7.1 基本立体图形、直观图及简单几何体的表面积和体积-【创新教程】2026年高考数学总复习大一轮讲义(北师大版2019)

2025-09-09
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教辅
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 -
年级 高三
章节 -
类型 教案-讲义
知识点 空间向量与立体几何
使用场景 高考复习-一轮复习
学年 2026-2027
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 PDF
文件大小 1.56 MB
发布时间 2025-09-09
更新时间 2025-09-09
作者 山东鼎鑫书业有限公司
品牌系列 创新教程·高考一轮复习
审核时间 2025-04-11
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来源 学科网

内容正文:

第1节 基本立体图形、直观图及其简单几何体的表面积和体积 ★[课程标准] 1.认识柱、锥、台、球及其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. 2.会用斜二测法画出简单空间图形(长方体、球、圆柱、圆锥、棱柱等的简易组合)的直观图. 3.掌握求解球、柱、锥、台的表面积和体积. 4.会用相关计算公式,会处理棱柱、棱锥与球组合体的“接”“切”问题.         学生用书 P126 1.多面体的结构特征 图形 结构特征 棱柱 两个面互相平行,其 余各面是四边形,侧 棱互相平行 棱锥 底面是多边形,侧棱 交于一点 棱台 上、下底面平行且相 似,侧棱的延长线交 于一点 2.旋转体的结构特征 图形 结构特征 圆柱 两个底面互相平行, 有无数条母线,且长 度 相 等,都 与 轴 平 行,过轴的截面是全 等的矩形 图形 结构特征 圆锥 底面是圆面,有无数 条母线,长度相等且 交于一点,平行于底 面的截面是与底面 大小不相等的圆,过 轴的截面是全等的 等腰三角形 圆台 上、下底面平行且不 相等,母线的延长线 交于一点,平行于底 面的截面是与两底 面大小都不相等的 圆,过轴的截面是全 等的等腰梯形 球 过球心的截面是大 小相等的圆 3.直观图 斜二测画法主要用于画几何体的直观图,它的具体 步骤是: (1)在已知的空间图形中取水平平面和互相垂直的轴 Ox,Oy;再 取 Oz 轴,使∠xOz=90°,且∠yOz =90°. (2)画直观图时,把 Ox,Oy,Oz 画成对应的O′x′, O′y′,O′z′,使∠x′O′y′=45°(或135°),∠x′O′z′ =90°,x′O′y′所确定的平面表示水平平面. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰391􀅰 (3)已知图形中平行于x轴、y轴或z 轴的线段,在直 观图中分别画成平行于x′轴、y′轴或z′轴的线段. (4)已知图形中平行于x 轴和z 轴的线段,在直观图 中保持原长度不变;平行于y 轴的线段长度为原 来的一半. (5)擦去辅助线,并将被遮线化成虚线. 4.圆柱、圆锥、圆台的侧面展开图及侧面积公式 圆柱 圆锥 圆台 侧面 展开图 侧面 积公式 S圆柱侧 =2πrl S圆锥侧 =πrl S圆台侧 = π(r1+r2)l 5.柱、锥、台、球的表面积和体积     名称 几何体   表面积 体积 柱体(棱柱 和圆柱) S表面积 = S侧 +2S底 V=Sh 锥体(棱锥 和圆锥) S表面积 = S侧 +S底 V=13Sh 台体(棱台 和圆台) S表面积 = S侧 +S上 +S下 V=13 (S上 + S下 + S上 S下)h 球 S=4πR2 V=43πR 3 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋    1.正方体的外接球、内切球及与各条棱相切球的半径 (1)外接球:球心是正方体的中心;半径r= 32a (a为 正方体的棱长). (2)内切球:球心是正方体的中心;半径r=a2 (a为正 方体的棱长). (3)与各条棱都相切的球:球心是正方体的中心;半径 r= 22a (a为正方体的棱长). 2.正四面体的外接球、内切球的球心和半径 (1)外接球:球心是正四面体的中心;半径r= 64a (a 为正四面体的棱长). (2)内切球:球心是正四面体的中心;半径r= 612a (a 为正四面体的棱长). ◆[思考辨析]  判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里 打“√”,错误的打“×”. (1)球的任何截面都是圆. (  ) (2)有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几 何体是棱锥. (  ) (3)若一个球的体积为43π,则它的表面积为12π. (  ) (4)上下底面是两个平行的圆面的旋转体是圆台. (  ) (5)在用斜二测画法画水平放置的∠A 时,若∠A 的两边分别平行于x 轴和y 轴,且∠A =90°,则 在直观图中∠A=45°. (  ) (6)在△ABC中,AB=2,BC=3,∠ABC=120°,使 △ABC绕直线BC 旋转一周所形成的几何体的体 积为9π. (  ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× ◆[小题查验] 1.关于空间几何体的结构特征,下列说法不正确的是 (  ) A.棱柱的侧棱长都相等 B.棱锥的侧棱长都相等 C.三棱台的上、下底面是相似三角形 D.有的棱台的侧棱长都相等 解析:B [根据棱锥的结构特征知,棱锥的侧棱长 不一定都相等.] 2.(BSD必修第二册P198习题6-1A组T2 改编)下 列几何体中的棱台是 (  ) 解析:D [A、C不是由棱锥截成的,不符合棱台的 定义,故A、C不符合题意;B中的截面不平行于底 面,不符合棱台的定义,故B不符合题意;D符合棱 台的定义,故D符合题意.] 3.(2024􀅰新课标Ⅰ卷)已知圆柱和圆锥的底面半径 相等,侧面积相等,且它们的高均为 3,则圆锥的体 积为 (  ) A.2 3π   B.3 3π   C.6 3π   D.9 3π 解析:B [由题意,侧面积相等,则圆锥的母线长是 圆柱高的2倍,即2 3,故其底面半径为3,所以圆 锥的体积为1 3×π×3 2× 3=3 3π.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰491􀅰 高考总复习 数学(BS) 4.某同学劳动课上制作了一个圆锥形礼品盒,其母线 长为40cm,底面半径为10cm,从底面圆周上一点 A 处出发,围绕礼品盒的侧面贴一条金色彩线回到 A 点,则所用金色彩线的最短长度为    cm. 解析:由圆锥侧面展开为半径为40cm,弧长为 2π×10=20πcm的扇形, 所以圆心角为π 2 ,而该扇形圆心角所对的弦长为最 短金色彩线长度, 故所用金色彩线的最短长度为40 2cm. 答案:40 2 5.(长度变换不清致误)用斜二测 画法画出的某平面图形的直观 图如图,边 AB 平行于y 轴, BC,AD 平行于x 轴.已知四 边形 ABCD 的 面 积 为 2 2 cm2,则原平面图形的面积为    . 解析:法一:依题意可知∠BAD=45°,则原平面图 形为直角梯形,上、下底的长分别与BC,AD 相等, 高为梯形ABCD 的高的2 2倍,所以原平面图形 的面积为8cm2. 法二:依题意可知,S直观图 =2 2cm2, 故S原图形 =2 2S直观图 =8cm2. 答案:8cm2 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋         学生用书 P128   基本立体图形 ▶[命题点1] 空间几何体的结构特征 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 1.(多选)(2025􀅰江西上饶期末)下列命题正确的是 (  ) A.有两个面平行,其余各面都是平行四边形的几 何体叫棱柱 B.棱锥是由一个底面为多边形,其余各面为具有公 共顶点的三角形围成的几何体 C.用一个平面去截棱锥,棱锥底面和截面之间的部 分为棱台 D.球面可以看作一个圆绕着它的直径所在的直线 旋转180°所形成的曲面 解析:BD [根 据 空 间 几 何 体 的 定 义,对 于 A,如 图 所 示,有 两 个 面 平 行,其余各面都是平行四边形的几何 体,但不是棱柱,错误;对于B,由棱 锥的定义知由一个底面为多边形,其 余各面为具有公共顶点的三角形围成的几何体是 棱锥,正确;对于C,用一个平面去截棱锥,棱锥底 面和截面之间的部分不一定为棱台,因为不能保证 截面与底面平行,错误;对于D,球面可以看作一个 圆绕着它的直径所在的直线旋转180°所形成的曲 面,正确.] 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 1.解决本类题目的关键是准确理解几何体的定义, 真正把握几何体的结构特征,可以根据条件构建 几何模型,在几何模型中进行判断. 2.解决本类题目的技巧:三棱柱、四棱柱、三棱锥、 四棱锥是常用的几何模型,有些问题可以利用它 们举特例解决或者学会利用反例对概念类的命 题进行辨析. 1.(多选)给出下列命题,其中真命题是 (  ) A.棱柱的侧棱都相等,侧面都是全等的平行四 边形 B.若三棱锥的三条侧棱两两垂直,则其三个侧面也 两两垂直 C.在四棱柱中,若两个过相对侧棱的截面都垂直于 底面,则该四棱柱为直四棱柱 D.存在每个面都是直角三角形的四面体 解析:BCD [A不正确,根据棱 柱的定义,棱柱的各个侧面都是 平行四 边 形,但 不 一 定 全 等;B 正确,若三棱锥的三条侧棱两两 垂直,则三个侧面构成的三个二 面角都是直二面角;C正确,因为两个过相对侧棱 的截面的交线平行于侧棱,又垂直于底面;D正确, 如图,正方体ABCDGA1B1C1D1 中的三棱锥 C1GABC,四个面都是直角三角形.] ▶[命题点2] 直观图 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 2.(2025􀅰福建期中)如图,四边形ABCD 的斜二测 画法直观图为等腰梯形A′B′C′D′.已知A′B′=4, C′D′=2,则下列说法正确的是 (   ) A.AB=2 B.A′D′=2 2 C.四边形ABCD 的周长为4+2 2+2 3 D.四边形ABCD 的面积为6 2 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰591􀅰                                                      主题三 第七章 立体几何与空间向量 解析:D [如图可知,AB=4, A′D′= 2,AD=2 2, 四边形ABCD 的周长为6+ 2 2+2 3,四边形 ABCD 的 面积为1 2× (4+2)×2 2=6 2. 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋    直观图的斜二测画法的关键之处在于将图中的关 键点转化为坐标系中的水平方向与垂直方向的坐 标长度,然后运用“水平长不变,垂直长减半”的方 法确定出点,最后连线即得直观图.注意被遮挡的 部分画成虚线. 2.(2025􀅰河北保定市高三期 中)如图,△A′B′C′表示水 平放置的△ABC 根据斜二 测画法得到的直观图,A′B′ 在x′轴上,B′C′与x′轴垂 直,且 B′C′ =2 2,则 △ABC的边AB 上的高为 (  ) A.2 B.4 C.4 2 D.8 解析:D [如 图,过 C′作 C′M′∥y′轴,交x′轴于M′, 在△C′M′B′中,因为 B′C′ 与x′轴 垂 直,且 B′C′= 2 2,∠C′M′B′=45°, 所以C′M′= B′C′sin45°= 2 2 2 2 =4, 由斜二测画法知:CM=2C′M′=8,所以△ABC 的 边AB 上的高为8.] ▶[命题点3] 展开图 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 3.(2025􀅰安徽马鞍山模拟预测)在棱长为4的正方 体ABCDGA1B1C1D1 中,E,F 分别为线段BB1, BD1 上的动点,点 O 为侧面BCC1B1 的中心,则 △OEF 的周长的最小值为    . 解析:如图①,设侧面 ABB1A1 的中心为 M,根据 正方体的结构特征可得FM=FO, 则△OEF 周 长 的 最 小 值 即OE+EF+FM 的 最 小值. 将侧面BCC1B1 绕着BB1 旋转至与平面B1D1B 在 同一平面上, 将平面A1D1B 绕着BD1 旋转至与平面B1D1B 在 同一平面上, 过点O 作OS⊥BC 于点S, 则OS=BS=2,其中 MB=2 2, 如图②,则OE+EF+FM≥OM= MS2+OS2 = (2+2 2)2+22=2 4+2 2, 故△OEF 的周长的最小值为2 4+2 2. 答案:2 4+2 2 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋    空间几何体侧面上两点间的最短距离问题常常 要归结为求平面上两点间的最短距离问题,因此 解决这类问题的方法就是先把几何体侧面展开 成平面图形,再用平面几何的知识来求解. 3.(2025􀅰重庆模拟)如图,已知圆柱的斜截面是一个 椭圆,该椭圆的长轴AC 为圆柱的轴截面对角线, 短轴长等于圆柱的底面直径.将圆柱侧面沿母线 AB 展开,则椭圆曲线在展开图中恰好为一个周期 的正弦曲线.若该段正弦曲线是函数y= 3sinωx (ω>0)图象的一部分,且其对应的椭圆曲线的离心 率为 3 2 ,则ω的值为 (   )   A.32 B.1 C.3 D.2 解析:B [由题意,椭圆曲线在展开图中恰好为函 数y= 3sinωx(ω>0)图象的一部分, 可得AB=2 3. 设圆柱底面半径为r, 则T=2πω=2πr ,所以ω=1r , 设椭圆长轴长为2a,短轴长为2b, 因为离心率为 3 2 ,得e=ca= 3 2 , 则a2=b2+c2=b2+ 3 2a æ è ç ö ø ÷ 2 , 即a2=4b2,所以ba= 2r AC= 1 2 ,得AC=4r, 又由勾股定理得AC2-BC2=16r2-4r2=(2 3)2, 解得r=1,故ω=1.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰691􀅰 高考总复习 数学(BS)    空间几何体的表面积 [典例1] (2025􀅰黑龙江铁人中学模拟)已知一个 圆锥的底面半径为6,其体积为30π,则该圆锥的侧 面积为 (  ) A.30π B.32π C.37π D.39π [解析] 设圆锥的底面半径为r,高为h,母线长为 l,则r=6,13πr 2􀅰h=30π, 即1 3π×36h=30π ,解得h=52 , 所以l= r2+h2= 36+254= 13 2 , 所以该圆锥的侧面积为πrl=π×6×132=39π. [答案] D [典例2] (2025􀅰河南周口模拟) 如 图,在 三 棱 柱 ABCGA1B1C1 中,AA1⊥底面ABC,AB⊥BC, AA1=AC=2,直线A1C 与侧面 AA1B1B 所成的角为30°,则该 三棱柱的侧面积为 (  ) A.4+4 2 B.4+4 3 C.12 D.8+4 2 [解析] 连接A1B.因为AA1⊥ 底面ABC,则AA1⊥BC,又AB ⊥BC,AA1∩AB=A,AA1,AB ⊂平面 AA1B1B,所以 BC⊥平 面AA1B1B,所以直线A1C 与侧 面AA1B1B 所成的角为∠CA1B =30°.又AA1=AC=2,所以A1C=2 2,BC= 2. 又AB⊥BC,则 AB= 2,则该三棱柱的侧面积为 2 2×2+2×2=4+4 2. [答案] A 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 几何体表面积的求法 (1)求解有关多面体表面积的问题,关键是找到其 特征几何图形,如棱柱中的矩形,棱台中的直角 梯形,棱锥中的直角三角形,它们是联系高与斜 高、边长等几何元素的桥梁,从而架起侧面积公 式中的未知量与条件中已知几何元素的联系. (2)圆柱、圆锥、圆台的侧面是曲面,计算侧面积时 需要将曲面展为平面图形计算,而表面积是侧 面积与底面圆的面积之和. 提醒:组合体的表面积应注意重合部分的处理中. 1.(2025􀅰 河南驻马店期末)已 知 三 棱 柱 ABCG A1B1C1 中,所有棱长均为6,且∠A1AB=∠A1AC =60°,则该三棱柱的侧面积等于 (  ) A.36 3 B.54 3 C.36+36 3 D.36+54 3 解析:D  [由 于 三 棱 柱 ABCGA1B1C1 的 所 有 棱 长 均 等 于 6,且 ∠A1AB = ∠A1AC=60°, 所以 点 A1 在 底 面 内 的 投 影点O 必定在底部正三角 形ABC 的∠BAC 的角平分线上, 所以A1O⊥平面ABC,延长AD 交BC 于点D,D 为BC 的中点, 所以 AD⊥BC,A1O⊥BC,所 以 AD∩A1O=O, AD,A1O⊂平面A1AO, 所以BC⊥平面A1AO,又因为A1A⊂平面A1AO, 所以BC⊥AA1,又因为AA1//BB1,∴BC⊥BB1, 所以矩形B1BCC1 的面积为6×6=36,正三角形 ABC 的面积为 34×6 2=9 3, 四边形 A1ABB1,A1ACC1 的 面 积 为 1 2×6×6× sin60°×2=18 3, 所以该三棱柱的表面积为18 3×2+36+9 3×2 =36+54 3.] 2.(2025􀅰重庆市第七中学校高一期末)若一个正四 棱台的上、下底面边长分别为2、4,它的高为2,则 该四棱台的表面积为    . 解析:如图所示,AB=DE=2, AD=12×2=1 ,BC=12×4 =2, 所以DC= 22+(2-1)2= 5, 所以该四棱台的表面积为:22+42+4×12 (2+4) × 5=20+12 5. 答案:20+12 5    空间几何体的体积 ▶[命题点1] 直接利用公式求体积 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 1.(2024􀅰全国甲卷)已知圆台甲、乙的上底面半径均 为r1,下底面半径均为r2,圆台的母线长分别为 2(r2-r1),3(r2-r1),则圆台甲与乙的体积之比为     . 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰791􀅰                                                      主题三 第七章 立体几何与空间向量 解析:由题意知h甲 h乙 = 22-12 32-1 = 3 2 2 , V甲 V乙 = h甲 h乙 = 3(r1-r2) 2 2(r1-r2) = 64. 答案:6 4 ▶[命题点2] 割补法求体积 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 2.(2024􀅰天津卷)一个五面体 ABCGDEF.已知AD∥BE∥CF, 且两两之间距离为1.AD=1,BE =2,CF=3,则该五面体的体积 为 (  ) A.36 B. 3 3 4 + 1 2 C.32 D. 3 3 4 - 1 2 解析:C [用一个完全相同的五 面体 HIJGLMN(顶点与五面体 ABCGDEF 一一对应)与该五面 体相嵌,使得 D,N;E,M;F,L 重合, 因为AD∥BE∥CF,且两两之间距离为1.AD=1, BE=2,CF=3, 则形成的新组合体为一个三棱柱, 该三棱柱的直截面(与侧棱垂直的截面)为边长为 1的等边三角形,侧棱长为1+3=2+2=3+1=4, VABCGDEF = 1 2VABCGHIJ = 1 2× 1 2×1×1× 3 2 ×4 = 32. ] ▶[命题点3] 等体积法求体积 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 3.如 图 所 示,已 知 三 棱 柱 ABCG A1B1C1 的所有棱 长 均 为1,且 AA1 ⊥ 底 面 ABC,则 三 棱 锥 B1GABC1的体积为 (  ) A.312 B. 3 4 C.612 D. 6 4 解析:A [易知三棱锥B1GABC1 的体积等于三棱 锥AGB1BC1的体积,又三棱锥AGB1BC1 的高为 3 2 , 底面积为1 2 ,故其体积为1 3× 1 2× 3 2= 3 12. ] 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋    求空间几何体的体积的常用方法 公 式 法 对于规则几何体的体积问题,可以直接利用公 式进行求解 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 割 补 法 把不规则的图形分割成规则的图形,然后进行体 积计算;或者把不规则的几何体补成规则的几何 体,不熟悉的几何体补成熟悉的几何体,便于计 算其体积 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 等 体 积 法 一个几何体无论怎样转化,其体积总是不变 的.如果一个几何体的底面面积和高较难求解 时,我们可以采用等体积法进行求解.等体积 法也称等积转化或等积变形,它是通过选择合 适的底面来求几何体体积的一种方法,多用来 解决有关锥体的体积,特别是三棱锥的体积 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 提醒:求一些不规则几何体的体积常用割补的方法 将几何体转化成已知体积公式的几何体进行解决. 1.(2025􀅰新疆模拟)我国古代数学 著作«九章算术»中记载了一种称 为“羡除”的几何体,该几何体的一 种结构是三个面均为梯形,其他两 面为三角形的五面体.如图所示, 四边形ABCD,ABFE,CDEF 均为等腰梯形,AB ∥CD∥EF,AB=6,CD=8,EF=10,EF 到平面 ABCD 的距离为5,CD 与AB 间的距离为10,则这 个羡除的体积V=     . 解析:连接CE,BE, V=VEGABCD+VCGBEF =VEGABCD+ 5 3VDGABE =VEGABCD+ 5 3VEGABD =VEGABCD+ 5 7VEGABCD= 12 7VEGABCD =127× 1 3× 1 2 (6+8)×10×5=200. 答案:200 2.(2023􀅰全国乙卷)已知圆锥PO 的底面半径为3,O 为底面圆心,PA,PB 为圆锥的母线,∠AOB=2π3 ,若 △PAB的面积等于934 ,则该圆锥的体积为 (  ) A.π B.6π C.3π D.3 6π 解析:B [在△AOB 中, ∠AOB=2π3 ,而 OA=OB = 3,取 AB 中点C,连接 OC,PC,有 OC⊥AB,PC ⊥AB,如图, 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰891􀅰 高考总复习 数学(BS) ∠ABO=π6 ,OC= 32 ,AB=2BC=3,由△PAB 的 面积为9 3 4 ,得1 2×3×PC= 9 3 4 , 解 得 PC =3 32 ,于 是 PO = PC2-OC2 = 3 3 2 æ è ç ö ø ÷ 2 - 3 2 æ è ç ö ø ÷ 2 = 6, 所以圆锥的体积V=13π×OA 2×PO=13π× (3)2 × 6= 6π.]    球与空间几何体的接、切问题 ▶[命题点1] 球的内切问题 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 1.(2025􀅰北京二中模拟)如图所示,一 套组合玩具需在一半径为3的球外 罩上一个倒置圆锥,则圆锥体积的最 小值为 (  ) A.64π B.40π C.84π D.72π 解析:D [设母线与底面的夹 角2α,底面半径R,内切球半径 r=3,圆锥的高h, 则 R = rtanα = 3 tanα ,h = R􀅰tan2α= 3tanα 􀅰tan2α= 6 1-tan2α , 圆锥 的 体 积 V = 13πR 2h= 13π× 3 tanα æ è ç ö ø ÷ 2 × 6 1-tan2α =18π× 1 tan2α(1-tan2α) , 而0°<2α<90°,0°<α<45°,所 以0<tanα<1, 1-tan2α>0又因为tan2α+(1-tan2α)=1定值, 所以tan2α(1-tan2α)≤ tan 2α+1-tan2α 2 æ è ç ö ø ÷ 2 =14 , 当且仅当tan2α=1-tan2α,即tanα= 22 时,所以 Vmin=18π× 1 1 2× 1 2 =72π.] 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋    解决与球的内切问题主要是指球内切多面体与旋 转体,解答时首先要找准切点,通过作截面来解决. 如果内切的是多面体,则作截面时主要抓住多面体 过球心的对角面来作. 1.(2025􀅰晋中市模拟)四棱锥PGABCD 的底面ABCD 是边长为6的正方形,且PA=PB=PC=PD,若一个 半径为1的球与此四棱锥所有面都相切,则该四棱锥 的高是 (  ) A.6 B.5 C.92 D. 9 4 解析:D  [由 题 意,四 棱 锥 PGABCD是正四棱锥,球的球心 O在四棱锥的高PH 上.过正四 棱锥的高作组合体的轴截面,如 图所示,其中PE,PF是斜高,A′ 为球面与侧面的切点.设PH=h,由几何体可知, Rt△PA′O∽Rt△PHF, ∴OA′FH= PO PF ,即1 3= h-1 h2+32 ,解得h=94. ] ▶[命题点2] 球的相接问题 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 2.(2025􀅰贵州模拟)已知直三棱柱ABCGA1B1C1 的 6个顶点都在球O 的球面上,若 AB=3,AC=1, ∠BAC=60°,AA1=2,则该三棱柱的外接球的体 积为 (   ) A.40π3 B. 40 30π 27 C.320 30π27 D.20π 解析:B [设△A1B1C1 的 外 心 为O1,△ABC 的外心为O2,连接 O1O2,O2B,OB,如图所示, 由题意可得该三棱柱的外接球的 球心O 为O1O2 的中点. 在△ABC 中,由余弦定理可得BC2=AB2+AC2- 2AB×ACcos∠BAC=32+12-2×3×1×cos60° =7,则BC= 7, 由正弦定理可得△ABC 外接圆的直径2r= BCsin60° =2 7 3 ,则r= 7 3 , 而球心 O 到截面ABC 的距离d=OO2= 1 2AA1 =1, 设直三棱柱ABCGA1B1C1 的外接球半径为R, 由球的截面性质可得R2=d2+r2=12+ 7 3 æ è ç ö ø ÷ 2 =103 ,故R= 303 , 所以该三棱柱的外接球的体积为 V=43πR 3=43π× 30 3 æ è ç ö ø ÷ 3 =40 30π27 . ] 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋    把一个多面体的几个顶点放在球面上即为球的外 接问题.解决这类问题的关键是抓住外接的特点, 即球心到多面体的顶点的距离等于球的半径. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰991􀅰                                                      主题三 第七章 立体几何与空间向量 2.圆台上、下底面的圆周都在一个直径为10的球面 上,其上、下底面半径分别为4和5,则该圆台的体 积为   . 解析:圆 台 的 下 底 面 半 径 为 5,故下底面在外接球的大圆 上,如图所示, 设球的球心为O,圆台上底面 的 圆 心 为 O′,则 圆 台 的 高 OO′ = OQ2-O′Q2 = 52-42=3. 据此可得圆台的体积V=13π×3× (52+5×4+ 42)=61π. 答案:61π 3.(2025􀅰湖北宜昌市夷陵中学模拟)已知正四面体 ABCD 的表面积为2 3,且A,B,C,D 四点都在球 O 的球面上,则球O 的体积为    . 解析:正四面体各面都是全等的等边三角形,设正 四面体的棱长为a,所以该正四面体的表面积为S =4×12×a× a 2- a2 æ è ç ö ø ÷ 2 = 3a2,所以a= 2, 又正方体的面对角线可构成正四面体, 若正四面体棱长为 2,可得正方体的棱长为1, 所以正方体的外接球即为该正四面体的外接球,所 以外接球的直径为 3,半径为 32 ,所以球O 的体积 为 3 2π. 答案:3 2π 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 学生用书 P130    空间几何体的内切球问题 ▶[命题点1] 等体积法 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋将空间几何体拆分为以内切球球心为顶点的多个几 何体,再利用等体积法求出内切球半径 ,主要用于多 面体内切球问题. [例1] (2025􀅰虎丘区校级模拟)在三棱锥SGABC 中,SA⊥平面ABC,∠ABC=90°,且SA=3,AB=4, AC=5,若球O 在三棱锥SGABC 的内部且与四个 面都相切(称球O 为三棱锥SGABC 的内切球),则 球O 的表面积为 (  ) A.32π27 B. 4π 9 C. 16π 9 D. 16π 81 [解析] 因 为 SA⊥平 面 ABC,∠ABC=90°, AB⊂平面ABC,AC⊂平面ABC,BC⊂平面ABC, 所以SA⊥AB,SA⊥AC,SA⊥BC, 又BC⊥AB,SA∩AB=A,SA,AB⊂平面SAB, 所以BC⊥平面SAB,所以BC⊥SB, 所以△SAB,△ABC,△SAC,△SBC 均为直角三 角形, 设球O 的半径为r,则VSGABC= 1 3 (S△SAB+S△CAB+ S△SAC+S△SBC)􀅰r, 而VSGABC= 1 3×3× 1 2×3×4=6 , S△SAB=S△CAB = 1 2SA 􀅰AB=6, S△SAC=S△SBC= 1 2×3×5= 15 2 , 所以1 3 6+6+ 15 2+ 15 2 æ è ç ö ø ÷ 􀅰r=6, 解得r=23 , 所以球O 的表面积为S=4πr2=4π× 23 æ è ç ö ø ÷ 2 =16π9 . [答案] C [例2] 已知点O 到直三棱柱ABCGA1B1C1 各面的 距离都相等,球O 是直三棱柱ABCGA1B1C1 的内切 球,若球O的表面积为16π,△ABC的周长为4,则三 棱锥A1GABC 的体积为 (  ) A.43 B. 16 3 C. 8 3 3 D. 16 3 3 [解析] 设直三棱柱ABCGA1B1C1 的高为h,AB =c,BC=a,AC=b,内 切 球 O 的 半 径 为r,则h =2r, 由题意可知球O 的表面积为16π=4πr2, 解得r=2,∴h=4, 又△ABC 的周长为4,即a+b+c=4, ∴连接OA,OB,OC,OA1,OB1, OC1,可 将 直 三 棱 柱 ABCG A1B1C1 分成5个棱锥, 即三个以原来三棱柱侧面为底 面,内 切 球 球 心 为 顶 点 的 四 棱 锥,两个以原来三棱柱底面为底 面,内 切 球 球 心 为 顶 点 的 三 棱锥, ∴ 由 体 积 相 等 可 得 直 三 棱 柱 ABCGA1B1C1 的体积为S△ABCh= 1 3ahr+ 1 3bhr+ 1 3chr+2× 1 3S△ABCr , 即4S△ABC= 1 3 (a+b+c)hr+43S△ABC , ∴S△ABC=4, ∴三棱锥A1GABC 的体积为 1 3S△ABCh= 1 3×4×4 =163. [答案] B 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰002􀅰 高考总复习 数学(BS)

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7.1 基本立体图形、直观图及简单几何体的表面积和体积-【创新教程】2026年高考数学总复习大一轮讲义(北师大版2019)
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7.1 基本立体图形、直观图及简单几何体的表面积和体积-【创新教程】2026年高考数学总复习大一轮讲义(北师大版2019)
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7.1 基本立体图形、直观图及简单几何体的表面积和体积-【创新教程】2026年高考数学总复习大一轮讲义(北师大版2019)
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