内容正文:
8.1 基本立体图形
第八章 立体几何初步
第一课时:多面体
如果我们不考虑这些物体的颜色、质地、材料等因素,只考虑物体的形状和大小,那么由这些物体抽象出来的空间图形叫做空间几何体。
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新知探究
问题1 如图,这些图片中的物体具有怎样的形状?如何描述它们的形状?在日常生活中,我们把这些物体的形状叫做什么?
观察一个物体,将它抽象成空间几何体,并描述它的结构特征,应从整体入手,想象围成物体的每一个面形状、面与面之间的关系,并注意利用平面图形的知识。
追问 上述物体中哪些具有相同特点,能不能将它们按面的曲平进行分类?
围成它们的每个面都是平面图形
围成它们的每个面不都是平面图形
新知探究
——多面体
——旋转体
概念生成
多面体
一般地,由若干个平面多边形围成的几何体叫做多面体.
★ 多面体的面:
围成多面体的各个多边形叫做多面体的面;
(面,面,面……)
★ 多面体的棱:
两个面的公共边叫做多面体的棱;
(棱,棱,棱……)
★ 多面体的顶点:
棱与棱的公共点叫做多面体的顶点.
(顶点,顶点,顶点,顶点,顶点,顶点)
概念生成
旋转体
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.
这条定直线叫做旋转体的轴.
图中的旋转体就是由平面曲线绕轴旋转形成的.
下面,我们从多面体和旋转体组成元素的形状、位置关系入手,进一步认识一些特殊的多面体和旋转体.
新知探究
问题2 观察下面的长方体,它的每个面是什么样多边形?不同的面之间有什么位置关系?
它的每个面是平行四边形,并且相对的两个面,给我们以平行的形象,如同教室的地板和天花板一样.
D
A
B
C
E
F
F’
A’
E’
D’
B’
C’
侧棱
侧面
底面
顶点
一般地,有两个面 ,其余各面都是四边形,并且相邻两个四边形的公共边都 ,由这些面所围成的多面体叫做棱柱.
定义:
互相平行
互相平行
底面:两个 的面;
侧面:除 以外的其余各面;
侧棱: 的公共边;
顶点: 的公共顶点.
互相平行
相邻侧面
侧面与底面
底面
表示:
棱柱用表示底面的各顶点的字母表示.
例如图中的棱柱记作:棱柱ABCDEF-A′B′C′D′E′F′.
概念生成—棱柱
(4)
(1)
(2)
(3)
(7)
(5)
(6)
(8)
跟踪练习
【练习1】 观察下面的几何体,哪些是棱柱?
追问 棱柱有怎样的结构特点?
① 底面互相平行且全等.
② 侧面都是平行四边形.
③ 侧棱平行且相等.
辨析1 有两个面互相平行,其余各面都是四边形的几何体是棱柱吗?
不一定是
辨析2 有两个面互相平行,其余各面都是平行四边形的几何体是棱柱吗?
不一定是
概念辨析
10
新知探究
问题5 我们从底面、侧面、侧棱等方面怎么对棱柱进行分类?
五棱柱:底面是五边形.
斜棱柱:侧棱不垂直于底面.
三棱柱,四棱柱,五棱柱......;
四棱柱:底面是四边形.
三棱柱:底面是三角形.
直棱柱:侧棱与底面垂直.
直棱柱,斜棱柱;
①按棱柱底面边数分类:
②按棱柱侧棱与底面位置关系分类:
新知探究
正五棱柱
正四棱柱
正三棱柱
正棱柱: 底面是正多边形的直棱柱叫做正棱柱
平行六面体: 底面是平行四边形的四棱柱叫做平行六面体
新知探究
问题6 什么是四棱柱、直四棱柱、正四棱柱、长方体、正方体?它们之间的关系如何?
四棱柱:底面是四边形的棱柱.
直四棱柱:侧棱与底面垂直的四棱柱.
正四棱柱:底面是正方形的长方体.
长方体:底面是矩形的直四棱柱.
正方体:所有棱长都相等的正四棱柱.
全集U={四棱柱}
斜四棱柱
直四棱柱
长方体
正四棱柱
正方体
(5)
(5)
(1)
(1)
(3)
(3)
(8)
问题7 观察下列多面体,有什么相同点?
主要结构特征:
①有一个面是多边形;
②其余个面都是由一个公共顶点的三角形;
新知探究
S
A
B
C
D
顶点
侧面
侧棱
底面
底面: 面;
侧面:有 的各三角形面;
侧棱: 的公共边;
顶点: 的公共顶点.
有一面是 ,其余各面都是有一个 的三角形,由这些面所围成的多面体叫做棱锥.
多边形
公共顶点
多边形
相邻侧面
公共顶点
各侧面
例如图中的棱锥记作:棱锥S—ABCD
表示:
棱椎用表示顶点和底面各顶点的字母表示.
概念生成—棱锥
定义:
底面ABCD
侧面SAB
侧棱SA
顶点S
问题8 你能类比棱柱的分类,给出棱锥的分类吗?
新知探究
三棱锥,四棱锥,五棱锥......;
按棱锥底面边数分类:
三棱椎:底面是三角形.
四棱锥:底面是四边形.
五棱锥:底面是五边形.
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.
三棱锥又叫四面体
【练习2】判断正误
(1)棱锥的侧面均为三角形( )
(2)有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体叫棱锥( )
√
×
明矾晶体
【练习3】下面几何体是棱锥吗?
不是,各侧面没有唯一公共点
跟踪练习
棱锥的结构特征:
① 底面是一个多边形.
②侧面都是三角形.
③各侧面有一个公共顶点.
A
B
C
D
A’
B’
C’
D’
用一个 的平面去截 , 之间的部分叫做棱台.
定义:
平行于棱锥底面
棱锥
底面和截面
上底面:原棱锥的 ; 下底面:原棱锥的 ;
侧 面:除 以外的面;
侧 棱: 的公共边;
顶 点: 的公共顶点.
截面
底面
相邻侧面
上下底面
侧面与上(下)底面
图中棱台的表示:棱台ABCD—A'B'C'D'
概念生成—棱台
上底面
上底面A'B'C'D'
下底面
下底面ABCD
侧面
侧面BB'C'C
新知探究
问题9 我们学了棱柱和棱锥的分类,棱台是如何分类的?
三棱台,四棱台,五棱台......;
按棱台底面边数分类:
五棱台:由五棱锥截得的棱台.
四棱台:由四棱锥截得的棱台.
三棱台:由三棱锥截得的棱台.
正棱台:
由正棱锥截得的棱台,上下底面都是正多边形,侧面都是全等的等腰梯形的棱台叫做正棱台.
【练习4】下列几何体是不是棱台,为什么?
(2)不是,没有两面平行
答案:(1)不是,侧棱不交于一点;
①两个底面是平行且相似多边形;
②侧面都是梯形;
③侧棱延长后交于一点.
(3)棱台的结构特征:
跟踪练习
判断一个台体是棱台的依据是:看台体的各侧棱延长是否交于一点.
多面体
例1 将下列各类几何体之间的关系用Venn图表示出来:
多面体,长方体,棱柱,棱锥,棱台,直棱柱,四面体,平行六面体.
棱锥
四面体
棱 台
直棱柱
平行六面体
棱柱
长方体
解:
它们的关系如下图所示.
典例解析
巩固练习
课本P101
2. 判断下列命题是否正确,正确的在括号内画“√”,错误的画“×”.
(1) 长方体是四棱柱,直四棱柱是长方体. ( )
(2) 四棱柱、四棱台、五棱锥都是六面体. ( )
棱柱(直五棱柱)
棱柱(直四棱柱)
棱锥
棱台(四棱台)
1. 观察图中的物体,说出它们的主要结构特征.
√
×
巩固练习
课本P101
3. 填空题
(1) 一个几何体由7个面围成,其中两个面是互相平行且全等的五边形,其他各面都是全等的矩形,则这个几何体是_______________.
(2) 一个多面体最少有_____个面,此时这个多面体是________________.
直五棱柱
四
四面体(三棱锥)
4. 设计一个平面图形,使它能折成一个直三棱柱.
A
C
B
A′
C′
B′
A
C
B
A′
C′
B′
A
A′
5. 长方体按如图截去一角后所得的两部分还是棱柱吗?
A'
B'
C'
D'
A
B
C
D
它们都符合棱柱的定义,是棱柱
巩固练习
概念 性质 侧面
棱柱
棱锥
棱台
有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,这些面围成的几何体叫做棱柱.
一个面是多边形,其余各面是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体叫做棱锥.
用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面与截面之间的部分叫作棱台.
(1)侧棱都相等;
(2)侧面都是平行四边形;
(3)两个底面与平行底面的截面是全等的多边形.
平行底面的截面与底面相似.
(1)上下两个底面互相平行;
(2)侧棱的延长线相交于一点.
梯形
平行四边形
三角形
课堂小结
1. 棱柱、棱台、棱锥定义是怎样的?
课堂小结
2. 棱柱、棱台、棱锥之间有什么关系吗?
上底面缩小,与下底面相似
上底面缩小为一个点
上底面扩大,
与下底面全等
顶点扩大,得到上底面
与下底面相似
$