内容正文:
第八章 立体几何初步
8.3 简单几何体的表面积与体积
8.3.1 棱柱、棱锥、棱台的表面积与体积
1.面积是相对平面而言的,平面图形所占平面的大小就是面积,边长为1 的正方形的面积是1个面积单位.如何理解几何体的表面积?如何计算多面体的表面积?
2.几何体所占空间的大小就是体积,什么几何体的体积为一个体积单位?
3.长方体、正方体的体积如何计算?
4.棱柱、棱锥、棱台是三个最基本、最简单的多面体,其表面积的计算可以转化为求各侧面和底面多边形的面积之和,那么,求它们体积的公式又是什么呢?
复习引入
1.面积是相对平面而言的,平面图形所占平面的大小就是面积,边长为1 的正方形的面积是1个面积单位.如何理解几何体的表面积?如何计算多面体的表面积?
表面积是几何体表面的面积,
多面体的表面积等于围成多面体各个面的面积之和.
2.几何体所占空间的大小就是体积,什么几何体的体积为一个体积单位?
棱长为1的正方体的体积为一个体积单位.
3.长方体、正方体的体积如何计算?
长方体的体积等于长宽高的乘积,
正方体的体积等于棱长的立方.
4.棱柱、棱锥、棱台是三个最基本、最简单的多面体,其表面积的计算可以转化为求各侧面和底面多边形的面积之和,那么,求它们体积的公式又是什么呢?请同学们阅读教材.
教材导学
阅读教材:
1.棱柱、棱锥、棱台的表面积与其底面积、侧面积的关系是什么?
2.棱柱、棱锥、棱台的体积公式分别是什么?
表面积=底面积+侧面积.
(1)设棱柱的底面积为S,高为h,则=Sh.
(2)设棱锥的底面积为S,高为h,则=Sh.
(3)设棱台的上、下底面积分别为、S,高为h,则= ( ++S )h.
拓展探究
1.在结构上,棱柱、棱锥是“极端棱台”,在体积公式中如何体现这种关系?
2.底面积和高相等的两个棱柱(锥、台)的体积相等.设长方体的长、宽、高分别为、b、c,则其体积= c,以此为基准,如何理解=Sh?
3.以三棱锥为例,如何导出=Sh?
=Sh = Sh( ++S) =Sh
S
作底面是边长为的正方形,高为h的长方体,则= =Sh.
3.以三棱锥为例,如何导出=Sh?
如图,将一个底面积为S,高为h的三棱柱,按如图所示分解成3个三棱锥,因为这三个三棱锥的体积相等,且体积之和等于三棱柱的体积,所以每个三棱锥的体积=Sh.
例1 将一个长方体截去一角剩余部分如图所示,已知AB=AD=4,A=3,求这个几何体的表面积和体积.
巩固应用
B
D
A
解析:在△B D中, B =D=5,
BD=4,取BD的中点E,
则E= ,所以表面积S=12+12+16+8+6+6+2=60+2 ,体积V=4×4×3-×8×3=40.
例2 已知正四棱台的上、下底面边长分别为2和4,侧棱长为3,求这个正四棱台的体积 .
D
C
B
A
E
V台= × (4+2×4+16)=
作E⊥AC,垂足为E
例3 如图在多面体ABC-DEF中,△ABC为直角三角形,各侧面都为直角梯形,BA=BC=BE=2,AD=1,CF=3,求该几何体的体积.
A
B
C
D
E
F
该几何体的体积为4.
提示:
法一,分割,三棱柱+四棱锥;
法二,补形,大三棱柱的一半.
例4 如图,已知斜三棱柱ABC-的体积为6,点D,E分别在侧棱C和B上,且E=CD,求四棱锥A-BCDE的体积.
E
A
B
D
C
四棱锥A-BCDE的体积为2.
提示:连接AA
小结
1.知识要点:棱柱、棱锥、棱台的表面积不便提出计算公式,可以转化为各个侧面与底面多边形之和.
2.思想方法:对非规则多面体的体积,一般利用分割或补形思想求解. 对数据不完整的几何体的体积,一般用等积变换求解.
3.等积变换有三个基本原理:
①相同的几何体体积相等;
②一个几何体的体积等于它各部分的体积之和;
③等底面积等高的两个同类几何体体积相等.
作业
8.3.1 棱柱、棱锥、棱台的表面积与体积
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