.
[错解] 正方体的表面积为4 × 4 × 6 = 96(cm2),
圆柱的两个底面积和为2π cm2,
所以挖洞后几何体的表面积为(96 - 2π)(cm2).
[错因分析] 上述解法考虑不全面,仅用正方体的表面积减去圆柱的两个底面面积,却漏掉圆
柱的侧面积而致误.该几何体是一个组合体,其表面积为正方体的表面积加上圆柱的侧面积减去圆柱
的两个底面积.
[正解]
[误区警示] 求组合体的表面积时切忌直接套用柱、锥、台的表面积公式,而应先分析该几何
体由几部分组成,几何体各个面间有无重叠,再结合相应几何体选择公式求解.
〉
/CD1
5.如图所示,从底面半径为2a,高为槡3a的圆柱中,挖去一个底面半径为a且与
圆柱等高的圆锥,求原圆柱的表面积S1 与挖去圆锥后的几何体的表面积S2
之比.
$*+
XYZ[%\]^
1.下列结论中:①等腰梯形的纸片可以卷成一个
没有两底的圆台;②一个圆台存在两条母线的
延长线不相交于一点;③过圆台的任何两条母
线的截面都是等腰梯形.其中错误的结论个
数为 ( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
2.下面几何体的截面一定是圆面的是( )
A.圆台 B.球
C.圆柱 D.棱柱
3.已知某圆锥的表面积是14π,其侧面展开图是
顶角为π3的扇形,则该圆锥的侧面积为( )
A. π B. 2π
C. 6π D. 12π
4.正方体的内切球与外接球的表面积之比
为 .
5.已知一个圆柱的轴截面是一个正方形且其面
积是Q,则此圆柱的底面半径为 .
请同学们认真完成练案[15
]
11. 1. 6 祖
!
原理与几何体的体积
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学习目标 核心素养
1.理解棱柱、棱锥和棱台的体积公式的推导方法,了解祖
!
原理,将空间问题转化为平面问题.
2.知道柱、锥、台和球的体积公式,能用公式解决简单的
实际问题.
1.通过学习柱体、锥体、台体和球的体
积公式,培养数学运算核心素养.
2.借助组合体的体积,提升直观想象
的核心素养.
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知识点1 祖
!
原理
1.内容:幂势既同,则积不容异.
2.含义:夹在两个平行平面间的两个几何体,如果被平行于这两个平面的任意平面所截,两个
截面的 总相等,那么这两个几何体的体积一定相等.
3.应用:等底面积、等高的两个柱体或锥体的体积 .
$*!
连接O′O,E′E,OB,O′B′,O′E′,OE,
则四边形OBB′O′,OEE′O′都是直角梯形,
且OO′ = 17 cm.
在正方形ABCD中,BC = 16 cm,则OB =
槡8 2 cm,OE = 8 cm,在正方形A′B′C′D′中,B′C′
= 4 cm,则O′B′ 槡= 2 2 cm,O′E′ = 2 cm.
在直角梯形O′OBB′中,
BB′= OO′2 +(OB -O′B′)槡 2 = 172 +(槡槡8 2 -2 2)槡 2 = 19(cm).
在直角梯形O′OEE′中,EE′ = OO′2 +(OE -O′E′)槡 2
= 172 +(8 - 2)槡 2 槡= 5 13(cm).
故这个棱台的侧棱长为19 cm,斜高为槡5 13 cm.
对点训练
3. A 由正四棱台,下底面是边长为6 dm的正方形,上底面是边
长为2 dm的正方形,高为4 dm,四棱台的侧面均为等腰梯形,
则其斜高为42 + 12 ×(6 - 2[ ])槡 2 槡= 2 5(dm),所以“斗”的
所有侧面的面积之和为S1 = 4 × 12 (6 + 2) 槡 槡× 2 5 = 32 5
(dm2),上底面的面积为S2 = 4 dm2,所以S1S2 槡= 8 5.
例4:①③④⑤ ①正确,因为该几何体有六个面,属于六
面体.
②错误,因为侧棱的延长线不能交于一点.
③正确,如果把几何体正面或背面作为底面就会发现是一
个四棱柱.
④⑤都正确,如图甲、乙所示.
对点训练
4. BC (1)不是棱台,因为侧棱延长线不可能交于一点;(2)是
棱柱;(3)是棱锥;(4)是棱柱.故选BC.
课堂检测 固双基
1. D 对于A,四棱锥共有八条棱,故A错误;对于B,五棱锥共
有六个面,故B错误;对于C,六棱锥的顶点有七个,故C错
误;对于D,根据棱锥的定义,D正确.故选D.
2. ABD 由棱台的定义和结构特征,C为棱台不具备的特点.
3. B 由题意可知,该棱台的侧面为上、下底边长分别为4和
16,腰长为10的等腰梯形,等腰梯形的高为102 - 16 - 4( )2槡 2
= 8,∴等腰梯形的面积S′ = 12 ×(4 + 16)× 8 = 80,
∴棱台的侧面积S = 3S′ = 3 × 80 = 240.故选B.
4. 槡4 + 4 3 设正四棱锥的棱长为2a,由题得(槡3a)2 = a2 +
(槡2)2,得a = 1.故该四棱锥的棱长为2,则表面积为2 × 2 +
槡3
4 × 2
2 槡× 4 = 4 + 4 3.
5. 2 如图,正三棱锥S - ABC中,D为AB的中点,则CD =
BC2 - BD槡 2 槡= 3 3,设O为三角形ABC的重心,则SO⊥底面
ABC,又CO = 23 CD 槡= 2 3,
所以SO = SC2 - CO槡 2 = 2,即这个正三棱锥的高是2.
11. 1. 5 旋转体
必备知识 探新知
知识点1 矩形的一边 直角三角形一直角边 直角梯形垂直
于底边的腰
对应练习
1.(1)× (2)√ (3)× (4)×
[提示](1)圆柱的母线与轴是平行的.
(2)用平行于圆锥底面的平面去截圆锥,底面与截面之间的部
分是圆台,由此可知此说法正确.
(3)用与底面平行的平面去截圆锥,才能得到一个圆锥和一个
圆台.
(4)圆台的高是指两个底面之间的距离.
知识点2 2πr(r + l) πr(r + l) π(r′2 + r2 + r′l + rl)
对应练习
2. B 因为圆台的上、下底面半径和高的比为144,母线长为
10,设圆台上底面的半径为r,则下底面半径和高分别为4r和4r,
由100 =(4r)2 +(4r - r)2得r =2,故圆台的侧面积等于π(r +4r)
×10 =100 π.故选B.
3. A 设圆柱的底面半径为r,高为h,则由题设知h = 2πr,
∴ S表= 2πr
2 + 2πr·h = 2πr2(1 + 2π).又S侧= h2 = 4π2 r2,
∴
S表
S侧
= 1 + 2π2π
.
知识点3 直径 一周 圆心 半径 直径 球心 O 4πR2
对应练习
4. A 设球的半径为R,所得的截面为圆M,圆M的半径为r.由
题意可知,R2 = 14 R
2 + r2,∴ 34 R
2 = r2 .
∴ S球= 4πR
2,截面圆M的面积为πr2 = 34 πR
2,
则所得截面的面积与球的表面积的比为
3
4 πR
2
4πR2
= 316 .故选A.
关键能力 攻重难
例1:AC A正确;没有说明这两个平行截面与底面的位置
关系,当这两个平行截面与底面平行时正确,其他情况则是错误
的. B错误;C正确;通过圆台侧面上一点,只有一条母线. D错
误.故选AC.
对点训练
1.①②③ 由圆锥的定义及母线的性质知①②正确,圆柱的轴
截面过上下底的直径,所以是过母线的截面中面积最大的
一个.
例2:如图所示,由一个圆锥O4O5,一个圆柱O3O4及一个圆
台O1O3中挖去圆锥O1O2组成的.
—199—
对点训练
2.(1)以AB边为轴旋转所得旋转体是圆台.如下图①所示.
(2)以BC边为轴旋转所得的旋转体是一组合体:下部为圆
柱,上部为圆锥.如下图②所示.
(3)以CD边为轴旋转所得的旋转体为一组合体:上部为圆
锥,下部为圆台,再挖去一个小圆锥.如下图③所示.
(4)以AD边为轴旋转所得的旋转体为一组合体:一个圆柱上
部挖去一个圆锥.如下图④所示.
例3:(1)圆台的轴截面是等腰梯形ABCD
(如图所示).
由已知可得O1A = 2 cm,OB = 5 cm.
又由题意知,腰长为12 cm,所以高AM =
122 -(5 - 2)槡 2 槡= 3 15(cm).
(2)如图所示,延长BA,OO1,CD,交于点S,
设截得此圆台的圆锥的母线长为l,
则由△SAO1∽△SBO,可得l - 12l =
2
5 ,解得l
= 20 cm.
即截得此圆台的圆锥的母线长为20 cm.
对点训练
3.设圆锥的底面半径为R,圆柱的底面半径为r,则由三角形
相似,
得R - rR = 槡
3
42 - 2槡 2
,即1 - r2 =
1
2 ,解得r = 1.即圆柱的底面
半径为1.
例4:C 设球的半径为R,△ABC外
接圆的半径为r.
如图,O为球心,O′是△ABC的外
心,则OO′⊥平面ABC.
连接CO′并延长,交AB于点D.
在Rt△ACD中,cos∠CAB = 13 ,则
sin∠CAB = 槡2 23 .
在△ABC中,由正弦定理得 6sin∠CAB = 2r,r =
槡9 2
4 ,
由题意可知r =槡32 R,所以R = 槡
3 6
2 ,所以球面面积为
4πR2 = 54π.
对点训练
4. B 设两球半径分别为R1,R2,且R1 > R2,则4π(R21 - R22)=
48π,2π(R1 + R2)= 12π,所以R1 - R2 = 2.
例5:正方体的表面积为4 × 4 × 6 = 96(cm2),
圆柱的侧面积为π × 2 × 4 = 8π(cm2),
圆柱的两个底面积和为2π cm2,
则挖洞后几何体的表面积为96 + 8π - 2π = (96 + 6π)
(cm2).
对点训练
5.由题意,知S1 = 2π·2a·槡3a + 2π·(2a)2 =(槡4 3 + 8)πa2,
S2 = S1 + πa·(2a)- πa2 =(槡4 3 + 9)πa2 .故S1S2 =(槡4 3
+ 8)(槡4 3 + 9).
课堂检测 固双基
1. C 一个扇环可以卷成一个没有两底的圆台,故①错误;圆台
的任何母线的延长线都相交于一点,故②错误;容易判断③
正确.
2. B 截面可以从各个不同的部位截取,截得的截面都是圆面的
几何体只有球.
3. D 设圆锥的底面半径为r,母线长为l,则圆锥的侧面展开图
的弧长为2πr,则由l·π3 = 2πr,得l = 6r.
因为圆锥的表面积是14π,所以πr2 + πr·6r = 14π,解得r2 =
2,所以圆锥的侧面积S = 6πr2 = 12π.故选D.
4. 13 设正方体的棱长为a,则其内切球的半径为12 a,外接
球的半径为槡32 a,所以内切球与外接球的表面积之比为
4π 12( )a
2
4π 槡3
2( )a
2 =
1
3 .
5.槡Q2 设圆柱底面半径为r,母线为l,
则由题意得2r = l,
2r·l = Q{ ,解得r =槡Q2 .
所以此圆柱的底面半径为槡Q2 .
11. 1. 6 祖
!
原理与几何体的体积
必备知识 探新知
知识点1 2.面积 3.相等
对应练习
1. C 扇形AOB绕OB所在直线旋转一周,阴影部分的体积为半个
球减去一个圆锥.球的半径为3,圆锥的底面半径为3,高为3,所
以V = 12 ×
4
3 ×π ×3
3 - 13 ×π ×3
2 ×3 =18π -9π =9π.
知识点2 V = Sh V = πr2h V = 13 Sh V =
1
3 πr
2h
V = 13 h(S1 + S1S槡2 + S2) V =
1
3 πh(r
2
1 + r1 r2 + r
2
2)
V = 43 πR
3
对应练习
2. C 圆锥的高h = 52 - 3槡 2 = 4,故V = 13 π × 32 × 4 = 12π.
—200—