内容正文:
丰富的图形世界
生活中的立体图形知识梳理
常见的几何体及分类
按形状分类
名称
图例
特征
柱体
圆柱
上下底面是圆,侧面是曲面
有两个面互相平行且形状、大小都相同
棱柱
上下底面是多边形,侧面是平行四边形
锥体
圆锥
底面是圆,侧面是曲面
有一个顶点
棱锥
底面是多边形,侧面是三角形
各侧面有一个公共顶点
球体
表面是曲面
按围成几何体的面分类
有曲面:圆柱、圆锥、球、圆台等
a) 无曲面:棱柱、棱锥、棱台等
按有无顶点分类
b) 有顶点:圆锥、棱锥、棱柱、棱台等
c) 无顶点:圆柱、球、圆台等
棱柱的相关概念及特征
棱柱的相关概念及特征
类别
概念
图示
分类
特征
棱
棱柱中,相邻两个面的交线叫做棱
棱柱的底面是几边形就是几棱柱
棱柱可以分为直棱柱和斜棱柱,直棱柱的侧面是长方形
棱柱的所有侧棱长都相等
棱柱上下底面的形状、大小相同,都是多边形,并且互相平行
侧面的形状都是平行四边形
侧棱
棱柱中,相邻两个侧面的交线叫做侧棱
棱柱与棱锥的面、顶点、棱
棱柱:面:n+2 顶点:2n 棱:3n 侧棱:n 侧面:n
棱锥:面:n+1 顶点:n+1 棱:2n 侧棱:n 侧面:n
几何图形的构成
几何图形的构成
图形是由点、线、面构成的(点无大小、线无宽窄、面无厚薄)
点、线、面、体之间的关系
从运动观点来看:点动成线,线动成面,面动成体
从几何观点来看:点是组成图形的基本元素,线、面、体都是点的集合
体与体相交成面,面与面相交成线,线与线相交成点
一般地,含有曲面的几何体都可以看作是由某一平面图形旋转得到的
几何体的表面积和体积
几何体的表面积=侧面积+底面积(上下底的面积和)
表面积:
圆柱体:2πr²+2πrh(r为上下底圆半径,h为高)
圆锥体:πr²+πrL(r为底圆半径,L为圆锥的母线长,h为高,L= )
长方体:2(ab+ac+bc) (a为长,b为宽,c为高)
正方体:6a²(a为正方体的棱长)
球体:4πr²(r为半径)
体积:
圆柱体:πr²h(r为上下底圆半径,h为高)
圆锥体:πr²h(r为底圆半径,h为高)
长方体:abc (a为长,b为宽,c为高)
正方体:a³(a为正方体的棱长)
球体:πr³(r为半径)跟踪训练
立体图形的认识及顶点、面、棱
:写出图中各个几何体的名称:
将图中的几何体进行分类,并说明理由.
1
2
3
4
5
6
1. 五棱柱的顶点数 ,棱数是 ,面数是
四棱锥的顶点数是 ,棱数是 ,面数是
n棱柱的面数是8,则它有 个顶点,共有 条棱
若一个直棱柱共有10个面,所有侧棱长的和等于64,则每条棱的长为
不透明袋子中装有一个几何体模型,两位同学摸该模型并描述它的特征。甲同学:它有8个面;乙同学:它有18条棱。该模型的形状对应的立体图形可能是 ( )
A.三棱柱 B.四棱柱 C.五棱柱 D.六棱柱
十八世纪瑞士数学家欧拉证明了简单多面体中顶点数(V)、面数(F)、棱数(E)之间存在一个有趣的关系式,被称为欧拉公式,请你观察下列几种简单多面体模型,解答下列问题:
1. 根据上述多面体模型得:
多面体
顶点数(V)
面数(F)
棱数(E)
四面体
4
4
6
长方体
8
6
12
正八面体
6
8
12
正十二面体
20
12
30
顶点数(V)、面数(F)、棱数(E)之间存在的关系是
一个多面体的面数比顶点数大8,且有30条棱,则这个多面体的面数是
某个玻璃饰品的外形是简单多面体,它的外表面是由三角形和八边形两种多边形拼接而成,且有24个顶点,每个顶点处都有3条棱,设该多面体外表三角形的个数为x个,八边形的个数为y个,求x+y的值.
点、线、面、体之间的关系
1. 几何图形都是由点、线、面、体组成的,点动成线,线动成面,面动成体,下列生活现象中可以反映"线动成面"的是 ( )
A.笔尖在纸上移动划过的痕迹 B.长方形绕一边旋转一周形成的几何体
C.流星划过夜空留下的尾巴 D.汽车雨刷的转动扫过的区域
如图,将平面图形绕轴旋转一周,可得到的立体图形是 (D)
A.
B.
C.
D.
立体图形染色问题
1. 一个雕塑家利用15个棱长为1米的相同正方体,在公园空地设计了一个如图所示的几何体造型,需要把露出的表面部分都涂上颜色,则需要涂颜色部分的面积为 ( )
A.46m² B.28m² C.37m² D.25m²
把50个相同大小的立方体木块堆砌成如图的形状放在桌面上,现在向这堆木块没与桌面接触的五个面喷油漆,则有 块木块完全喷不到漆
把14个棱长为1dm的正方体摆成如图所示的造型,然后把露出的表面都涂上颜色,则被涂上颜色的部分面积为 ( )
A.33dm² B.21dm² C.42dm² D.24dm²
如图,几何体是由若干棱长为1的小立方体按一定规律排成的,若将露出的表面都涂上颜色(底面不涂色),观察该图,探究其中的规律.
图①
图②
图③
1. 第1个几何体中只有2个面涂色的小立方体共有 个.第3个几何体中只有2个面涂色的小立方体共有 个
求出来第100个几何体中只有2个面涂色的小立方体的块数
求出前100个几何体中只有2个面涂色的小立方体的块数的和
表面积和体积计算
1. 有一个四棱柱,
1. 若它的底面边长都是5cm,所有侧面的面积和是40cm²,它的侧棱长是多少?
若它的所有棱都相等,且所有棱长之和为60cm,那么它的形状是什么?它的体积是多少?
若它的所有棱都相等,且所有棱长之和为60cm,那么它的形状是什么?它的体积是多少?
如图,直棱柱的底面边长都相等,底面边长是3.5cm,高是4cm,解答下列问题.
1. 这是几棱柱,共有几个面?
这个棱柱的侧面积是多少?
如图,以AB所在直线为轴,旋转一周,得到该几何体的体积是多少?
圆柱与圆锥的体积之比是2∶3,底面圆的半径相同,那么它们的高之比为
将一根长4m的圆柱体木料锯成两段(2段都是圆柱体),表面积增加60dm²,这根木料的体积是
用彩带捆扎一个圆柱形的蛋糕盒如图,打结处正好是底面圆心,打结用去18cm.
1. 扎这个盒子至少用去彩带多少cm?
这个蛋糕盒子的体积是多少?
蛋糕的直径比盒子直径少3cm,高比盒子矮5cm,打开盒子沿着蛋糕底面的直径垂直切开,平均分成两部分,这时蛋糕的表面积增加了多少?
用一个底面为20cm×20cm的长方体容器(已装满水)向一个长、宽、高分别是16cm,10cm和5cm的长方体空铁盒内倒水,当铁盒内装满水时,长方体容器中水的高度下降了
把一个长方形绕它的一条边所在的直线旋转一周能得到一个圆柱,那么把一个长为8cm、宽为6cm的长方形,绕它的一条边所在的直线旋转一周后所得到的圆柱的体积为 cm³.
将直角边长分别为3,4,斜边长为5的直角三角形绕三角形其中一边旋转一周就可以得到一个几何体.请计算一下所有几何体的体积.
在长方形ABCD中,AB=a,BC=b,且a>b,将长方形ABCD绕边AB所在的直线旋转一周形成圆柱甲,再将长方形ABCD绕边BC所在的直线旋转一周形成圆柱乙,两个圆柱的侧面积分别为S甲、S乙.则S甲、S乙之间的关系是
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生活中的立体图形知识梳理
常见的几何体及分类
按形状分类
名称
图例
特征
柱体
圆柱
上下底面是圆,侧面是曲面
有两个面互相平行且形状、大小都相同
棱柱
上下底面是多边形,侧面是平行四边形
锥体
圆锥
底面是圆,侧面是曲面
有一个顶点
棱锥
底面是多边形,侧面是三角形
各侧面有一个公共顶点
球体
表面是曲面
按围成几何体的面分类
有曲面:圆柱、圆锥、球、圆台等
a) 无曲面:棱柱、棱锥、棱台等
按有无顶点分类
b) 有顶点:圆锥、棱锥、棱柱、棱台等
c) 无顶点:圆柱、球、圆台等
棱柱的相关概念及特征
棱柱的相关概念及特征
类别
概念
图示
分类
特征
棱
棱柱中,相邻两个面的交线叫做棱
棱柱的底面是几边形就是几棱柱
棱柱可以分为直棱柱和斜棱柱,直棱柱的侧面是长方形
棱柱的所有侧棱长都相等
棱柱上下底面的形状、大小相同,都是多边形,并且互相平行
侧面的形状都是平行四边形
侧棱
棱柱中,相邻两个侧面的交线叫做侧棱
棱柱与棱锥的面、顶点、棱
棱柱:面:n+2 顶点:2n 棱:3n 侧棱:n 侧面:n
棱锥:面:n+1 顶点:n+1 棱:2n 侧棱:n 侧面:n
几何图形的构成
几何图形的构成
图形是由点、线、面构成的(点无大小、线无宽窄、面无厚薄)
点、线、面、体之间的关系
从运动观点来看:点动成线,线动成面,面动成体
从几何观点来看:点是组成图形的基本元素,线、面、体都是点的集合
体与体相交成面,面与面相交成线,线与线相交成点
一般地,含有曲面的几何体都可以看作是由某一平面图形旋转得到的
几何体的表面积和体积
几何体的表面积=侧面积+底面积(上下底的面积和)
表面积:
圆柱体:2πr²+2πrh(r为上下底圆半径,h为高)
圆锥体:πr²+πrL(r为底圆半径,L为圆锥的母线长,h为高,L= )
长方体:2(ab+ac+bc) (a为长,b为宽,c为高)
正方体:6a²(a为正方体的棱长)
球体:4πr²(r为半径)
体积:
圆柱体:πr²h(r为上下底圆半径,h为高)
圆锥体:πr²h(r为底圆半径,h为高)
长方体:abc (a为长,b为宽,c为高)
正方体:a³(a为正方体的棱长)
球体:πr³(r为半径)跟踪训练
立体图形的认识及顶点、面、棱
:写出图中各个几何体的名称:
正方体
圆柱
三棱柱
圆锥
四棱锥
球
五棱柱
【答案】正方体;圆柱;三棱柱;圆锥;四棱锥;球;五棱柱
【解析】根据图形特点写出名称即可.
将图中的几何体进行分类,并说明理由.
1
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3
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【答案】见解析
【解析】首先要确定分类标准,可以按组成几何体的面是平面还是曲面来划分,也可以按柱、锥、球来划分.
解:若按形状来划分:①②④是一类,组成它的各面全是平面;③⑤⑥是一类,组成它的面至少有一个是曲面
1. 五棱柱的顶点数 10 ,棱数是 15 ,面数是 7
四棱锥的顶点数是 5 ,棱数是 8 ,面数是 5
n棱柱的面数是8,则它有 12 个顶点,共有 18 条棱
若一个直棱柱共有10个面,所有侧棱长的和等于64,则每条棱的长为 8
【答案】a)10;15;7 b)5;8;5 c)12;18 d)8
不透明袋子中装有一个几何体模型,两位同学摸该模型并描述它的特征。甲同学:它有8个面;乙同学:它有18条棱。该模型的形状对应的立体图形可能是 (D)
A.三棱柱 B.四棱柱 C.五棱柱 D.六棱柱
【答案】D
【解析】六棱柱有8个面(两个底面是六边形,侧面是六个长方形),六棱柱有3×6条棱,共18条棱。
故选:D
十八世纪瑞士数学家欧拉证明了简单多面体中顶点数(V)、面数(F)、棱数(E)之间存在一个有趣的关系式,被称为欧拉公式,请你观察下列几种简单多面体模型,解答下列问题:
1. 根据上述多面体模型得:
多面体
顶点数(V)
面数(F)
棱数(E)
四面体
4
4
6
长方体
8
6
12
正八面体
6
8
12
正十二面体
20
12
30
顶点数(V)、面数(F)、棱数(E)之间存在的关系是 V+F-E=2
一个多面体的面数比顶点数大8,且有30条棱,则这个多面体的面数是 20
某个玻璃饰品的外形是简单多面体,它的外表面是由三角形和八边形两种多边形拼接而成,且有24个顶点,每个顶点处都有3条棱,设该多面体外表三角形的个数为x个,八边形的个数为y个,求x+y的值.
【答案】a)V+F-E=2; b)20 c) 14
【解析】
1. 根据表格中的数据分析即可得出顶点数(V)、面数(F)、棱数(E)之间存在的关系;
根据(1)中的结论求解即可
先求得棱数,再带入(1)的关系式求解即可
a) 4+4-6=2,8+6-12=2,6+8-12=2,20+12-30=2 ∴V+F-E=2
故答案为:V+F-E=2
b) 由题意得:F-8+F-30=2,解得:F=20
故答案为:20
c) 该多面体有24个顶点,每个顶点处都有3条棱,两点确定一条直线,
∴共有24×3÷2=36条棱,∴24+F-36=2, 解得:F=14;
由题意得:x+y为多面体的面数,∴x+y=14
点、线、面、体之间的关系
1. 几何图形都是由点、线、面、体组成的,点动成线,线动成面,面动成体,下列生活现象中可以反映"线动成面"的是 (D)
A.笔尖在纸上移动划过的痕迹 B.长方形绕一边旋转一周形成的几何体
C.流星划过夜空留下的尾巴 D.汽车雨刷的转动扫过的区域
【答案】D
【解析】根据点动成线,线动成面,面动成体可判定.
解:A.笔尖在纸上移动划过的痕迹,反映的是"点动成线",故不符合题意;
B.长方形绕一边旋转一周形成的几何体,反映的是"面动成体",故不符合题意;
C.流星划过夜空留下的尾巴,反映的是"点动成线",故不符合题意;
D.汽车雨刷的转动扫过的区域,反映的是"线动成面",故符合题意;
故选:D
如图,将平面图形绕轴旋转一周,可得到的立体图形是 (D)
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】根据面动成体以及圆台的特点进行逐一分析,能求出结果
解:平面图形绕轴旋转一周,可得到的立体图形是圆台
故选:D
立体图形染色问题
1. 一个雕塑家利用15个棱长为1米的相同正方体,在公园空地设计了一个如图所示的几何体造型,需要把露出的表面部分都涂上颜色,则需要涂颜色部分的面积为 (C)
A.46m² B.28m² C.37m² D.25m²
【答案】C
【解析】由图形可知分四层,每一层再分侧面与上表面两部分求出表面积,然后相加即可.
解:最上层,侧面积为4,上表面面积为1,总面积为4+1=5
第二层,侧面积为4
第三层,侧面积为2×4=8,上表面面积为4-1=3,总面积为8+3=11
最下层,侧面积为3×4=12,上表面面积为9-4=5,总面积为12+5=17,
5+4+11+17=37,所以被他涂上颜色部分面积为37m²
把50个相同大小的立方体木块堆砌成如图的形状放在桌面上,现在向这堆木块没与桌面接触的五个面喷油漆,则有 7 块木块完全喷不到漆
【答案】7
【解析】将"最外层"切去,剩下的是完全不涂颜色的部分,再根据实际情况进行判断即可
解:如图,将"4×4×4"的大正方体分别切去涂漆的五个面的"最外层"后,还剩下"2×2×3"的小正方体,而这"12个"又拿去一部分,因此在上层"涂红、绿、蓝的下面各有2块是完全没有涂颜色的,在下层"涂黄色"的下面有1个完全没有涂颜色,因此共有2×3+1=7
故答案为:7
把14个棱长为1dm的正方体摆成如图所示的造型,然后把露出的表面都涂上颜色,则被涂上颜色的部分面积为 (A)
A.33dm² B.21dm² C.42dm² D.24dm²
【答案】A
【解析】由图形可知分三层,每一层再分侧面与上表面两部分求出表面积,然后相加即可.
解:最上层,侧面积为4,上表面积为1,总面积为4+1=5
第二层,侧面积为2×4=8,上表面积为4-1=3,总面积为8+3=11
最下层,侧面积为3×4=12,上表面积为9-4=5,总面积为12+5=17
5+11+17=33,∴被涂上颜色的部分面积为33dm²
如图,几何体是由若干棱长为1的小立方体按一定规律排成的,若将露出的表面都涂上颜色(底面不涂色),观察该图,探究其中的规律.
图①
图②
图③
1. 第1个几何体中只有2个面涂色的小立方体共有 4 个.第3个几何体中只有2个面涂色的小立方体共有 20 个
求出来第100个几何体中只有2个面涂色的小立方体的块数
求出前100个几何体中只有2个面涂色的小立方体的块数的和
【解析】
a) 第1个几何体中最底层的4个角的小立方体只有2个面涂色;第3个几何体中只有2个面涂色的小立方体共有5×4=20个;
b) 根据所给图形中只有两个面涂色的小立方体的块数得到第n个几何体中只有2个面涂色的小立方体的块数与4的倍数的关系即可
c) 根据(2)得到的规律,进行计算即可.
解:a) 观察图形可得第1个几何体中最底层的4个角的小立方体只有2个面涂色;第3个几何体中只有2个面涂色的小立方体共有5×4=20个.
故答案为:4,20;
b) 观察图形可知:图①中,只有2个面涂色的小立方体共有4个;
图②中,只有2个面涂色的小立方体共有12个;
图③中,只有2个面涂色的小立方体共有20个;
4,12,20都是4的倍数,可分别写成4×1,4×3,4×5的形式,
因此,第n个图中只有两个面涂色的小立方体共有4(2n-1)=8n-4,
则第100个几何体中只有2个面涂色的小立方体共有8×100-4=796;
c) (8×1-4)+(8×2-4)+(8×3-4)+(8×4-4)+⋯+(8×100-4)
=8(1+2+3+4+⋯+100)-100×4=40000
故前100个图形的点数和为40000
表面积和体积计算
1. 有一个四棱柱,
1. 若它的底面边长都是5cm,所有侧面的面积和是40cm²,它的侧棱长是多少?
若它的所有棱都相等,且所有棱长之和为60cm,那么它的形状是什么?它的体积是多少?
若它的所有棱都相等,且所有棱长之和为60cm,那么它的形状是什么?它的体积是多少?
【答案】a)2cm b)正方体,125cm³ c)200cm³
【解析】
a) 先求出一个侧面的面积,再求侧棱长即可;
b) 根据所有棱都相等可知是正方体,然后求出棱长计算体积即可
c) 先求出底面梯形的面积和周长,然后可得侧棱长,再计算体积即可.
解:a) S侧面=40÷4=10(cm²),侧棱长=10÷5=2(cm);
b) ∵它的所有棱都相等,∴它的形状是正方体,棱长=60÷12=5(cm)
V正方体=5³=125(cm³)
c) 由题意得:S底面=(2+8)×4÷2=20cm²,C底面=2+8+5+5=20(cm),
∴侧棱长=20÷2=10(cm),∴该四棱柱的体积V=20×10=200(cm³).
如图,直棱柱的底面边长都相等,底面边长是3.5cm,高是4cm,解答下列问题.
1. 这是几棱柱,共有几个面?
这个棱柱的侧面积是多少?
【答案】a)六棱柱;8 b)84cm²
【解析】a) 根据棱柱的定义,即可得到答案
b) 由侧面积的计算方法进行计算即可.
解:a) 由题意可得,该棱柱是六棱柱,共有8个面
b) 侧面积为3.5×4×6=84(cm²);
如图,以AB所在直线为轴,旋转一周,得到该几何体的体积是多少?
【答案】216π
【解析】解:以AB所在直线为轴,旋转的几何体是圆锥和圆柱的组合体
圆锥的体积:×π×6²×6=72π
圆柱的体积:π×6²×4=144π
故该几何体的体积为72π+144π=216π
圆柱与圆锥的体积之比是2∶3,底面圆的半径相同,那么它们的高之比为 2∶9
【答案】2∶9
【解析】利用圆柱、圆锥的体积公式,即可算出它们的高之比
解:由题意可知:圆柱的体积为πr²,圆锥的体积为πr²,
∵圆柱与圆锥的体积之比为2∶3,∴, = 2∶9
将一根长4m的圆柱体木料锯成两段(2段都是圆柱体),表面积增加60dm²,这根木料的体积是 1.2 m³
【答案】1.2
【解析】将一根长4m的圆柱体木料锯成两段,增加了2个底面,又知表面积增加了60dm²,由此可求出这根木料的底面积,根据圆柱的体积公式即可计算.
解:60dm²=0.6m²,0.6÷2=0.3(m²),0.3×4=1.2(m³),故这根木料的体积为1.2m³
故答案为:1.2
用彩带捆扎一个圆柱形的蛋糕盒如图,打结处正好是底面圆心,打结用去18cm.
1. 扎这个盒子至少用去彩带多少cm?
这个蛋糕盒子的体积是多少?
蛋糕的直径比盒子直径少3cm,高比盒子矮5cm,打开盒子沿着蛋糕底面的直径垂直切开,平均分成两部分,这时蛋糕的表面积增加了多少?
【答案】a)218cm;b)4500π(cm³);c)810cm²
【解析】
(1) 根据矩形的周长公式可得答案;
(2) 根据圆柱的体积公式可得答案;
(3) 根据矩形的面积公式可得答案;
解:(1) 2(30×2+20×2)+18=218(cm)
答:扎这个盒子至少用去彩带218cm
(2) 由圆柱的体积公式,得π×((30)/(2))²×20=4500π(cm³)
答:这个蛋糕盒子的体积是4500π(cm³);
(3) 蛋糕的直径是30-3=27cm,蛋糕的高是20-5=15cm,截面的面积是
27×15×2=810(cm²)
答:蛋糕的表面积增加了810cm²
用一个底面为20cm×20cm的长方体容器(已装满水)向一个长、宽、高分别是16cm,10cm和5cm的长方体空铁盒内倒水,当铁盒内装满水时,长方体容器中水的高度下降了 2cm
【答案】2cm
【解析】先求出长方体空铁盒的体积,再根据长方体容器倒出水的体积等于长方体空铁盒的体积,得到倒出水的体积,继而求得长方体容器中水下降的高度
解:∵V空铁盒=16×10×5=800cm³,∴倒出水的体积为800cm³
则长方体容器中水下降的高度=(800)/(20×20)=2cm
故答案为2cm
把一个长方形绕它的一条边所在的直线旋转一周能得到一个圆柱,那么把一个长为8cm、宽为6cm的长方形,绕它的一条边所在的直线旋转一周后所得到的圆柱的体积为 288π或384π cm³.
【答案】288π或384π
【解析】以长方形的长边或短边为轴旋转,得出圆柱体的底面半径和高,根据体积的计算方法进行计算即可
解:以长边8cm为轴旋转一周所得到的圆柱体的底面半径为6cm,高为8cm,
因此体积为:π×6²×8=288π(cm³);
以短边6cm为轴旋转一周所得到的圆柱体的底面半径为8cm,高为6cm,
因此体积为:π×8²×6=384π(cm³);
故答案为:288π或384π
将直角边长分别为3,4,斜边长为5的直角三角形绕三角形其中一边旋转一周就可以得到一个几何体.请计算一下所有几何体的体积.
【答案】16π;12π;9.6π
【解析】分别绕直角三角形三边旋转时形成三种情况的几何体,根据公式来求即可.
解:当直角三角形绕边长为3的一边旋转时,得到底面半径为4高为3的圆锥,其体积为:
V=π×4²×3=16π
当直角三角形绕边长为4的一边旋转时,得到底面半径为3高为4的圆锥,其体积为:
V=π×3²×4=12π
在直角边长为3,4,斜边长为5的直角三角形中,斜边上的高为:3×4÷5=2.4
当直角三角形绕边长为5的一边旋转时,得到底面半径为2.4高和为5的圆锥,其体积为:
V=π×2.4²×5=9.6π
在长方形ABCD中,AB=a,BC=b,且a>b,将长方形ABCD绕边AB所在的直线旋转一周形成圆柱甲,再将长方形ABCD绕边BC所在的直线旋转一周形成圆柱乙,两个圆柱的侧面积分别为S甲、S乙.则S甲、S乙之间的关系是 S甲=S乙
【答案】S甲=S乙
【解析】根据公式得:S甲=2π.AD.AB,S乙=2π.AB.AD,判断即可.
解:∵S甲=2π.AD.AB,S乙=2π.AB.AD,∴S甲=S乙
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