内容正文:
8.1 基本立体图形
第1课时 棱柱、棱锥、棱台
【学习目标】
1.通过对实物模型的观察,归纳认识棱柱、棱锥、棱台的定义与结构特征.(直观想象)
2.理解棱柱、棱锥、棱台之间的关系.(直观想象)
3.能用棱柱、棱锥、棱台的定义及结构特征解答一些简单的有关问题.(逻辑推理)
必备知识·自主导学
一、多面体、旋转体
类别
多面体
旋转体
定义
一般地,由若干个平面多边形围成的几何体叫做多面体
一条平面曲线(包括直线)绕它所在平面内的一条定直线旋转所形成的曲面叫做旋转面,封闭的旋转面围成的几何体叫做旋转体
图形
相关
概念
面:围成多面体的各个多边形;
棱:两个面的公共边;
顶点:棱与棱的公共点
轴:形成旋转体所绕的定直线
【思考】
多面体与旋转体的主要区别是什么?
提示:多面体是由多个平面多边形围成的几何体,没有曲面;旋转体是由平面图形绕轴旋转而形成的几何体,有曲面.
二、棱柱、棱锥、棱台
1.棱柱
类别
结构特征及分类
图形及记法
棱柱
结
构
特
征
(1)有两个面互相平行
(2)其余各面都是四边形
(3)相邻两个四边形的公共边都互相平行
记作棱柱
ABCDEF-
A'B'C'D'E'F'
分
类
按底面多边形的边数分为三棱柱、四棱柱……
2.棱锥
类别
结构特征及分类
图形及记法
棱
锥
结
构
特
征
(1)有一个面是多边形
(2)其余各面都是有一个公共顶点的三角形
记作:棱锥S-ABCD
分
类
按底面多边形的边数分为三棱锥、四棱锥……
3.棱台
类
别
结构特征及分类
图形及记法
棱
台
结
构
特
征
用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面和截面之间的那部分多面体叫做棱台
记作:棱台ABCD-
A'B'C'D'
分
类
由三棱锥、四棱锥、五棱锥……截得的棱台分别为三棱台、四棱台、五棱台……
【思考】
1.棱柱的侧面一定是平行四边形吗?有两个面互相平行,其余各面都是平行四边形的几何体一定是棱柱吗?
提示:根据棱柱的概念可知,棱柱侧面一定是平行四边形.但有两个面互相平行,其余各面都是平行四边形的几何体不一定是棱柱,如图:
2.有一个面是多边形,其余各面是三角形的几何体一定是棱锥吗?
提示:不一定,根据棱锥的定义,其余各面是有公共顶点的三角形.
3.用一个平面去截棱锥,底面和截面之间的部分一定是棱台吗?
提示:不一定,这个平面不一定与棱锥底面平行.
【点拨】
棱柱、棱锥、棱台之间的关系
三、特殊的棱柱、棱锥
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
正棱柱
底面是正多边形的直棱柱
平行六面体
底面是平行四边形的四棱柱
四面体
三棱锥
正棱锥
底面是正多边形,并且顶点与底面中心的连线垂直于底面的棱锥
【点拨】
常见四棱柱及其关系:
【明辨是非】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)棱柱中互相平行的两个面叫棱柱的底面. (×)
提示:如六棱柱,相对的侧面互相平行,但不是底面.
(2)三棱锥的每一个面都是三角形. (√)
(3)棱台的各侧棱延长线不一定交于一点. (×)
提示:根据棱台的定义可知其侧棱延长线一定交于一点.
(4)棱柱的侧面展开图是矩形. (×)
提示:只有直棱柱的侧面展开图是矩形.
关键能力·师生共研
类型1棱柱的结构特征(直观想象)
【典例1】(1)下列说法正确的是 ( )
A.侧棱垂直于底面的棱柱是直棱柱
B.底面是正多边形的棱柱是正棱柱
C.底面是矩形的四棱柱是长方体
D.底面四条边相等的直棱柱是正四棱柱
【解析】选A.侧棱垂直于底面的棱柱是直棱柱,A正确;底面是正多边形的直棱柱是正棱柱,B不正确;底面是矩形,但侧棱不一定垂直于底面,不一定是长方体,C不正确;底面是菱形的直棱柱,满足底面四条边相等,但不是正四棱柱,D不正确.
(2)如图,将装有水的长方体水槽固定底面一边后倾斜一个小角度(水未溢出),此时水槽中的水形成的几何体是棱柱吗?为什么?
【解析】是棱柱.如图,不妨设沿固定边AD将水槽倾斜,因为有水部分两个四边形的平面ABFE与DCGH始终平行,其余四个面都是四边形,并且相邻四边形的公共边都相互平行,因此是棱柱.
【总结升华】
棱柱结构特征的辨析技巧
(1)扣定义:判定一个几何体是不是棱柱的关键在于是否符合棱柱的定义:
①看“面”,即观察这个多面体是否有两个互相平行的面,并且其余各面都是四边形;
②看“线”,即观察每相邻两个四边形的公共边是否平行.
(2)举反例:通过举反例,如与常见几何体或实物模型等不吻合,给予排除.
【即学即练】
1.如图所示的四个几何体不是棱柱的是 ( )
【解析】选B.根据棱柱的定义,有两个面互相平行,其余各面都是四边形且每相邻两个四边形的公共边都互相平行.由此可知B选项中没有互相平行的平面,所以不是棱柱.
2.一棱柱有10个顶点,其所有的侧棱长的和为60 cm,则每条侧棱长为 cm.
【解析】该棱柱为五棱柱,共有5条侧棱,每条侧棱长都相等,所以每条侧棱长为12 cm.
答案:12
类型2棱锥、棱台的结构特征(直观想象)
【典例2】(1)下列多面体为棱台的是 ( )
【解析】选D.A,B中多面体侧棱的延长线没有交于同一点,不是棱台;C中多面体没有两个平行的底面,也不是棱台;D是棱台.
(2)(多选)下列说法中,正确的是 ( )
A.棱锥的各个侧面都是三角形
B.四面体的任何一个面都可以作为棱锥的底面
C.棱锥的侧棱互相平行
D.有一个面是多边形,其余各面是三角形的几何体是棱锥
【解析】选AB.由棱锥的定义知,棱锥的各个侧面都是三角形,故A正确;
四面体是由四个三角形所围成的几何体,因此四面体的任何一个面都可以作为三棱锥的底面,故B正确;
棱锥的侧棱交于一点,不平行,故C错误;
棱锥的侧面是有一个公共顶点的三角形,如图所示的几何体均满足条件,但都不是棱锥,故D错误.
【总结升华】
判断棱锥、棱台形状的两种方法
(1)举反例法
结合棱锥、棱台的定义举反例直接判断关于棱锥、棱台结构特征的某些说法不正确.
(2)直接法
项目
棱锥
棱台
定底面
只有一个面是多边形,此面即为底面
两个互相平行的面,即为底面
看侧棱
相交于一点
延长后交于一点
【即学即练】
1.下列描述中,不是棱锥结构特征的是 ( )
A.三棱锥的所有面都是三角形
B.五棱锥是六面体
C.棱锥有两个互相平行的面
D.棱锥的侧棱交于一点
【解析】选C.根据棱锥的结构特征,可得三棱锥的4个面都是三角形,A正确,不符合题意;
五棱锥有5个侧面和1个底面,是六面体,B正确,不符合题意;
根据棱锥的定义,棱锥中没有两个互相平行的面,棱锥的侧棱交于一点,C错误,符合题意,D正确,不符合题意.
2.两个底面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体一定是棱台吗?请举例说明.
【解析】不一定.如图所示多面体,满足“两个底面平行且相似,其余各面都是梯形”,但不是棱台.
类型3多面体的展开图(直观想象、逻辑推理)
【典例3】如图是三个几何体的展开图,则原几何体分别是 、 、
.
【解析】根据几何体的侧面展开图的特点,结合棱柱、棱锥、棱台的定义,可把侧面展开图还原为原几何体,如图所示:
所以(1)为五棱柱,(2)为五棱锥,(3)为三棱台.
答案:五棱柱 五棱锥 三棱台
【总结升华】
空间几何体的展开图问题的解题策略
(1)要结合多面体的结构特征发挥空间想象能力和动手能力.
(2)若给出多面体画其展开图,常常给多面体的顶点标上字母,先把多面体的底面画出来,然后依次画出各侧面.
(3)若是给出表面展开图,则按上述过程逆推.
【即学即练】
下列图形中,不是三棱柱展开图的是 ( )
【解析】选C.C无法将其折成三棱柱,ABD均可.
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02
必备知识•自主导学
关键能力•师生共研
8.1 基本立体图形
第1课时 棱柱、棱锥、棱台
内容概览
【学习目标】
1.通过对实物模型的观察,归纳认识棱柱、棱锥、棱台的定义与结构特征.(直观想象)
2.理解棱柱、棱锥、棱台之间的关系.(直观想象)
3.能用棱柱、棱锥、棱台的定义及结构特征解答一些简单的有关问题.(逻辑推理)
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01
必备知识•自主导学
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一、多面体、旋转体
类别 多面体 旋转体
定义 一般地,由若干个___________
围成的几何体叫做多面体 一条平面曲线(包括直线)绕它所
在平面内的___________旋转所
形成的曲面叫做_______,封闭的
旋转面围成的几何体叫做旋转体
平面多边形
一条定直线
旋转面
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类别 多面体 旋转体
图形
相关
概念 面:围成多面体的各个_______;
棱:两个面的_______;
顶点:棱与棱的公共点 轴:形成旋转体所绕的定直线
多边形
公共边
返回
【思考】
多面体与旋转体的主要区别是什么?
提示:多面体是由多个平面多边形围成的几何体,没有曲面;旋转体是由平面
图形绕轴旋转而形成的几何体,有曲面.
返回
二、棱柱、棱锥、棱台
1.棱柱
类别 结构特征及分类 图形及记法
棱柱 结构
特征 (1)有两个面互相_____
(2)其余各面都是_______
(3)相邻两个四边形的公共边都互相_____ 记作棱柱
ABCDEF-
A'B'C'D'E'F'
分
类 按底面多边形的边数分为三棱柱、四棱柱……
平行
四边形
平行
返回
2.棱锥
类别 结构特征及分类 图形及记法
棱
锥 结构
特征 (1)有一个面是_______
(2)其余各面都是有一个_________的三角形 记作:棱锥
S-ABCD
分
类 按底面多边形的边数分为三棱锥、
四棱锥……
多边形
公共顶点
返回
3.棱台
类
别 结构特征及分类 图形及记法
棱
台 结构
特征 用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,
___________之间的那部分多面体叫做棱台 记作:棱台ABCD-
A'B'C'D'
分
类 由三棱锥、四棱锥、五棱锥……截得的
棱台分别为三棱台、四棱台、五棱台……
底面和截面
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【思考】
1.棱柱的侧面一定是平行四边形吗?有两个面互相平行,其余各面都是平行
四边形的几何体一定是棱柱吗?
提示:根据棱柱的概念可知,棱柱侧面一定是平行四边形.但有两个面互相平
行,其余各面都是平行四边形的几何体不一定是棱柱,如图:
返回
2.有一个面是多边形,其余各面是三角形的几何体一定是棱锥吗?
提示:不一定,根据棱锥的定义,其余各面是有公共顶点的三角形.
3.用一个平面去截棱锥,底面和截面之间的部分一定是棱台吗?
提示:不一定,这个平面不一定与棱锥底面平行.
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【点拨】
棱柱、棱锥、棱台之间的关系
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三、特殊的棱柱、棱锥
直棱柱 侧棱_______底面的棱柱
斜棱柱 侧棱_________底面的棱柱
正棱柱 底面是_________的直棱柱
垂直于
不垂直于
正多边形
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平行六面体 底面是___________的四棱柱
四面体 ___棱锥
正棱锥 底面是正多边形,并且顶点与底面中心的连线垂直于底面的
棱锥
平行四边形
三
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【点拨】
常见四棱柱及其关系:
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【明辨是非】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)棱柱中互相平行的两个面叫棱柱的底面.( )
提示:如六棱柱,相对的侧面互相平行,但不是底面.
(2)三棱锥的每一个面都是三角形.( )
(3)棱台的各侧棱延长线不一定交于一点.( )
提示:根据棱台的定义可知其侧棱延长线一定交于一点.
(4)棱柱的侧面展开图是矩形.( )
提示:只有直棱柱的侧面展开图是矩形.
×
√
×
×
返回
02
关键能力•师生共研
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类型1棱柱的结构特征(直观想象)
【典例1】(1)下列说法正确的是( )
A.侧棱垂直于底面的棱柱是直棱柱
B.底面是正多边形的棱柱是正棱柱
C.底面是矩形的四棱柱是长方体
D.底面四条边相等的直棱柱是正四棱柱
【解析】选A.侧棱垂直于底面的棱柱是直棱柱,A正确;底面是正多边形的直棱柱
是正棱柱,B不正确;底面是矩形,但侧棱不一定垂直于底面,不一定是长方体,C不
正确;底面是菱形的直棱柱,满足底面四条边相等,但不是正四棱柱,D不正确.
√
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(2)如图,将装有水的长方体水槽固定底面一边后倾斜一个小角
度(水未溢出),此时水槽中的水形成的几何体是棱柱吗?为什么?
【解析】是棱柱.如图,不妨设沿固定边AD将水槽倾斜,因为有
水部分两个四边形的平面ABFE与DCGH始终平行,其余四个面
都是四边形,并且相邻四边形的公共边都相互平行,因此是棱柱.
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【总结升华】
棱柱结构特征的辨析技巧
(1)扣定义:判定一个几何体是不是棱柱的关键在于是否符合棱柱的定义:
①看“面”,即观察这个多面体是否有两个互相平行的面,并且其余各面都是
四边形;
②看“线”,即观察每相邻两个四边形的公共边是否平行.
(2)举反例:通过举反例,如与常见几何体或实物模型等不吻合,给予排除.
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【即学即练】
1.如图所示的四个几何体不是棱柱的是( )
【解析】选B.根据棱柱的定义,有两个面互相平行,其余各面都是四边形且
每相邻两个四边形的公共边都互相平行.由此可知B选项中没有互相平行
的平面,所以不是棱柱.
√
返回
2.一棱柱有10个顶点,其所有的侧棱长的和为60 cm,则每条侧棱长为
cm.
【解析】该棱柱为五棱柱,共有5条侧棱,每条侧棱长都相等,所以每条侧棱
长为12 cm.
答案:12
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类型2棱锥、棱台的结构特征(直观想象)
【典例2】(1)下列多面体为棱台的是( )
【解析】选D.A,B中多面体侧棱的延长线没有交于同一点,不是棱台;C中多
面体没有两个平行的底面,也不是棱台;D是棱台.
√
返回
(2)(多选)下列说法中,正确的是 ( )
A.棱锥的各个侧面都是三角形
B.四面体的任何一个面都可以作为棱锥的底面
C.棱锥的侧棱互相平行
D.有一个面是多边形,其余各面是三角形的几何体是棱锥
√
√
返回
【解析】选AB.由棱锥的定义知,棱锥的各个侧面都是三角形,故A正确;
四面体是由四个三角形所围成的几何体,因此四面体的任何一个面都可以作为三棱锥的底面,故B正确;
棱锥的侧棱交于一点,不平行,故C错误;
棱锥的侧面是有一个公共顶点的三角形,如图所示的几何体均满足条件,但都不是棱锥,故D错误.
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【总结升华】
判断棱锥、棱台形状的两种方法
(1)举反例法
结合棱锥、棱台的定义举反例直接判断关于棱锥、棱台结构特征的某些说法
不正确.
(2)直接法
项目 棱锥 棱台
定底面 只有一个面是多边形,此面
即为底面 两个互相平行的面,即为底面
看侧棱 相交于一点 延长后交于一点
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【即学即练】
1.下列描述中,不是棱锥结构特征的是( )
A.三棱锥的所有面都是三角形
B.五棱锥是六面体
C.棱锥有两个互相平行的面
D.棱锥的侧棱交于一点
【解析】选C.根据棱锥的结构特征,可得三棱锥的4个面都是三角形,A正确,不符合题意;
五棱锥有5个侧面和1个底面,是六面体,B正确,不符合题意;
根据棱锥的定义,棱锥中没有两个互相平行的面,棱锥的侧棱交于一点,C错误,符合题
意,D正确,不符合题意.
√
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2.两个底面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体一定是棱台吗?请举例说明.
【解析】不一定.如图所示多面体,满足“两个底面平行且相似,其余各面都是梯形”,但不是棱台.
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类型3多面体的展开图(直观想象、逻辑推理)
【典例3】如图是三个几何体的展开图,则原几何体分别是 、
、 .
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【解析】根据几何体的侧面展开图的特点,结合棱柱、棱锥、棱台的定义,
可把侧面展开图还原为原几何体,如图所示:
所以(1)为五棱柱,(2)为五棱锥,(3)为三棱台.
答案:五棱柱 五棱锥 三棱台
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【总结升华】
空间几何体的展开图问题的解题策略
(1)要结合多面体的结构特征发挥空间想象能力和动手能力.
(2)若给出多面体画其展开图,常常给多面体的顶点标上字母,先把多面体的
底面画出来,然后依次画出各侧面.
(3)若是给出表面展开图,则按上述过程逆推.
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【即学即练】
下列图形中,不是三棱柱展开图的是( )
【解析】选C.C无法将其折成三棱柱,ABD均可.
√
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