内容正文:
第10讲 空间几何体的三视图、表面积与体积
【命题趋势】
1.从内容上看,主要考查:直线和平面的各种位置关系的判定和性质;空间角的计算问题;求空间距离;求简单几何体的侧面积和表面积问题;体积问题.
2.从能力上看,着重考查空间想象能力,即对空间几何体的观察分析和抽象的能力,要求“四会”:①会画图.根据题设条件画出适合题意的图形或画出自已想作的辅助线(面),作出的图形要直观、虚实分明;②会识图.根据题目给出的图形,想象出立体的形状和有关线面的位置关系;③会折图.对图形进行必要的分解、组合;④会用图.对图形或其某部分进行平移、翻折、旋转、展开或实行割补术.
3.题型以选择题和填空题为主,有时也作为大题的载体.
4.表面积与体积的考查重点是:球、柱、锥、台的表面积和体积,难度一般不大,分值在5分左右,从题型上看,以选择题和填空题为主,多与三视图的知识相结合,解答题一般以一问的形式予以考查,难度不大.
5.预测今年高考对本节内容的考查仍将以三视图的知识和应用为主,主要考查几何体的三视图的画法.几何体三视图与直观图的互化,由三视图求几何体的表面积和体积等.题型仍以选择题和填空题为主,主要考查学生的空间想象能力,识图、作图能力.
【备考建议】
1.复习时,学会用运动的观点理解空间基本图形的关系:点动成线,线动成面,面动成体.
2.在理解棱柱、棱锥、棱台的概念的基础上,掌握棱柱、棱锥、棱台的结构特征;熟记特殊棱柱、棱锥、棱台的有关性质;能够把棱柱、棱锥、棱台的有关元素放在对角面、侧面等平面图形中研究,突出化归的数学思想方法.
3.结合模型,在理解的基础上掌握球、柱、锥、台的表面积公式和体积公式,能够灵活运用试题说明中给出的有关公式.
4.应注意解答中的传统方法和向量方法的灵活选择及综合利用,另外在解答题中,一般要先证后算,同时注意表述规范,条理清晰.另外,多选型填空题的出现是新高考命题的一个热点,动态探究型也是近几年高考立体几何命题的一个新动向,应当引起我们的注意.
探究一 几何体的三视图
例1 (1)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为棱DD1,BB1的中点,用过点A,E,C1,F的平面截去该正方体的上半部分,则剩余几何体(下半部分)的侧(左)视图为( )
【解析】选C.
通过观察剩余几何体(下半部分),可以发现C图才正确,故选C.
(2)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线及粗虚线画出的是某多面体的三视图,则该多面体的各面面积的最大值为( )
A.2eq \r(2) B.3eq \r(3) C.4 D.2eq \r(3)
【解析】 选D.
根据三视图,还原几何体为如图所示的四面体P-ABC,S△ABC=eq \f(1,2)×2×2=2,S△PBC=S△PBA=eq \f(1,2)×2×2eq \r(2)=2eq \r(2),S△PAC=eq \f(\r(3),4)×(2eq \r(2))2=2eq \r(3),故面积最大值为2eq \r(3),选D.
(3)把边长为1的正方形ABCD沿对角线BD折起,使得平面ABD⊥平面CBD,形成三棱锥C-ABD的正视图与俯视图如下图所示,则侧视图的面积为( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(\r(2),2) C.eq \f(\r(2),4) D.eq \f(1,4)
【解析】 选D.
∵C在平面ABD上的射影为BD的中点O,在边长为1的正方形ABCD中,AO=CO=eq \f(1,2)AC=eq \f(\r(2),2),所以侧视图的面积等于S△AOC=eq \f(1,2)CO·AO=eq \f(1,2)×eq \f(\r(2),2)×eq \f(\r(2),2)=eq \f(1,4).
【点评】三视图的画法规则:长对正、宽相等、高平齐,识读三视图时,既要关注“形”,又要关注“量”.
对于简单几何体的组合体,在画其三视图时首先应分清它是由哪些简单几何体组成的,再画其三视图.另外要注意交线的位置,可见的轮廓线都画成实线,存在但不可见的轮廓线一定要画出,但要画成虚线,即一定要分清可见轮廓线与不可见轮廓线,避免出现错误.
探究二 简单几何体的表面积和体积
例2 (1)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,则该几何体的体积为( )
A.eq \f(8,3)(1+2π)
B.eq \f(8,3)(1+π)
C.eq \f(4,3)(2+3π)
D.eq \f(4,3)(2+π)