2019-2020年高中数学 1.3.2 球的体积和表面积训练 北师大版必修2
第六章 6.3球的表面积和体积-北师大版(2019)高中数学必修第二册练习

6.3 球的表面积和体积课后篇巩固提升基础达标练1.如图,各棱长都相等的三棱锥内接于一个球,则经过球心的一个截面图形可能是( )A.①③B.①②C.②④D.②③2.已知正三棱柱A1B1C1-ABC的所有棱长都是6,则该棱柱外接球的表面积为( )A.21πB.42πC.84πD.84图,M,N为上下底面正三角形的中心,O为MN的中点,即外接球球心.因为正三棱柱A 1B1C1-ABC的所有棱长都是6,AM=23√62-32=2√3,OM=3,球半径R=OA=√2+32=√21,该棱柱外接球的表面积为S=4π×(√21)2=84π.3.两个球的半径相差1,表面积之差为28π,则它们的体积和为.R,r,则{R -r =1,4πR 2-4πr 2=28π,所以{R =4,r =3.所以体积和为43πR 3+43πr 3=364π3.4.已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若球的体积为9π2,则正方体的棱长为 .R,正方体棱长为a,则V 球=43πR 3=92π,得到R=32,正方体体对角线的长为√3a=2R,则a=√3,所以正方体的棱长为√3. √35.某组合体的直观图如图所示,它的中间为圆柱体,左右两端均为半球体,若图中r=1,l=3,试求该组合体的表面积和体积.S=4πr 2+2πrl=4π×12+2π×1×3=10π.该组合体的体积V=3πr 3+πr 2l=43π×13+π×12×3=13π3.能力提升练1.一个正四棱柱的各个顶点都在一个半径为2 cm 的球面上,如果正四棱柱的底面边长为2 cm,那么该棱柱的表面积为( ) A.2+4√2(cm 2) B.8+16√2(cm 2) C.4+8√2(cm 2)D.16+32√2(cm 2)h,则由题意及球的性质可得,√22+22+ℎ2=2R=4,所以h=2√2(cm),所以该棱柱的表面积为2×22+4×2×2√2=8+16√2(cm 2),故选B.2.圆柱形容器内盛有高度为6 cm 的水,若放入三个相同的球(球的半径与圆柱的底面半径相同)后,水恰好淹没最上面的球,如图所示.则球的半径是( )A.1 cmB.2 cmC.3 cmD.4 cmr,则由3V 球+V 水=V 柱,可得3×43πr 3+πr 2×6=πr 2×6r,解得r=3.3.(2019浙江温州期末)如图所示是古希腊数学家阿基米德的墓碑文,墓碑上刻着一个圆柱,圆柱内有一个内切球,这个球的直径恰好与圆柱的高相等,则圆柱的体积与球的体积之比为 ,圆柱的表面积与球的表面积之比为 .,圆柱底面半径r=球的半径R,圆柱的高h=2R,则V 球=43πR 3,V 柱=πr 2h=π·R 2·2R=2πR 3,所以V 柱V 球=2πR 343πR 3=32.S 球=4πR 2,S 柱=2πr 2+2πrh=2πR 2+2πR ·2R=6πR 2.所以S 柱S 球=6πR 24πR 2=32.324.(2020黑龙江齐齐哈尔模拟)如图,圆形纸片的圆心为O,半径为4 cm,该纸片上的正方形ABCD 的中心为O.E,F,G,H 为圆O 上的点,△ABE,△BCF,△CDG,△ADH 分别是以AB,BC,CD,DA 为底边的等腰三角形.沿虚线剪开后,分别以AB,BC,CD,DA 为折痕,折起△ABE,△BCF,△CDG,△ADH,使得E,F,G,H 重合,得到一个四棱锥.当AB=2 cm 时,该四棱锥的表面积为 ;该四棱锥的外接球的表面积为 .OE 交AB 于点I,设E,F,G,H 重合于点P,正方形的边长为2,则OI=1,IE=3,AE=√10,设该四棱锥的外接球的球心为Q,半径为R,则OC=√2,OP=√10-2=2√2,则R 2=(2√2-R)2+(√2)2,解得R=2√2,外接球的表面积S=4π×(2√2)2=252π cm 2,该四棱锥的表面积为4×12×2×3+2×2=16 cm 2.2252π cm 2素养培优练有三个球,第一个球内切于正方体的六个面,第二个球与这个正方体各条棱都相切,第三个球过这个正方体的各个顶点,求这三个球的表面积之比.a,三个球的半径依次为R 1,R 2,R 3,则有2R 1=a,R 1=a2,√2a=2R 2,R 2=√22a,√3a=2R 3,R 3=√32a,所以R 1∶R 2∶R 3=1∶√2∶√3.所以S 1∶S 2∶S 3=R 12∶R 22∶R 32=1∶2∶3.即这三个球的表面积之比为1∶2∶3.。
学高一数学1.3.2球的体积和表面积2必修2

【规律方法】 球的轴截面(球的过直径的 截面)是将球的问题(立体问题)转化为圆的 问题(平面问题)的关键,因此在解决球的有 关问题时,我们必须抓住球的轴截面,并 充分利用它来分析解决问题.
变式 1 用与球心距离为 1 的平面去截球,所得的
截面面积为 π,则球的体积为( )
A.332π
B.83π
长为 l,上、下底面半径分别为 r1、r2,
在 Rt△BOC 中,
r1r2=R2,r1+r2=l
①
依题意,有πl4rπ1+R2r2=34
②
将①代入②,得r14+Rr222=34⇔
(r1+r2)2=136R2
③
这时球体积与圆台体积分别为
V 球=43πR3,V 台=13πh(r21+r1r2+r22)
变式 3 (2010 年高考课标全国卷)设长方体的长、
宽、高分别为 2a、a、a,其顶点都在一个球面上,则
该球的表面积为( )
A.3πa2
B.6πa2
C.12πa2
D.24πa2
解析:由于长方体的长、宽、高分别为 2a、a、a, 则长方体的体对角线长为 2a2+a2+a2= 6a.又长方 体外接球的直径 2R 等于长方体的体对角线,∴2R= 6 a.∴S 球=4πR2=6πa2.
则根据长方体的对角线性质,得(2R)2=a2 +a2+(2a)2,
即 4R2=6a2,所以 R= 26a. 从而 V 半球=23πR3=23π( 26a)3= 26πa3,V 正方体=a3. 因此 V ∶ 半球 V = 正方体 26πa3∶a3= 6π∶2.
【规律方法】 解决与球有关的组合体问 题,可通过画过球心的截面来分析.例如, 底面半径为r,高为h的圆锥内部有一球O, 且球与圆锥的底面和侧面均相切.过球心O 作球的截面,如图所示,则球心是等腰 △ABC的内接圆的圆心,AB和AC均是圆锥 的母线,BC是圆锥底面直径,D是圆锥底 面的圆心.
2020高中数学 检测(六)球的体积和表面积(含解析)2

课时跟踪检测(六)球的体积和表面积一、题组对点训练对点练一球的体积和表面积1.两个半径为1的铁球,熔化成一个大球,这个大球的半径为( )A.2 B。
错误!C. 错误!D。
错误!错误!解析:选C 设熔化后的球的半径为R,则其体积是原来小球的体积的2倍,即V=错误!πR3=2×错误!π×13,得R=错误!。
2.等体积的球和正方体的表面积S球与S正方体的大小关系是()A.S正方体〉S球B.S正方体<S球C.S正方体=S球 D.无法确定解析:选A 设正方体的棱长为a,球的半径为R,由题意,得V =错误!πR3=a3,∴a=错误!,R=错误!,∴S正方体=6a2=6错误!=错误!,S球=4πR2=错误!<错误!.3.火星的半径约是地球半径的一半,则地球的体积是火星体积的________倍.解析:设火星半径为r,则地球半径为2r,错误!=错误!=8.答案:84.某几何体的三视图如图所示,则其表面积为________.解析:由三视图可知,该几何体为一个半径为1的半球,其表面积为半个球面面积与截面面积的和,即12×4π+π=3π。
答案:3π5.某组合体的直观图如图所示,它的中间为圆柱体,左右两端均为半球体,若图中r=1,l=3,试求该组合体的表面积和体积.解:该组合体的表面积S=4πr2+2πrl=4π×12+2π×1×3=10π,该组合体的体积V=错误!πr3+πr2l=错误!π×13+π×12×3=错误!.对点练二球的截面问题6.一平面截一球得到直径是6 cm的圆面,球心到这个圆面的距离是4 cm,则该球的体积是( )A.错误!cm3B。
错误!cm3C。
错误!cm3 D.错误!cm3解析:选C 根据球的截面的性质,得球的半径R=错误!=5(cm),所以V球=错误!πR3=错误!(cm3).7.已知正方体的棱长为2,则与正方体的各棱都相切的球的表面积是________.解析:过正方体的对角面作截面如图.故球的半径r=错误!,∴其表面积S=4π×(错误!)2=8π。
2020版人教A数学必修2:1.3.2 球的体积和表面积

(2)如图为某几何体的三视图,则该几何体的体积为
.
解析:(2)由三视图可知该几何体是一个组合体,上半部分是半径为 1 的球的
(D)3 倍
解析:设小球半径为 1,则大球的表面积 S 大=36π,S 小+S 中=20π, 36π = 9 . 20π 5
解得 R= 6 ;所以外接球的体积为 V = 外接球 4π ×( 6 )3=8 6 π.故选 B
答案:(1)B
3
(2)(2018·广东靖远县高一期末)在三棱锥 S-ABC 中,SA=BC= 41 ,SB=AC=5,
SC=AB= 34 ,则三棱锥 S-ABC 外接球的表面积为
.
解析:(2)将三棱锥补成一个长、宽、高分别为a,b,c的长方体,
以AB,BD和CD为棱,把三棱锥A-BCD补充为长方体, 则该长方体的外接球即为三棱锥的外接球,且长方体的对角线是外接球 的直径; 所以(2R)2=AB2+BD2+CD2=1+2+1=4,所以外接球O的表面积为4πR2=4π. 故选D. 答案:(1)D
(2)(2018·安徽六安高一期末)球内切于正方体的六个面,正方体的棱长为
(A) 9 π +12 2
(C)9π +42
(B) 9 π +18 2
(D)36π +18
解析:(1)由三视图可得这个几何体是由上面一个直径为 3 的球,下面一个底 面为正方形且边长为 3,高为 2 的长方体所构成的几何体,则其体积为:
高中数学必修2第1章-1.3.2球的体积和表面积同步练习题及答案

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】1.3.2球的体积和表面积【课时目标】1.了解球的体积和表面积公式.2.会用球的体积和表面积公式解决实际问题.3.培养学生的空间想象能力和思维能力.1.球的表面积设球的半径为R,则球的表面积S=________,即球的表面积等于它的大圆面积的________倍.2.球的体积设球的半径为R,则球的体积V=________.一、选择题1.一个正方体与一个球表面积相等,那么它们的体积比是()A.6π6B.π2C.2π2D.3ππ2.把球的表面积扩大到原来的2倍,那么体积扩大到原来的() A.2倍B.22倍C.2倍D.32倍3.正方体的内切球和外接球的体积之比为()A.1∶ 3 B.1∶3C.1∶3 3 D.1∶94.若三个球的表面积之比为1∶2∶3,则它们的体积之比为()A.1∶2∶3 B.1∶2∶ 3C.1∶22∶3 3 D.1∶4∶75.长方体的一个顶点上的三条棱长分别为3,4,5,且它的8个顶点都在同一个球面上,则这个球的表面积为()A.25πB.50πC.125πD.以上都不对6.一个圆锥与一个球的体积相等,圆锥的底面半径是球半径的3倍,圆锥的高与球半径之比为()A.4∶9 B.9∶4C.4∶27 D.27∶4二、填空题7.毛泽东在《送瘟神》中写到:“坐地日行八万里”.又知地球的体积大约是火星的8倍,则火星的大圆周长约________万里.8.将一钢球放入底面半径为3 cm的圆柱形玻璃容器中,水面升高4 cm,则钢球的半径是________.9.(1)表面积相等的正方体和球中,体积较大的几何体是________;(2)体积相等的正方体和球中,表面积较小的几何体是________.三、解答题10.如图所示,一个圆锥形的空杯子上放着一个直径为8 cm的半球形的冰淇淋,请你设计一种这样的圆锥形杯子(杯口直径等于半球形的冰淇淋的直径,杯子壁厚忽略不计),使冰淇淋融化后不会溢出杯子,怎样设计最省材料?11.有一个倒圆锥形容器,它的轴截面是一个正三角形,在容器内放一个半径为r的铁球,并注入水,使水面与球正好相切,然后将球取出,求这时容器中水的深度.能力提升12.已知棱长都相等的正三棱锥内接于一个球,某学生画出了四个过球心的平面截球与三棱锥所得的图形,如图所示,则()A.以上四个图形都是正确的B.只有(2)(4)是正确的C.只有(4)是错误的D.只有(1)(2)是正确的13.有三个球,第一个球内切于正方体,第二个球与这个正方体各条棱相切,第三个球过这个正方体的各个顶点,求这三个球的表面积之比.1.利用球的半径、球心到截面圆的距离、截面圆的半径可构成直角三角形,进行相关计算.2.解决球与其他几何体的切接问题,通常作截面,将球与几何体的各量体现在平面图形中,再进行相关计算.3.解答组合体问题要注意知识的横向联系,善于把立体几何问题转化为平面几何问题,运用方程思想与函数思想解决,融计算、推理、想象于一体.1.3.2 球的体积和表面积 答案知识梳理1.4πR 2 4 2.43πR 3作业设计1.A [先由面积相等得到棱长a 和半径r 的关系a =6π3r ,再由体积公式求得体积比为6π6.] 2.B [由面积扩大的倍数可知半径扩大为原来的2倍,则体积扩大到原来的22倍.] 3.C [关键要清楚正方体内切球的直径等于棱长a ,外接球的直径等于3a .] 4.C [由表面积之比得到半径之比为r 1∶r 2∶r 3=1∶2∶3,从而得体积之比为V 1∶V 2∶V 3=1∶22∶33.]5.B [外接球的直径2R =长方体的体对角线=a 2+b 2+c 2(a 、b 、c 分别是长、宽、高).]6.A [设球半径为r ,圆锥的高为h ,则13π(3r)2h =43πr 3,可得h ∶r =4∶9.]7.4解析 地球和火星的体积比可知地球半径为火星半径的2倍,日行8万里指地球大圆的周长,即2πR 地球=8,故R 地球=4π(万里),所以火星的半径为2π万里,其大圆的周长为4万里.8.3 cm解析 设球的半径为r ,则36π=43πr 3,可得r =3 cm .9.(1)球 (2)球解析 设正方体的棱长为a ,球的半径为r . (1)当6a 2=4πr 2时,V 球=43πr 3=6πa 3>a 3=V 正方体;(2)当a 3=43πr 3时,S 球=4πr 2=63π6a 2<6a 2=S 正方体.10.解 要使冰淇淋融化后不会溢出杯子,则必须V 圆锥≥V 半球,V 半球=12×43πr 3=12×43π×43,V 圆锥=13Sh =13πr 2h =13π×42×h .依题意:13π×42×h ≥12×43π×43,解得h ≥8.即当圆锥形杯子杯口直径为8 cm ,高大于或等于8 cm 时,冰淇淋融化后不会溢出杯子. 又因为S 圆锥侧=πrl =πr h 2+r 2,当圆锥高取最小值8时,S 圆锥侧最小,所以高为8 cm 时,制造的杯子最省材料.11.解 由题意知,圆锥的轴截面为正三角形,如图所示为圆锥的轴截面.根据切线性质知,当球在容器内时,水深为3r ,水面的半径为3r ,则容器内水的体积为V =V 圆锥-V 球=13π·(3r)2·3r -43πr 3=53πr 3,而将球取出后,设容器内水的深度为h ,则水面圆的半径为33h ,从而容器内水的体积是V ′=13π·(33h)2·h =19πh 3,由V =V ′,得h=315r .即容器中水的深度为315r .12.C [正四面体的任何一个面都不能外接于球的大圆(过球心的截面圆).] 13.解 设正方体的棱长为a .如图所示.①正方体的内切球球心是正方体的中心,切点是正方体六个面的中心,经过四个切点及球心作截面,所以有2r 1=a ,r 1=a 2,所以S 1=4πr 21=πa 2.②球与正方体的各棱的切点在每条棱的中点,过球心作正方体的对角面得截面,2r 2=2a ,r 2=22a ,所以S 2=4πr 22=2πa 2. ③正方体的各个顶点在球面上,过球心作正方体的对角面得截面,所以有2r 3=3a , r 3=32a ,所以S 3=4πr 23=3πa 2. 综上可得S 1∶S 2∶S 3=1∶2∶3.。
高一数学球的表面积和体积优质_2023年学习资料

例题讲解-变式1一种空心钢球的质量是142g外径是5cm,求它-的内径.(钢的密度是7.9g/cm-解:设 心钢球的内径为2xcm,则钢球的质量是-7.9[--1=142-142×3-≈11.3-7.9×4元-由计 器算得:-x≈2.24-2x4.5-答:空心钢球的内径约为4.5cm.
例题讲解-变式2把钢球放入一个正方体的有盖纸盒中,-至少要用多少纸?-用料最省时,球与正方体有什么位置关系 -球内切于正方体-侧棱长为5cm-S侧=6×52=150cm2
球的体积-学习球的知识要注意和圆的有关指示结合起来.所以-我们先来回忆圆面积计算公式的导出方法.-4等份等份-16等份-32等份-我们把一个半径为R的圆分成若干等分,然后如上图重新-拼接起来,把一个圆近似的看成 边长分别是π R和R的矩形-那么圆的面积就近似等锊R2.
球的体积-当所分份数不断增加时,精确程度就越来越高;当-份数无穷大时,就得到了圆的面积公式-分割-求近似和 化为准确和-下面我们就运用上述法导出球的体积公式-即先把半球分割成部分,再求出每一部分的近似体积:-并将这 近似值相加,得出半球的近似体积,最后考虑变-为无穷大的情形,由半球的近似体积推出准确体积,
新课标人教版课Biblioteka 系列-《高中数学》-必修21.3.2《球的表面积和体积》
}1.3球的体积和表面积-教学目标-重点难点-球表面积-退出-例题讲解-课堂练习-课堂小结-课堂作业-封底
教学目标-●掌握球的体积、表面积公式.-●掌握球的表面积公式、体积公式的推导过程及主要思-想进一步理解分割 近似求和→精确求和的思想方法.-●会用球的表面积公式、体积公式解快相关问题,培养-学生应用数学的能力.-● 解决球的截面有关计算问题及球的“内接”与“外-切”的几何体问题.-合
2019-2020学年高中数学北师大版必修2练习:第一章立体几何初步测评-附答案

第一章测评(时间:120分钟满分:150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.下面多面体中,是棱柱的有()A.1个B.2个C.3个D.42.如图所示,△O'A'B'是水平放置的△OAB的直观图,则△OAB的面积是()B.3C.6D.12OAB是直角三角形,其两条直角边的长分别是4和6,则其面积是12.3.若三个球的半径之比是1∶2∶3,则半径最大的球的体积是其余两球的体积和的()A.4倍B.3倍C.2倍D.1倍a,2a,3a,V最大=π(3a)3=36πa3,V1+V2=πa3+π(2a)3=πa3=12πa3,最大=3.4.若一个圆台的上、下底面半径和高的比为1∶4∶4,圆台的侧面积为400π,则该圆台的母线长为()A.10B.20C.12D.24r,则下底面半径、高分别为4r,4r,于是其母线l=-=5r,又侧面积为400π,所以π(r+4r)·5r=400π,解得r=4,于是母线长为20.5.以边长为1的正方形的一边所在直线为旋转轴,将该正方形旋转一周所得圆柱的侧面积等于()根据题意,可得圆柱侧面展开图为矩形,长为2π×1=2π,宽为1,∴S=2π×1=2π.故选A.6.一个四面体的三视图如图所示,则该四面体的表面积是()该四面体的直观图如图所示,平面ABD⊥平面BCD,△ABD与△BCD为全等的等腰直角三角形,AB=AD=BC=CD=.取BD的中点O,连接AO,CO,则AO⊥CO,AO=CO=1,由勾股定理得AC=,因此△ABC与△ACD为全等的正三角形,由三角形面积公式得,S△ABC=S△ACD=,S△ABD=S△BCD=1,所以2+.7.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,若点E为A1C1上的一点,则直线CE一定垂直于()B.BDC.A1DD.A1D1AC,由于BD⊥AC,BD⊥AA1,AC∩AA1=A,所以BD⊥平面ACC1A1.又因为CE⫋平面ACC1A1,所以CE⊥BD.8.已知互相垂直的平面α,β交于直线l.若直线m,n满足m∥α,n⊥β,则()l B.m∥n C.n⊥l D.m⊥nA,∵α∩β=l,∴l⫋α,∵m∥α,∴m与l可能平行,也可能异面,故选项A不正确;对于选项B,D,∵α⊥β,m∥α,n⊥β,∴m与n可能平行,可能相交,也可能异面,故选项B,D不正确.对于选项C,∵α∩β=l,∴l⫋β.∵n⊥β,∴n⊥l.故选C.9.正四棱锥的顶点都在同一球面上.若该棱锥的高为4,底面边长为2,则该球的表面积为()A. B.16π C.9π D.,R2=(4-R)2+2,∴R2=16-8R+R2+2,∴R=,∴S表=4πR2=4π×π,选A.10.设α,β是两个不同的平面,l是一条直线,给出下列说法:①若l⊥α,α⊥β,则l⫋β②若l∥α,α∥β,则l⫋β③若l⊥α,α∥β,则l⊥β④若l∥α,α⊥β,则l⊥β其中说法正确的个数为()B.2C.3D.0①,若l⊥α,α⊥β,则l∥β或l⫋β,故①错误;对于②,若l∥α,α∥β,则l⫋β或l∥β,故②错误;对于③,若l⊥α,α∥β,则l⊥β,故③正确;对于④,若l∥α,α⊥β,则l⫋β或l∥β或l⊥β或l与β斜交,故④错误.11.(2018全国Ⅰ卷,文9)某圆柱的高为2,底面周长为16,其三视图如图所示.圆柱表面上的点M在正视图上的对应点为A,圆柱表面上的点N在左视图上的对应点为B,则在此圆柱侧面上,从M到N的路径中,最短路径的长度为()A.2B.2C.3D.2,易知N为的中点,将圆柱的侧面沿母线MC剪开,展平为矩形MCC'M',易知CN=CC'=4,MC=2,从M到N的路程中最短路径为MN.在Rt△MCN中,MN==2.12.导学号91134033如图所示,在棱长均相等的三棱锥P-ABC中,D,E,F分别是AB,BC,CA 的中点,下面四个结论不成立的是()A.BC∥平面PDFB.DF⊥平面PAEC.平面PDF⊥平面PAEPDE⊥平面ABCBC∥DF,易得BC∥平面PDF,A成立;易证BC⊥平面PAE,BC∥DF,所以结论B,C均成立;点ABC上的射影为△ABC的中心,不在中位线DE上,故结论D不成立.(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上)13.一个六棱锥的体积为2,其底面是边长为2的正六边形,侧棱长都相等,则该六棱锥的侧面积为.6,设六棱锥的高为h,则V=Sh,∴×6h=2,解得h=1.设侧面高为h',则h2+()2=h'2,∴h'=2.∴正六棱锥的侧面积为6××2×2=12.14.某四棱柱的三视图如图所示,则该四棱柱的体积为.,四棱柱高h为1,底面为等腰梯形,且底面面积S=×(1+2)×1=,故四棱柱的体积V=S·h=.15.将正方形ABCD沿对角线BD折成直二面角A-BD-C,有如下四个结论:①AC⊥BD;②△ACD是等边三角形;③AB与平面BCD成60°角;④AB与CD所成的角是60°.其中正确结论的序号是.如图,①取BD的中点E,连接AE,CE,则BD⊥AE,BD⊥CE,而AE∩CE=E,∴BD⊥平面AEC,AC⊂平面AEC,故AC⊥BD.故①正确.②设正方形的边长为a,则AE=CE= a.由①知∠AEC=90°是直二面角A-BD-C的平面角,∴AC=a,∴△ACD是等边三角形,故②正确.③由题意及①知,AE⊥平面BCD,故∠ABE是AB与平面BCD所成的角,而∠ABE=45°,∴③不正确.④分别取BC,AC的中点M,N,连接ME,NE,MN,则MN∥AB,且MN=AB=a,ME∥CD,且EM=CD=a,∴∠EMN是异面直线AB,CD所成的角.在Rt△AEC中,AE=CE=a,AC=a,∴NE=AC=a,∴△MEN是正三角形,∴∠EMN=60°,故④正确.16.设甲、乙两个圆柱的底面积分别为S1,S2,体积分别为V1,V2,若它们的侧面积相等,且,则的值是.r1,h1,r2,h2,则2πr1h1=2πr2h2,.又,所以,则.三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)如图所示,四边形BCC1B1是圆柱的轴截面.AA1是圆柱的一条母线,已知AB=2,AC=2,AA1=3.(1)求证:AC⊥BA1;.AB⊥AC.因为AA1⊥平面ABC,所以AA1⊥AC.又AB∩AA1=A,所以AC⊥平面AA1B1B.因为BA1⫋平面AA1B1B,所以AC⊥BA1.Rt△ABC中,AB=2,AC=2,∠BAC=90°,所以BC=2.S侧=2π×3=6π.18.(本小题满分12分)四面体ABCD及其三视图如图所示,平行于棱AD,BC的平面分别交四面体的棱AB,BD,DC,CA于点E,F,G,H.(1)求四面体ABCD的体积;:四边形EFGH是矩形.,BD⊥DC,BD⊥AD,AD⊥DC,BD=DC=2,AD=1,∴AD⊥平面BDC.∴四面体体积V=×2×2×1=.BC∥平面EFGH,平面EFGH∩平面BDC=FG,平面EFGH∩平面ABC=EH,∴BC∥FG,BC∥EH.∴FG∥EH.同理EF∥AD,HG∥AD,∴EF∥HG.∴四边形EFGH是平行四边形.又AD⊥平面BDC,∴AD⊥BC.∴EF⊥FG.∴四边形EFGH是矩形.19.(本小题满分12分)如图,已知四棱锥P-ABCD,底面四边形ABCD为菱形,AB=2,BD=2,M,N分别是线段PA,PC的中点.(1)求证:MN∥平面ABCD;MN与BC所成角的大小.AC,交BD于点O.因为M,N分别是PA,PC的中点,所以MN∥AC.因为MN⊈平面ABCD,AC⫋平面ABCD,所以MN∥平面ABCD.(1)知MN∥AC,故∠ACB为异面直线MN与BC所成的角.四边形ABCD为菱形,边长AB=2,对角线长BD=2,故△BOC为直角三角形,且sin∠ACB=,故∠ACB=60°.即异面直线MN与BC所成的角为60°.20.(本小题满分12分)(2018全国Ⅰ卷,文18)如图,在平行四边形ABCM中,AB=AC=3,∠ACM=90°.以AC为折痕将△ACM折起,使点M到达点D的位置,且AB⊥DA.(1)证明:平面ACD⊥平面ABC;(2)Q为线段AD上一点,P为线段BC上一点,且BP=DQ=DA,求三棱锥Q-ABP的体积.由已知可得,∠BAC=90°,BA⊥AC.又BA⊥AD,所以AB⊥平面ACD.又AB⫋平面ABC,所以平面ACD⊥平面ABC.(2)由已知可得,DC=CM=AB=3,DA=3.又BP=DQ=DA,所以BP=2.作QE⊥AC,垂足为E,则QE DC.由已知及(1)可得DC⊥平面ABC,所以QE⊥平面ABC,QE=1.因此,三棱锥Q-APB的体积为V Q-ABP=×QE×S△ABP=×1××3×2sin 45°=1.21.(本小题满分12分)如图,三棱台DEF-ABC中,AB=2DE,G,H分别为AC,BC的中点.(1)求证:BD∥平面FGH;BC,AB⊥BC,求证:平面BCD⊥平面EGH.DG,CD,设CD∩GF=M.连接MH.在三棱台DEF-ABC中,AB=2DE,G为AC的中点,可得DF∥GC,DF=GC,所以四边形DFCG为平行四边形.则M为CD的中点.又H为BC的中点,所以HM∥BD,又HM⫋平面FGH,BD⊈平面FGH,所以BD∥平面FGH.DEF-ABC中,由BC=2EF,H为BC的中点,可得BH∥EF,BH=EF,所以四边形HBEF为平行四边形,可得BE∥HF.在△ABC中,G为AC的中点,H为BC的中点,所以GH∥AB.又GH∩HF=H,所以平面FGH∥平面ABED.因为BD⫋平面ABED,所以BD∥平面FGH.HE.因为G,H分别为AC,BC的中点,所以GH∥AB.由AB⊥BC,得GH⊥BC.又H为BC的中点,所以EF∥HC,EF=HC,因此四边形EFCH是平行四边形.所以CF∥HE,又CF⊥BC,所以HE⊥BC.又HE,GH⫋平面EGH,HE∩GH=H,所以BC⊥平面EGH.又BC⫋平面BCD,所以平面BCD⊥平面EGH.22.导学号91134034(本小题满分12分)在如图所示的多面体中,四边形ABB1A1和ACC1A1都为矩形.(1)若AC⊥BC,证明:直线BC⊥平面ACC1A1;(2)设D,E分别是线段BC,CC1的中点,在线段AB上是否存在一点M,使直线DE∥平面A1MC?请证明你的结论.ABB1A1和ACC1A1都是矩形,所以AA1⊥AB,AA1⊥AC.因为AB,AC为平面ABC内两条相交直线,所以AA1⊥平面ABC.因为直线BC⫋平面ABC,所以AA1⊥BC.又由已知,AC⊥BC,AA1,AC为平面ACC1A1内两条相交直线,所以BC⊥平面ACC1A1.AB的中点M,连接A1M,MC,A1C,AC1,设O为A1C,AC1的交点.由已知,O为AC1的中点.连接MD,OE,则MD,OE分别为△ABC,△ACC1的中位线.所以,MD AC,OE AC,因此MDOE.连接OM,从而四边形MDEO为平行四边形,则DE∥MO.因为直线DE⊈平面A1MC,MO⫋平面A1MC,所以直线DE∥平面A1MC.即线段AB上存在一点M(线段AB的中点),使直线DE∥平面A1MC.。
高中数学必修二1.3.2《球的体积和表面积》课件

函数即S=4πR2.
3.求球的表面积和体积关键是求出球的半径,为此常考虑
球的轴截面.
一个球内有相距9 cm 的两个平行截面,它们的面 积分别为49π cm2和400π cm2,求球的表面积和体积. [提示] 因为题中并没有说明两个平行截面是在球心的 两侧,还是同侧,因此解题时应分类讨论.
[解] (1)当截面在球心的同侧时,如图所 示为球的轴截面.由球的截面性质,知
AO1∥BO2,且O1、O2分别为两截 面圆的圆心,则OO1⊥AO1, OO2⊥BO2. 设球的半径为R. ∵π·O2B2=49π,∴O2B=7. 同理,π·O1A2=400π,∴O1A=20.
设 OO1=x,则 OO2=x+9. 在 Rt△OO1A 中,R2=x2+202, 在 Rt△OO2B 中,R2=(x+9)2+72, ∴x2+202=72+(x+9)2.解得 x=15.
设球O的半径为5,一个内接圆台的两底 面半径分别是3和4,求圆台的体积.
[错解] 如图,由球的截面的性质知, 球心到圆台的上、下底面的距离分别为 d1= 52-32=4,d2= 52-42=3. ∴圆台的高为 d1-d2=h=4-3=1. ∴圆台的体积为 V=13πh(r21+r22+r1r2) =13×π×1×(32+42+3×4)=337π.
答案:D
探究点三 球的表面积和体积的实际应用
球是非常常见的空间几何体,应用比较广泛, 特别在实际生活中,应用球的表面积和体积公式解 决问题的例子更是普遍.
如图所示,一个圆锥形的空杯 子上放着一个直径为8 cm的半球形的 冰淇淋,请你设计一种这样的圆锥形 杯子(杯口直径等于半球形的冰淇淋的 直径,杯子壁厚忽略不计),使冰淇淋 融化后不会溢出杯子,怎样设计最省 材料? [提示] 应使半球的体积小于或等于圆锥的体积.可 先设出圆锥的高,再求其侧面积.
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2019-2020年高中数学 1.3.2 球的体积和表面积训练北师大版必修2一、教学目标1、知识与技能:⑴通过对球的体积和面积公式的推导,了解推导过程中所用的基本数学思想方法:“分割——求和——化为准确和”,有利于同学们进一步学习微积分和近代数学知识。
⑵能运用球的面积和体积公式灵活解决实际问题。
⑶培养学生的空间思维能力和空间想象能力。
2、过程与方法:通过球的体积和面积公式的推导,从而得到一种推导球体积公式V=πR3和面积公式S=4πR2的方法,即“分割求近似值,再由近似和转化为球的体积和面积”的方法,体现了极限思想。
3、情感与价值观:通过学习,使我们对球的体积和面积公式的推导方法有了一定的了解,提高了空间思维能力和空间想象能力,增强了我们探索问题和解决问题的信心。
二、教学重点、难点重点:引导学生了解推导球的体积和面积公式所运用的基本思想方法。
难点:推导体积和面积公式中空间想象能力的形成。
三、学法和教法1、学法:学生通过阅读教材,发挥空间想象能力,了解并初步掌握“分割、求近似值、再由近似值的和转化为球的体积和面积”的解题方法和步骤。
2、教法:探究讨论法四、教学过程(一)、创设情景1、教师提出问题:球既没有底面,也无法像在柱体、锥体和台体那样展开成平面图形,那么怎样来求球的表面积与体积呢?引导学生进行思考。
2、教师设疑:球的大小是与球的半径有关,如何用球半径来表示球的体积和面积?激发学生推导球的体积和面积公式。
(二)、探究新知1.球的体积:如果用一组等距离的平面去切割球,当距离很小之时得到很多“小圆片”,“小圆片”的体积的体积之和正好是球的体积,由于“小圆片”近似于圆柱形状,所以它的体积也近似于圆柱形状,所以它的体积有也近似于相应的圆柱和体积,因此求球的体积可以按“分割——求和——化为准确和”的方法来进行。
步骤:第一步:分割如图:把半球的垂直于底面的半径OA作n 等分,过这些等分点,用一组平行于底面的平面把半球切割成n 个“小圆片”,“小圆片”厚度近似为,底面是“小圆片”的底面。
如图:得)1(])1(1[232n i ni n R n R r V i i ⋯⋯=--=⋅⋅≈、2 ππ 第二步:求和]6)2)(1(1[113321n n n R v v v v ---≈++++π =V半球第三步:化为准确的和当n →∞时, →0 (同学们讨论得出)所以 3332)6211(R R ππ=⨯-=V半球 得到定理:半径是R的球的体积练习:一种空心钢球的质量是142g,外径是5cm,求它的内径(钢的密度是7.9g/cm 3) 2.球的表面积:球的表面积是球的表面大小的度量,它也是球半径R 的函数,由于球面是不可展的曲面,所以不能像推导圆柱、圆锥的表面积公式那样推导球的表面积公式,所以仍然用“分割、求近似和,再由近似和转化为准确和”方法推导。
思考:推导过程是以什么量作为等量变换的?半径为R 的球的表面积为 S=4πR 2练习:长方体的一个顶点上三条棱长分别为3、4、5,是它的八个顶点都在同一球面上,则这个球的表面积是 。
(答案50元) (三)、典例分析:课本P 47 例4和P 29例5 (四)、巩固深化、反馈矫正1、正方形的内切球和外接球的体积的比为 ,表面积比为 。
(答案: ; 3 :1) 2、在球心同侧有相距9cm 的两个平行截面,它们的面积分别为49πcm 2和400πcm 2,求球的表面积。
(答案:2500πcm 2)(五)、课堂小结本节课主要学习了球的体积和球的表面积公式的推导,以及利用公式解决相关的球的问题,了解了推导中的“分割、求近似和,再由近似和转化为准确和”的解题方法。
(六)、 作业 P 30 练习1、3 ,B (1) 五、教后反思:2019-2020年高中数学 1.3.2 三角函数的图象与性质教案1 苏教版必修4●三维目标 1.知识与技能(1)能借助正弦线画出正弦函数的图象,并在此基础上由诱导公式画出余弦函数的图象. (2)弄清正弦、余弦函数的图象之间的关系,记住正、余弦函数的特征,会用五点法画正、余弦函数的图象.(3)借助图象理解正、余弦函数的定义域、值域、周期性、单调性、对称性等性质. (4)通过观察、猜想、归纳,培养学生的数学能力,掌握利用数形结合思想分析问题、解决问题的能力.2.过程与方法借助单位圆,利用三角函数线作出正弦函数图象;让学生通过类比,联系诱导公式,自主探究出余弦函数的图象,尝试用五点作图法作正、余弦函数图象,并能结合图象分析有关性质.充分发挥图象在认识和研究函数性质中的作用,渗透“数形结合”思想.3.情感、态度与价值观(1)通过作正弦函数和余弦函数图象,培养学生认真负责、一丝不苟的学习精神. (2)通过正、余弦函数图象性质的理解,使学生体会从感性认识到理性认识,理解动与静的辨证关系,激发学生的学习积极性.●重点难点重点:正、余弦函数的图象、性质及“五点法”作图. 难点:正、余弦函数的性质及应用.(教师用书独具)分析:可画出球的轴截面,利用球的截面性质求球的半径●教学建议1.作正弦曲线关于作正弦曲线的教学,建议教师在教学过程中:(1)给学生讲清作正弦曲线既是本课的重点,又是学好后面内容的关键,故要对这一点进行重点教学;(2)引导学生明确正弦曲线的作法有两种,有条件的教师应利用多媒体演示两种方法,并指明两种方法的优缺点;(3)要突出作图象的两个过程,明确意义.2.正、余弦函数的性质关于正、余弦函数性质的教学建议教师让学生利用定义从理论上简单总结正、余弦函数的性质,然后借助正、余弦函数的图象,通过对图象的深入分析,引导学生得出正、余弦函数的所有性质.在教学过程中,要重点强调处理函数问题时,我们经常从图象看性质,用性质画图象,在反复演练中逐步渗透给学生数形结合思想.3.“五点法”作图关于“五点法”作图的教学,建议教师在教学过程中:(1)让学生观察函数y=sin x,x∈[0,2π]的图象,找出对图象形状起关键作用的五个点;(2)重视“五点法”作图的作用,明确作图的步骤,通过适当的练习,让学生熟练掌握这种方法.●教学流程创设问题情境,借助单位圆,利用三角函数线,作出正弦函数的图象.⇒引导学生结合诱导公式和正弦函数图象,自主探究余弦函数的图象,并分析正、余弦函数的有关性质.⇒引导学生探究函数y=sin x,x∈[0,2π]的图象,找出对图象形状起关键作用的五个点,完成例1及其变式训练,从而解决利用“五点法”作简图的问题.⇒通过例2及其互动探究,使学生掌握求三角函数值域的方法.⇒探究正、余弦函数的单调性,完成例3及其变式训练,从而掌握求单调区间的方法及注意事项.⇒通过例4及其变式训练,使学生掌握利用三角函数的单调性比较三角函数值大小的方法.⇒归纳整理,进行课堂小结,整体认识本节课所学知识.⇒完成当堂双基达标,巩固所学知识并进行反馈矫正.课标解读1.了解正弦函数、余弦函数的图象.2.会用“五点法”画出正弦函数、余弦函数的图象.(重点)3.借助图象理解正弦函数、余弦函数在[0,2π]上的性质.(重点、难点)正弦、余弦函数的图象与性质【问题导思】1.你能说出正弦函数、余弦函数定义域、值域吗?【提示】 定义域都是R ,由三角函数的定义知,值域都是[-1,1]. 2.正、余弦函数的奇偶性如何?【提示】 由sin(-x )=-sin x ,cos(-x )=cos x 可知,正弦函数y =sin x 为奇函数,余弦函数y =cos x 为偶函数.1.正弦、余弦函数的图象(1)正弦函数的图象叫做正弦曲线,余弦函数的图象叫做余弦曲线.(2)函数y =sin x ,x ∈[0,2π]的图象上起关键作用的五个点是:(0,0),(π2,1),(π,0),(3π2,-1),(2π,0),(3)函数y =cos x ,x ∈[0,2π]的图象上起关键作用的五个点是:(0,1),(π2,0),(π,-1),(3π2,0),(2π,1).(4)正弦函数、余弦函数图象间的关系是:将正弦函数y =sin x 的图象向左平移π2个单位就得到余弦函数y =cos x 的图象,因此正弦曲线和余弦曲线的形状完全相同,只是在直角坐标系中的位置不同.2.正弦函数、余弦函数的图象与性质 函数 正弦函数y =sin x ,x ∈R 余弦函数y =cos x ,x ∈R 图象定义域 R R 值域[-1,1][-1,1]最值当x =2k π+π2(k ∈Z )时,y max =1;当x =2k π-π2(k ∈Z )时,y min =-1 当x =2k π(k ∈Z )时,y max =1;当x =2k π+π(k ∈Z )时,y min =-1周期性 周期函数,T =2π 周期函数,T =2π 奇偶性 奇函数,图象关于原点对称 偶函数,图象关于y 轴对称 单调性在[2k π-π2,2k π+π2](k ∈Z )上是增函数;在[2k π-π,2k π](k ∈Z )上是增函数;在[2k π,(2k +1)π](k ∈Z )上是在[2k π+π2,2k π+3π2](k ∈Z )上是减函数减函数利用“五点法”作简图用“五点法”作出下列函数的图象. (1)y =sin x -1,x ∈[0,2π]; (2)y =2+cos x ,x ∈[0,2π].【思路探究】 在[0,2π]上找出五个关键点,用光滑曲线连接即可. 【自主解答】 (1)列表如下:x0 π2 π 32π 2π sin x 0 1 0 -1 0 sin x -1-1-1-2-1描点连线,如图(1)所示.图(1)(2)列表如下:x0 π2 π 32π 2π cos x 1 0 -1 0 1 2+cos x32123描点连线,如图(2)所示.图(2)1.“五点法”中的五点即y =sin x 或y =cos x 的图象在一个最小正周期内的最高点、最低点和与x 轴的交点.“五点法”是作简图的常用方法.2.列表、描点、连线是“五点法”作图过程中的三个基本环节.作出下列函数的简图.(1)y =-1-cos x ,x ∈[0,2π]; (2)y =sin 2x +1,x ∈[0,π]. 【解】 (1)列表:x0 π2 π 3π2 2π cos x 1 0 -1 0 1 -1-cos x-2-1-1-2描点作图,如图所示:(2)列表:x0 π4 π2 3π4 π 2x0 π2 π 3π2 2π sin 2x 0 1 0 -1 0 sin 2x +1121 01描点、连线,如图所示:求三角函数的值域求下列函数的值域. (1)y =3-2cos x ;(2)y =cos 2x +2sin x -2.【思路探究】 (1)由-1≤cos x ≤1―→求3-2cos x 的范围得值域. (2)令t =sin x ,化成关于x 的二次函数求解. 【自主解答】 (1)∵-1≤cos x ≤1,∴-1≤-cos x ≤1,∴-2≤-2cos x ≤2, ∴1≤3-2cos x ≤5,即1≤y ≤5.故函数y =3-2cos x 的值域为[1,5].(2)令t =sin x (x ∈R ),则由-1≤sin x ≤1, 知-1≤t ≤1.∴y =cos 2 x +2sin x -2=-sin 2x +2sin x -1=-t 2+2t -1=-(t -1)2(-1≤t ≤1),∵-1≤t ≤1,∴-2≤t -1≤0,∴0≤(t -1)2≤4, 即-4≤y ≤0.故函数y =cos 2x +2sin x -2的值域为[-4,0].1.求形如y =A sin x +B 或y =A cos x +B 型的三角函数的最值问题,一般运用三角函数的有界性求最值.求最值时要注意三角函数的定义域,尤其要注意题目中是否给定了区间.2.求解形如y =a sin 2x +b sin x +c (或y =a cos 2x +b cos x +c ),x ∈D 的函数的值域或最值时,通过换元,令t =sin x (或cos x ),将原函数转化为关于t 的二次函数,利用配方法求值域或最值即可.求解过程中要注意t =sin x (或cos x )的有界性.本例函数解析式不变,定义域缩小为x ∈[-π4,π4],如何求解?【解】 (1)∵-π4≤x ≤π4,∴22≤cos x ≤1,∴-1≤-cos x ≤-22, ∴-2≤-2cos x ≤-2, ∴1≤3-2cos x ≤3- 2.故函数y =3-2cos x ,x ∈[-π4,π4]的值域为[1,3-2].(2)y =cos 2 x +2sin x -2=-sin 2x +2sin x -1=-(sin x -1)2.∵-π4≤x ≤π4,∴-22≤sin x ≤22,∴-22-1≤sin x -1≤22-1. ∴0≤(sin x -1)2≤32+ 2.∴-32-2≤y ≤0,故所求函数值域为[-32-2,0].求三角函数的单调区间(1)求函数y =cos(x 2+π3)的单调区间;(2)求函数y =2sin(π3-2x )的单调增区间.【思路探究】 对于第(1)小题,可将角x 2+π3看成一个整体,运用余弦函数的单调性求出x 的范围,得到所求的单调区间;对于第(2)小题,先用诱导公式把x 的系数化为正,然后用解第(1)小题的方法求解.【自主解答】 (1)令2k π+π≤x 2+π3≤2k π+2π,k ∈Z ,则4k π+4π3≤x ≤4k π+103π,k ∈Z ,故函数的单调增区间是[4k π+4π3,4k π+10π3],k ∈Z . 令2k π≤x 2+π3≤2k π+π,k ∈Z ,则4k π-2π3≤x ≤4k π+4π3,k ∈Z ,故函数的单调减区间是[4k π-2π3,4k π+4π3],k ∈Z .(2)函数y =2sin(π3-2x )=-2sin(2x -π3),因此要求函数y =2sin(π3-2x )的单调增区间只需求函数y =2sin(2x -π3)的单调减区间即可.令π2+2k π≤2x -π3≤3π2+2k π,k ∈Z ,解得5π12+k π≤x ≤11π12+k π,k ∈Z ,即原函数的单调增区间为[5π12+k π,11π12+k π],k ∈Z .求函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω≠0)的单调区间的一般步骤:(1)当ω>0时,把“ωx +φ”看成一个整体,由2k π-π2≤ωx +φ≤2k π+π2(k ∈Z )解出x 的范围,即为函数递增区间;由2k π+π2≤ωx +φ≤2k π+3π2(k ∈Z )解出x 的范围,即为函数递减区间.(2)当ω<0时,可先用诱导公式转化为y =-sin(-ωx -φ),则y =sin(-ωx -φ)的递增区间即为原函数的减区间,减区间为原函数的增区间.余弦函数y =A cos(ωx +φ)(A >0,ω≠0)的单调性讨论同上.求函数y =2sin(π4-x )的单调区间.【解】 y =2sin(π4-x )=-2sin(x -π4),由2k π-π2≤x -π4≤2k π+π2,得2k π-π4≤x ≤2k π+34π,k ∈Z .由2k π+π2≤x -π4≤2k π+32π,得2k π+34π≤x ≤2k π+74π,k ∈Z ,故函数y =2sin(π4-x )的递增区间为[2k π+34π,2k π+74π],k ∈Z ;递减区间为[2k π-π4,2k π+34π],k ∈Z .利用三角函数的单调性比较大小比较下列各组数的大小:(1)sin 1,sin 2,sin 3,sin 4; (2)cos 217°,cos(-1 220°).【思路探究】 第(1)小题把自变量2,3都化到区间[0,π2]上,利用单调性比较大小,而sin 4<0,从而可得四者的关系;第(2)小题只需把自变量化到0°~90°上即可比较大小.【自主解答】 (1)因为sin 2=sin(π-2),sin 3=sin(π-3),且0<π-3<1<π-2<π2,π<4<3π2,又函数y =sin x 在[0,π2]上单调递增,所以sin 2>sin 1>sin3>0,而sin 4<0,故sin 2>sin 1>sin 3>sin 4.(2)因为cos 217°=-cos 37°,cos(-1 220°)=-cos 40°,又y =cos x 在0°~90°上是减函数,所以cos 37°>cos 40°,即-cos 37°<-cos 40°, 即cos 217°<cos(-1 220°).比较三角函数值的大小时,若函数名不同,一般应先化为同名三角函数,再运用诱导公式把它们化到同一单调区间上,以便运用函数的单调性进行比较.比较下列各组数的大小.(1)cos(-π8)与cos 13π7;(2)sin 194°与cos 160°.【解】 (1)cos(-π8)=cos π8,cos 13π7=cos(2π-π7)=cos(-π7)=cos π7.0<π8<π7<π2,y =cos x 在(0,π2)上是减函数. ∴cos π8>cos π7,即cos(-π8)>cos 13π7.(2)sin 194°=sin(180°+14°)=-sin 14°, cos 160°=cos(90°+70°)=-sin 70°, ∵sin 14°<sin 70°,∴sin 194°>cos 160°.判断函数奇偶性时忽略判断定义域是否关于原点对称判断f (x )=1+sin x -cos 2x1+sin x的奇偶性.【错解】 f (x )=sin x +sin 2x 1+sin x =sin x +sin x1+sin x=sin x ,∴f (-x )=sin(-x )=-sin x =-f (x ), ∴f (x )为奇函数.【错因分析】 判断函数的奇偶性,必须先判断函数的定义域是否关于原点对称,上述解法错误的原因是没有考虑定义域,事实上,此函数的定义域不关于原点对称.【防范措施】 定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的基本条件,因此在判断函数的奇偶性时要先判断定义域是否关于原点对称.【正解】 由题意得1+sin x ≠0,∴sin x ≠-1,∴x ≠2k π-π2(k ∈Z ).∴函数的定义域不关于原点对称,∴函数f (x )=1+sin x -cos 2x1+sin x是非奇非偶函数.1.“五点法”作图(1)利用“五点法”画正弦、余弦函数的图象时应注意图象的对称性和凸凹方向. (2)利用“五点法”作出正弦、余弦函数在[0,2π]内图象后,再通过平移即可得到正弦、余弦曲线.2.判断三角函数的奇偶性判断函数奇偶性要按函数奇偶性的定义,定义域关于原点对称是正确判断奇偶性的前提.另外还要注意诱导公式在判断f (x )与f (-x )之间关系时的应用.3.正、余弦曲线的对称性正弦曲线和余弦曲线既是中心对称图形也是轴对称图形,并且有无数个对称中心和对称轴,其中正弦曲线对称中心坐标为(k π,0)(k ∈Z ),对称轴方程x =k π+π2(k ∈Z ),余弦曲线的对称中心坐标为(k π+π2,0)(k ∈Z ),对称轴方程为x =k π(k ∈Z ).1.下列函数的图象相同的是________.(填序号) ①y =cos x 与y =cos(π+x );②y =sin(x -π2)与y =sin(π2-x );③y =sin x 与y =sin(-x ); ④y =sin(2π+x )与y =sin x .【解析】 y =cos(π+x )=-cos x ,与y =cos x 的图象不同;y =sin(x -π2)=-cos x ,与y =sin(π2-x )=cos x 图象不同;y =sin(-x )=-sin x 与y =sin x 的图象不同; y =sin(2π+x )=sin x 与y =sin x 的图象相同. 【答案】 ④2.使cos x =1+m1-m有意义的实数m 的取值范围是________.【解析】 由题设|1+m1-m|≤1⇒|1+m |≤|1-m |且m ≠1,得m ≤0.【答案】 (-∞,0]3.当φ取30°,60°,90°,180°中的________时,函数y =sin(φ-x )是奇函数. 【解析】 要使此函数为奇函数,必须不改变函数名称,结合所给的角,当φ=180°时,y =sin(180°-x )=sin x 是奇函数.【答案】 180°4.不求值,比较各组中三角函数值的大小:(1)sin(-π18)与sin(-π10);(2)cos(-13π5)与cos 11π5.【解】 (1)∵-π2<-π10<-π18<0,y =sin x 在(-π2,0)上是单调增函数,∴sin(-π18)>sin(-π10).(2)cos(-13π5)=cos 13π5=cos(2π+3π5)=cos 3π5,cos 11π5=cos(2π+π5)=cosπ5. ∵0<π5<3π5<π,y =cos x 在[0,π]上是单调减函数,∴cos π5>cos 3π5,∴cos(-13π5)<cos 11π5.一、填空题1.下列所给的四个图象中,y =-sin x ,x ∈[0,2π]的图象是________.图1-3-2【解析】 x =π2时,y =-sin π2=-1,排除①②③,利用“五点法”作图验证④正确.【答案】 ④2.函数f (x )=sin 2xsin x-1是________函数.(填“奇”或“偶”)【解析】 定义域为{x |x ≠k π,k ∈Z },关于原点对称,且f (-x )=-2x-x-1=sin 2x sin x-1=f (x ).【答案】 偶3.函数y =3+3cos(2x +π3)的值域是________.【解析】 -1≤cos(2x +π3)≤1,∴0≤y ≤6.【答案】 [0,6]4.函数y =cos(2x -π2)的单调减区间是________.【解析】 由2k π≤2x -π2≤2k π+π,k ∈Z ,解得k π+π4≤x ≤k π+34π,k ∈Z ,故单调递减区间是[k π+π4,k π+34π],k ∈Z .【答案】 [k π+π4,k π+34π],k ∈Z5.将cos 150°,sin 470°,cos 760°按从小到大排列为________. 【解析】 cos 150°<0,sin 470°=sin 110°=cos 20°>0,cos 760°=cos 40°>0且cos 20°>cos 40°,所以cos 150°<cos 760°<sin 470°.【答案】 cos 150°<cos 760°<sin 470°6.已知函数f (x )=sin(x -π2)(x ∈R ),下面结论错误的是________.(只填序号)①函数f (x )的最小正周期为2π;②函数f (x )在区间[0,π2]上是增函数;③函数f (x )的图象关于直线x =0对称;④函数f (x )是奇函数.【解析】 ∵y =sin(x -π2)=-cos x ,∴T =2π,即①正确.y =cos x 在[0,π2]上是减函数,则y =-cos x 在[0,π2]上是增函数,即②正确.由图象知y =-cos x 的图象关于x =0对称,即③正确.y =-cos x 为偶函数,即④不正确.【答案】 ④7.(xx·南京高一检测)函数y =sin(x +π3)在区间[0,π2]的最小值为________.【解析】 ∵0≤x ≤π2,∴π3≤x +π3≤5π6,∴12≤sin(x +π3)≤1. 【答案】 128.函数f (x )=lg(cos x -12)+sin x 的定义域是________.【解析】 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧cos x -12>0,sin x ≥0,解得2k π≤x <2k π+π3,∴定义域为{x |2k π≤x <2k π+π3,k ∈Z }.【答案】 {x |2k π≤x <2k π+π3,k ∈Z }二、解答题9.用“五点法”画函数y =2cos x +1在[0,2π]上的图象.(要求:列表,描点) 【解】 列表如下:x 0 π2 π 3π22πcos x 1 0 -1 0 1 y 3 1 -1 1 3描点,连线得:10.求函数y =sin(x -π4)在[-3π4,π4]上的单调递减区间.【解】 由π2+2k π≤x -π4≤3π2+2k π(k ∈Z )得3π4+2k π≤x ≤7π4+2k π(k ∈Z ),当k =-1时,-5π4≤x ≤-π4.又x ∈[-3π4,π4],所以单调递减区间为[-3π4,-π4].11.求下列函数的值域: (1)y =|sin x |+sin x ;(2)y =2sin(2x +π3),x ∈[-π6,π6].【解】 (1)y =|sin x |+sin x =⎩⎪⎨⎪⎧2sin xx ,x <,又∵-1≤sin x ≤1,∴y ∈[0,2],即值域为[0,2].(2)∵-π6≤x ≤π6,∴0≤2x +π3≤2π3,∴0≤sin(2x +π3)≤1,从而0≤2sin(2x +π3)≤2,∴0≤y ≤2,即值域为[0,2].(教师用书独具)求函数y =2cos(2x -π3)的对称中心和对称轴方程.【思路探究】 本题主要利用正、余弦函数的对称中心与对称轴坐标再结合整体代入的思想求解.【自主解答】 y =cos x 的对称中心为(k π+π2,0)(k ∈Z ),对称轴方程为x =k π(k∈Z ).由2x -π3=k π+π2,得x =k π2+512π(k ∈Z );2x -π3=k π,得x =k π2+π6(k ∈Z ).故y =2cos(2x -π3)的对称中心为(k π2+512π,0)(k ∈Z ),对称轴方程为x =k π2+π6(k∈Z ).1.正弦曲线y =sin x ,x ∈R 的对称轴方程为x =k π+π2,k ∈Z ;对称中心为(k π,0),k ∈Z .2.余弦曲线y =cos x ,x ∈R 的对称轴方程为x =k π,k ∈Z ;对称中心为(k π+π2,0),k ∈Z .求函数y =3sin(12x -π4)的对称轴、对称中心.【解】 令12x -π4=π2+k π,解得x =3π2+2k π,k ∈Z ,即函数的对称轴是直线x =3π2+2k π(k ∈Z ).令12x -π4=k π,解得x =2k π+π2,k ∈Z , 即对称中心为(π2+2k π,0)(k ∈Z ).。