41几何图形
2013年北京市第41中学10月初一数学第四章几何图形初步测试题及答案【新课标人教版】
2013-2014学年度第一学期单元试卷D CB AB A第1题图会社谐和设建DC BAβββααα第3题图北京市第41中学2013年10月初一数学第四章几何图形初步测试题（时限：60分钟 总分：100分）班级 姓名 学号 成绩 一、选择题：每小题4分，共36分。
1.如图是一个小正方体的展开图，把展开图折叠成小正方体后，有“建”字一面的相对面上的字是（ ）A.和B.谐C.社D.会 2.下面左边是用八块完全相同的小正方体搭成 的几何体，从上面看该几何体得到的图是（ ）A B C D3.如图，四个图形是由立体图形展开得到的，相应的立体图形顺次是（ ） A. 正方体、圆柱、三棱柱、圆锥 B. 正方体、圆锥、三棱柱、圆柱 C. 正方体、圆柱、三棱锥、圆锥 D. 正方体、圆柱、四棱柱、圆锥4.如图，对于直线AB ，线段CD ，射线EF ，其中能相交的是（ ）5.下列说法中正确的是（ ）A.画一条3厘米长的射线B.画一条3厘米长的直线C.画一条5厘米长的线段D.在线段、射线、直线中直线最长 6.如图，将一副三角尺按不同位置摆放，摆放方式中∠α 与∠β 互余的是（ ）1乙甲N MP D C B A B ()D C A D C B A 第19题D C B AO第20题CB A第18题CB A O 7.C 是线段AB 上一点，D 是BC 的中点，若AB ＝12cm ，AC ＝2cm ，则BD 的长为（ ） A. 3cm B. 4cm C. 5cm D. 6cm 8.用度、分、秒表示91.34°为（ ）A. 91°20/24//B. 91°34/C. 91°20/4//D. 91°3/4// 9.甲、乙两人各用一张正方形的纸片ABCD 折出一个45°的角（如图），两人做法如下：甲：将纸片沿对角线AC 折叠，使B 点落在D 点上，则∠1＝45°； 乙：将纸片沿AM 、AN 折叠，分别使B 、D 落在对角线AC 上的一点P ，则∠MAN ＝45°对于两人的做法，下列判断正确的是（ ）A.甲乙都对B.甲对乙错C.甲错乙对D.甲乙都错 二、填空题：本大题共5小题，每小题4分，共20分。
专题41 几何问题(1)之动点问题【热点专题】
专题41 几何问题（1）之动点问题
数学
题型精讲
题型一：圆背景下的动态探究题 【例 1】（2020•连云港）筒车是我国古代利用水力驱动的灌溉工具，唐代陈廷章在《水 轮赋）中写道：“水能利物，轮乃曲成”．如图，半径为 3m 的筒车⊙O 按逆时针方向
每分钟转 圈，筒车与水面分别交于点 A、B 筒车的轴心 O 距离水面的高度 OC 长为 2.2m，筒车上均匀分布着若干个盛水筒．若以某个盛水筒 P 刚浮出水面时开始计算时 间．
PQ PQ2．在
Rt△POQ 中，PQ2＝OP2+OQ2＝（8﹣t）2+t2．由四边形 OPCQ 的面积 S＝S△POQ+S△PCQ
可得出答案．
题型二：四边形动点探究 【例 3】（2021·山东中考真题）如图，已知正方形 ABCD，点 E 是 BC 边上一点，将 △ABE 沿直线 AE 折叠，点 B 落在 F 处，连接 BF 并延长，与∠DAF 的平分线相交 于点 H，与 AE，CD 分别相交于点 G，M，连接 HC （1）求证：AG＝GH； （2）若 AB＝3，BE＝1，求点 D 到直线 BH 的距离； （3）当点 E 在 BC 边上（端点除外）运动时，∠BHC 的大小是否变化？为什么？
【分析】（1）如图 1 中，连接 OA．求出∠AOC 的度数，以及旋转速度即可解决问 题． （2）如图 2 中，盛水筒 P 浮出水面 3.4 秒后，此时∠AOP＝3.4×5°＝17°，过点 P 作 PD⊥OC 于 D，解直角三角形求出 CD 即可． （3）如图 3 中，连接 OP，解直角三角形求出∠POM，∠COM，可得∠POH 的度 数即可解决问题．
【例 2】（2020•苏州）如图，已知∠MON＝90°，OT 是∠MON 的平分线，A 是射线 OM 上一点，OA＝8cm．动点 P 从点 A 出发，以 1cm/s 的速度沿 AO 水平向左作匀速 运动，与此同时，动点 Q 从点 O 出发，也以 1cm/s 的速度沿 ON 竖直向上作匀速运 动．连接 PQ，交 OT 于点 B．经过 O、P、Q 三点作圆，交 OT 于点 C，连接 PC、 QC．设运动时间为 t（s），其中 0＜t＜8． （1）求 OP+OQ 的值； （2）是否存在实数 t，使得线段 OB 的长度最大？若存在，求出 t 的值；若不存在， 说明理由． （3）求四边形 OPCQ 的面积．
新高考数学一轮复习考点知识专题讲解与练习 41 椭圆
新高考数学一轮复习考点知识专题讲解与练习考点知识总结41 椭圆高考 概览本考点是高考必考知识点，常考题型为选择题、填空题、解答题，分值为5分或12分，中、高等难度 考纲 研读1.掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程及简单几何性质(范围、对称性、顶点、离心率) 2．了解椭圆的简单应用 3．理解数形结合的思想一、基础小题1．已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0)，离心率等于12，则C 的方程是( ) A.x 23＋y 24＝1 B ．x 24＋y 23＝1C.x 24＋y 23＝1 D ．x 24＋y 2＝1 答案 C解析 依题意，所求椭圆的焦点位于x 轴上，且c ＝1，e ＝c a ＝12，所以a ＝2，b 2＝a 2－c 2＝3，因此其方程是x 24＋y 23＝1.故选C.2．椭圆x 2＋my 2＝1的焦点在y 轴上，长轴长是短轴长的2倍，则m 等于( ) A.12 B ．2 C.4 D ．14 答案 D解析 由x 2＋y 21m＝1及题意知，21m ＝2×2×1，得m ＝14.故选D.3．已知动点M (x ，y )满足(x ＋2)2＋y 2＋(x －2)2＋y 2＝4，则动点M 的轨迹是( )A ．椭圆B ．直线 C.圆 D ．线段 答案 D解析 设点F 1(－2,0)，F 2(2,0)，由题意知动点M 满足|MF 1|＋|MF 2|＝4＝|F 1F 2|，故动点M 的轨迹是线段F 1F 2.故选D.4．设F 1，F 2为椭圆x 29＋y 25＝1的两个焦点，点P 在椭圆上，若线段PF 1的中点在y轴上，则|PF 2||PF 1|的值为( )A.514 B ．513 C.49 D ．59 答案 B解析 由题意知a ＝3，b ＝ 5.由椭圆定义知|PF 1|＋|PF 2|＝6.在△PF 1F 2中，因为PF 1的中点在y 轴上，O 为F 1F 2的中点，由三角形中位线的性质可推得PF 2⊥x 轴，所以由x ＝c 时可得|PF 2|＝b 2a ＝53，所以|PF 1|＝6－|PF 2|＝133，所以|PF 2||PF 1|＝513.故选B.5．已知圆(x ＋2)2＋y 2＝36的圆心为M ，设A 为圆上任一点，且点N (2，0)，线段AN 的垂直平分线交MA 于点P ，则动点P 的轨迹是( )A．圆B．椭圆 C.双曲线D．抛物线答案B解析点P在线段AN的垂直平分线上，故|P A|＝|PN|，又AM是圆的半径，所以|PM|＋|PN|＝|PM|＋|P A|＝|AM|＝6>|MN|，由椭圆定义知，动点P的轨迹是椭圆．故选B.6．(多选)已知P是椭圆C：x26＋y2＝1上的动点，Q是圆D：(x＋1)2＋y2＝15上的动点，则()A．C的焦距为5B．C的离心率为30 6C．圆D在C的内部D．|PQ|的最小值为25 5答案BC解析∵x26＋y2＝1，∴a＝6，b＝1，∴c＝a2－b2＝6－1＝5，则C的焦距为25，离心率e＝ca＝56＝306.设P(x，y)()－6≤x≤6，则|PD|2＝(x＋1)2＋y2＝(x＋1)2＋1－x26＝56⎝⎛⎭⎪⎫x＋652＋45≥45＞15，∴圆D在C的内部，且|PQ|的最小值为45－15＝55.故选BC.7．(多选)椭圆C：x24＋y2＝1的左、右焦点分别为F1，F2，O为坐标原点，以下说法正确的是()A ．过点F 2的直线与椭圆C 交于A ，B 两点，则△ABF 1的周长为8 B ．椭圆C 上存在点P ，使得PF 1→·PF 2→＝0 C ．椭圆C 的离心率为12D ．P 为椭圆x 24＋y 2＝1上一点，Q 为圆x 2＋y 2＝1上一点，则点P ，Q 间的最大距离为3答案 ABD解析 对于A ，因为F 1，F 2分别为椭圆C ：x 24＋y 2＝1的左、右焦点，过点F 2的直线与椭圆C 交于A ，B 两点，由椭圆定义可得，|AF 1|＋|AF 2|＝|BF 1|＋|BF 2|＝2a ＝4，因此△ABF 1的周长为|AF 1|＋|BF 1|＋|AB |＝|AF 1|＋|BF 1|＋|AF 2|＋|BF 2|＝4a ＝8，故A 正确；对于B ，设点P (x ，y )为椭圆C ：x 24＋y 2＝1上任意一点，则点P 坐标满足x 24＋y 2＝1，且－2≤x ≤2，又F 1(－3，0)，F 2(3，0)，所以PF 1→＝(－3－x ，－y )，PF 2→＝(3－x ，－y )，因此PF 1→·PF 2→＝(－3－x )(3－x )＋y 2＝x 2－3＋1－x 24＝3x 24－2，由PF 1→·PF 2→＝3x 24－2＝0，可得x ＝±263∈[－2,2]，故B 正确；对于C ，因为a 2＝4，b 2＝1，所以c 2＝4－1＝3，即c ＝3，所以离心率为e ＝c a ＝32，故C 错误；对于D ，设点P (x ，y )为椭圆C ：x 24＋y 2＝1上任意一点，由题意可得，点P (x ，y )到圆x 2＋y 2＝1的圆心的距离为|PO |＝x 2＋y 2＝4－4y 2＋y 2＝4－3y 2，因为－1≤y ≤1，所以|PQ |max ＝|PO |max ＋1＝4－0＋1＝3，故D 正确．故选ABD.8．已知A (3,0)，B (－2,1)是椭圆x 225＋y 216＝1内的点，M 是椭圆上的一动点，则|MA |＋|MB |的最大值为________，最小值为________．答案 10＋2 10－2解析 由题意知A 为椭圆的右焦点，设左焦点为F 1，由椭圆的定义知|MF 1|＋|MA |＝10，所以|MA |＋|MB |＝10＋|MB |－|MF 1|.又||MB |－|MF 1||≤|BF 1|，所以－|BF 1|≤|MB |－|MF 1|≤|BF 1|，如图，设直线BF 1交椭圆于M 1，M 2两点．当M 为点M 1时，|MB |－|MF 1|最小，当M 为点M 2时，|MB |－|MF 1|最大．所以|MA |＋|MB |的最大值为10＋2，最小值为10－ 2.二、高考小题9．(2022·新高考Ⅰ卷)已知F 1，F 2是椭圆C ：x 29＋y 24＝1的两个焦点，点M 在C 上，则|MF 1|·|MF 2|的最大值为( )A ．13B ．12 C.9 D ．6 答案C 解析由椭圆的定义可知，|MF 1|＋|MF 2|＝2a ＝6.由基本不等式可得|MF 1|·|MF 2|≤⎝⎛⎭⎪⎫|MF 1|＋|MF 2|22＝⎝ ⎛⎭⎪⎫622＝9，当且仅当 |MF 1|＝|MF 2|＝3时等号成立．故选C.10．(2022·全国乙卷)设B 是椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的上顶点，若C 上的任意一点P 都满足|PB |≤2b ，则C 的离心率的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫22，1 B ．⎣⎢⎡⎭⎪⎫12，1 C.⎝ ⎛⎦⎥⎤0，22 D ．⎝ ⎛⎦⎥⎤0，12答案 C解析 依题意，B (0，b )，设椭圆上一点P (x 0，y 0)，则|y 0|≤b ，x 20a 2＋y 20b 2＝1，可得x 20＝a 2－a 2b 2y 20，则|PB |2＝x 20＋(y 0－b )2＝x 20＋y 20－2by 0＋b 2＝－c 2b 2y 20－2by 0＋a 2＋b 2≤4b 2.因为当y 0＝－b 时，|PB |2＝4b 2，所以－b 3c 2≤－b ，得2c 2≤a 2，所以离心率e ＝c a ∈⎝⎛⎦⎥⎤0，22.故选C.11．(2022·全国Ⅰ卷)已知椭圆C 的焦点为F 1(－1，0)，F 2(1，0)，过F 2的直线与C 交于A ，B 两点．若|AF 2|＝2|F 2B |，|AB |＝|BF 1|，则C 的方程为( )A.x 22＋y 2＝1 B ．x 23＋y 22＝1 C.x 24＋y 23＝1 D ．x 25＋y 24＝1 答案 B解析 设椭圆的标准方程为x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)．由椭圆的定义可得|AF 1|＋|AB |＋|BF 1|＝4a .∵|AB |＝|BF 1|，|AF 2|＝2|F 2B |，∴|AB |＝|BF 1|＝32|AF 2|，∴|AF 1|＋3|AF 2|＝4a .又|AF 1|＋|AF 2|＝2a ，∴|AF 1|＝|AF 2|＝a ，∴点A 是椭圆的短轴端点，如图．不妨设A (0，－b )，由F 2(1,0)，AF 2→＝2F 2B →，得B ⎝ ⎛⎭⎪⎫32，b 2.由点B 在椭圆上，得94a 2＋b 24b 2＝1，得a 2＝3，b 2＝a 2－c 2＝2.∴椭圆C 的方程为x 23＋y 22＝1.故选B.12．(2022·浙江高考)已知椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)，焦点F 1(－c,0)，F 2(c,0)(c >0)．若过F 1的直线和圆⎝ ⎛⎭⎪⎫x －12c 2＋y 2＝c 2相切，与椭圆在第一象限交于点P ，且PF 2⊥x 轴，则该直线的斜率是________，椭圆的离心率是________．答案25555解析 设过F 1的直线与圆的切点为M ，圆心A ⎝ ⎛⎭⎪⎫12c ，0，则|AM |＝c ，|AF 1|＝32c ，所以|MF 1|＝52c ，所以该直线的斜率k ＝|AM ||MF 1|＝c 52c ＝255.因为PF 2⊥x 轴，所以|PF 2|＝b 2a ，又|F 1F 2|＝2c ，所以k ＝255＝b 2a 2c ＝a 2－c 22ac ＝1－e 22e ，解得e ＝55(负值舍去)．13．(2022·全国甲卷)已知F 1，F 2为椭圆C ：x 216＋y 24＝1的两个焦点，P ，Q 为C 上关于坐标原点对称的两点，且|PQ |＝|F 1F 2|，则四边形PF 1QF 2的面积为________．答案 8解析 解法一：由|PQ |＝|F 1F 2|，得|OP |＝12|F 1F 2|(O 为坐标原点)，所以PF 1⊥PF 2，又由椭圆的对称性，知四边形PF 1QF 2为平行四边形，所以四边形PF 1QF 2为矩形．设|PF 1|＝m ，则|PF 2|＝2a －|PF 1|＝8－m ，则|PF 1|2＋|PF 2|2＝m 2＋(8－m )2＝2m 2＋64－16m ＝|F 1F 2|2＝4c 2＝4(a 2－b 2)＝48，得m (8－m )＝8，所以四边形PF 1QF 2的面积为|PF 1|·|PF 2|＝m (8－m )＝8.解法二：由椭圆C ：x 216＋y 24＝1可知|F 1F 2|＝4 3.由P ，Q 为C 上关于坐标原点对称的两个点，且|PQ |＝|F 1F 2|，得|PO |＝|QO |＝23(O 为坐标原点)，所以P ，Q 既在椭圆x 216＋y 24＝1上，又在圆x 2＋y 2＝12上．不妨设点P 在第一象限，则由⎩⎪⎨⎪⎧x 216＋y 24＝1，x 2＋y 2＝12，可得P ⎝ ⎛⎭⎪⎫463，233，所以由对称性，可得四边形PF 1QF 2的面积S 四边形PF 1QF 2＝2S △PF 1F 2＝2×12×|F 1F 2|×y P ＝2×12×43×233＝8.解法三：由椭圆方程知，a ＝4，b ＝2，则c ＝a 2－b 2＝2 3.由点P 在椭圆上，得|PF 1|＋|PF 2|＝8，所以|PF 1|2＋|PF 2|2＋2|PF 1|·|PF 2|＝64 ①.由椭圆的对称性及|PQ |＝|F 1F 2|知，四边形PF 1QF 2是矩形，在Rt △PF 1F 2中，由勾股定理得|PF 1|2＋|PF 2|2＝|F 1F 2|2，所以|PF 1|2＋|PF 2|2＝48 ②.由①－②得|PF 1|·|PF 2|＝8，所以S 四边形PF 1QF 2＝|PF 1|·|PF 2|＝8.14．(2022·全国Ⅲ卷)设F 1，F 2为椭圆C ：x 236＋y 220＝1的两个焦点，M 为C 上一点且在第一象限．若△MF 1F 2为等腰三角形，则M 的坐标为________．答案 (3，15)解析 设F 1为椭圆的左焦点，则|MF 1|>|MF 2|，|F 1F 2|＝2c ＝236－20＝8，因为△MF 1F 2为等腰三角形，|MF 1|>|MF 2|，且|MF 1|＋|MF 2|＝2a ＝12，所以|MF 1|>6，|MF 2|<6，所以|MF 1|＝|F 1F 2|＝8，设M (x ，y )，x ＞0，y ＞0，则⎩⎪⎨⎪⎧(x ＋4)2＋y 2＝64，x 236＋y 220＝1，解得⎩⎨⎧x ＝3，y ＝15.所以点M 的坐标为(3，15)．15．(2022·浙江高考)已知椭圆x 29＋y 25＝1的左焦点为F ，点P 在椭圆上且在x 轴的上方．若线段PF 的中点在以原点O 为圆心，|OF |为半径的圆上，则直线PF 的斜率是________．答案15解析 如图，左焦点F (－2,0)，右焦点F ′(2,0)．线段PF 的中点M 在以O (0,0)为圆心，2为半径的圆上，因此|OM |＝2.在△FF ′P 中，OM 綊12PF ′，所以|PF ′|＝4.根据椭圆的定义，得|PF |＋|PF ′|＝6，所以|PF |＝2.所以|MF |＝1.又因为|FF ′|＝4，所以在Rt △MFF ′中，tan ∠PFF ′＝|MF ′||MF |＝|FF ′|2－|MF |2|MF |＝15，即直线PF 的斜率是15.三、模拟小题16．(2022·广东珠海高三摸底)已知点A (1,1)，且F 是椭圆x 24＋y 23＝1的左焦点，P 是椭圆上任意一点，则|PF |＋|P A |的最小值是( )A．6 B．5 C.4 D．3答案D解析a＝2，c＝a2－b2＝1，设椭圆的右焦点为F1(1,0)，|AF1|＝1，|PF|＋|P A|＝2a －|PF1|＋|P A|＝4＋|P A|－|PF1|≥4－|AF1|＝4－1＝3，当P在F1的正上方时，等号成立．故选D.17．(2022·新高考八省联考)椭圆x2m2＋1＋y2m2＝1(m>0)的焦点为F1，F2，上顶点为A，若∠F1AF2＝π3，则m＝()A．1 B． 2 C.3D．2 答案C解析在椭圆x2m2＋1＋y2m2＝1(m>0)中，a＝m2＋1，b＝m，c＝a2－b2＝1，如图所示，因为椭圆x2m2＋1＋y2m2＝1(m>0)的上顶点为点A，焦点为F1，F2，所以|AF1|＝|AF2|＝a，因为∠F1AF2＝π3，所以△F1AF2为等边三角形，则|AF1|＝|F1F2|，即m2＋1＝a＝2c＝2，因此，m＝ 3.故选C.18．(2022·湖南长沙长郡中学高三上开学考试)已知椭圆C：x2a2＋y2b2＝1(a>b>0)的右焦点F ，点P 在椭圆C 上，点Q 在圆E ：(x ＋3)2＋(y －4)2＝4上，且圆E 上的所有点均在椭圆C 外，若|PQ |－|PF |的最小值为25－6，且椭圆C 的长轴长恰与圆E 的直径长相等，则椭圆C 的标准方程为( )A.x 22＋y 2＝1 B ．x 24＋y 2＝1 C.x 24＋y 23＝1 D ．x 24＋y 22＝1 答案 C解析 因为圆E ：(x ＋3)2＋(y －4)2＝4的半径为2，所以a ＝2，设椭圆的左焦点为F 1(－c,0)，由椭圆的定义可得|PF 1|＋|PF |＝2a ＝4，所以|PF |＝4－|PF 1|，所以|PQ |－|PF |＝|PQ |＋|PF 1|－4≥|QF 1|－4＝|QF 1|＋|EQ |－6≥|EF 1|－6，当且仅当P ，Q 位于线段EF 1上时，等号成立，又|PQ |－|PF |的最小值为25－6，所以|EF 1|－6＝25－6，即|EF 1|＝25，所以(－3＋c )2＋(4－0)2＝25，解得c ＝1或c ＝5>a ＝2(舍)．所以b 2＝a 2－c 2＝4－1＝3，所以椭圆C 的标准方程为x 24＋y 23＝1.故选C.19．(多选)(2022·广东韶关第一次综合测试)设P 是椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)上一点，F 1，F 2是椭圆的左、右焦点，焦距为2c (c >0)，若∠F 1PF 2是直角，则( )A ．|OP |＝c (O 为原点)B ．S △F 1PF 2＝b 2C ．△F 1PF 2的内切圆半径r ＝a －cD ．|PF 1|max ＝a ＋c 答案 ABC解析 在Rt △F 1PF 2中，O 为斜边F 1F 2的中点，所以|OP |＝12|F 1F 2|＝c ，故A 正确；设|PF 1|＝m ，|PF 2|＝n ，则有m 2＋n 2＝(2c )2，m ＋n ＝2a ，所以mn ＝12[(m ＋n )2－(m 2＋n 2)]＝2b 2，所以S △F 1PF 2＝12mn ＝b 2，故B 正确；因为S △F 1PF 2＝12(m ＋n ＋2c )·r ＝b 2，所以r ＝2S △F 1PF 2m ＋n ＋2c ＝2b 22a ＋2c ＝2(a 2－c 2)2(a ＋c )＝a －c ，故C 正确；|PF 1|＝a ＋c ，当且仅当P 为椭圆右顶点，此时P ，F 1，F 2不构成三角形，故D 错误．20．(多选)(2022·山东潍坊6月模拟)已知椭圆C ：x 2a ＋y 2b ＝1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1，F 2，且|F 1F 2|＝2，点P (1,1)在椭圆的内部，点Q 在椭圆上，则以下说法正确的是( )A ．|QF 1|＋|QP |的最小值为2a －1B ．椭圆C 的短轴长可能为2C ．椭圆C 的离心率的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫0，5－12 D ．若PF 1→＝F 1Q →，则椭圆C 的长轴长为5＋17 答案 ACD解析 因为|F 1F 2|＝2，所以F 2(1,0)，|PF 2|＝1，所以|QF 1|＋|QP |＝2a －|QF 2|＋|QP |≥2a －|PF 2|＝2a －1，当Q ，F 2，P 三点共线且点Q 在第一象限时，取等号，故A 正确；若椭圆C 的短轴长为2，则b ＝1，a ＝2，所以椭圆C 的方程为x 22＋y 21＝1，又12＋11>1，则点P 在椭圆外，故B 错误；因为点P (1，1)在椭圆内部，所以1a ＋1b <1，又a －b ＝1，所以b ＝a －1，所以1a ＋1a －1<1，即a 2－3a ＋1>0，解得a >3＋52＝6＋254＝(1＋5)24，所以a >1＋52，所以e ＝1a <5－12，所以椭圆C 的离心率的取值范围为⎝⎛⎭⎪⎫0，5－12，故C 正确；若PF 1→＝F 1Q →，则F 1为线段PQ 的中点，所以Q (－3，－1)，所以2a ＝|QF 1|＋|QF 2|＝5＋17，故D 正确．故选ACD.21．(2022·广东广州荔湾区高三上调研考试)已知椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的左焦点为F ，过点F 且倾斜角为45°的直线l 与椭圆交于A ，B 两点(点B 在x 轴上方)，且FB →＝2AF →，则椭圆的离心率为________．答案23解析 设F (－c,0)，c >0，由题意知，l 的斜率为tan45°＝1，则直线方程为y ＝x ＋c ，设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)联立直线和椭圆的方程得⎩⎪⎨⎪⎧y ＝x ＋c ，x 2a 2＋y 2b 2＝1，整理得(a 2＋b 2)y 2－2cb 2y ＋c 2b 2－a 2b 2＝0，则y 1＋y 2＝2cb 2a 2＋b 2，y 1y 2＝c 2b 2－a 2b 2a 2＋b 2，且F 1B →＝2AF 1→，可得y 2＝－2y 1，则－y 1＝2cb 2a 2＋b 2，－2y 21＝c 2b 2－a 2b 2a 2＋b 2，所以－2⎝ ⎛⎭⎪⎫2cb 2a 2＋b 22＝c 2b 2－a 2b 2a 2＋b 2，可得9c 2＝2a 2，所以e ＝c a ＝23.22．(2022·湖北恩施州高三上第一次教学质量监测)设点P 是椭圆x 29＋y 25＝1上的点，F 1，F 2是该椭圆的两个焦点，若△PF 1F 2的面积为52，则sin ∠F 1PF 2________.答案 45解析 在椭圆x 29＋y 25＝1中，长半轴长a ＝3，半焦距c ＝2，由椭圆定义得|PF 1|＋|PF 2|＝2a ＝6，在△PF 1F 2中，由余弦定理得|F 1F 2|2＝|PF 1|2＋|PF 2|2－2|PF 1|·|PF 2|·cos ∠F 1PF 2，即(2c )2＝(2a )2－2|PF 1|·|PF 2|·(1＋cos ∠F 1PF 2)，则|PF 1|·|PF 2|·(1＋cos ∠F 1PF 2)＝10，又△PF 1F 2的面积为52，则12|PF 1|·|PF 2|sin ∠F 1PF 2＝52，即|PF 1|·|PF 2|sin ∠F 1PF 2＝5，于是得2sin ∠F 1PF 2＝1＋cos ∠F 1PF 2，两边平方得(1＋cos ∠F 1PF 2)2＝4sin 2∠F 1PF 2＝4(1－cos ∠F 1PF 2)(1＋cos ∠F 1PF 2)，解得cos ∠F 1PF 2＝35，则sin ∠F 1PF 2＝45，所以sin ∠F 1PF 2＝45.一、高考大题1．(2022·北京高考)已知椭圆E：x2a2＋y2b2＝1(a>b>0)过点A(0，－2)，以四个顶点围成的四边形面积为4 5.(1)求椭圆E的标准方程；(2)过点P(0，－3)的直线l斜率为k，交椭圆E于不同的两点B，C，直线AB，AC 分别交直线y＝－3于点M，N，若|PM|＋|PN|≤15，求k的取值范围．解(1)因为椭圆过A(0，－2)，所以b＝2，因为四个顶点围成的四边形的面积为45，所以12×2a×2b＝45，即a＝5，故椭圆E的标准方程为x25＋y24＝1.(2)设B(x1，y1)，C(x2，y2)，因为直线BC的斜率存在，所以x1x2≠0，故直线AB的方程为y＝y1＋2x1x－2，令y＝－3，则x M＝－x1y1＋2，同理x N＝－x2y2＋2.设直线BC 的方程为y ＝kx －3， 由⎩⎨⎧y ＝kx －3，4x 2＋5y 2＝20， 可得(4＋5k 2)x 2－30kx ＋25＝0，故Δ＝900k 2－100(4＋5k 2)>0，解得k <－1或k >1. 又x 1＋x 2＝30k 4＋5k 2，x 1x 2＝254＋5k 2， 故x 1x 2>0， 所以x M x N >0.又|PM |＋|PN |＝|x M ＋x N | ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 1y 1＋2＋x 2y 2＋2 ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 1kx 1－1＋x 2kx 2－1＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪2kx 1x 2－(x 1＋x 2)k 2x 1x 2－k (x 1＋x 2)＋1 ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪50k 4＋5k 2－30k 4＋5k 225k 24＋5k 2－30k 24＋5k 2＋1＝5|k |， 故5|k |≤15，即|k |≤3，综上，k 的取值范围是[－3，－1)∪(1,3]．2．(2022·天津高考)已知椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的右焦点为F ，上顶点为B ，离心率为255，且|BF |＝ 5.(1)求椭圆的方程；(2)直线l 与椭圆有唯一的公共点M ，与y 轴的正半轴交于点N ，过N 与BF 垂直的直线交x 轴于点P .若MP ∥BF ，求直线l 的方程．解 (1)易知点F (c,0)，B (0，b )， 故|BF |＝c 2＋b 2＝a ＝5， 因为椭圆的离心率为e ＝c a ＝255， 故c ＝2，b ＝a 2－c 2＝1， 因此，椭圆的方程为x 25＋y 2＝1.(2)设点M (x 0，y 0)(y 0＞0)为椭圆x 25＋y 2＝1上一点， 先证明直线MN 的方程为x 0x5＋y 0y ＝1， 联立⎩⎪⎨⎪⎧x 0x 5＋y 0y ＝1，x 25＋y 2＝1，消去y 并整理得x 2－2x 0x ＋x 20＝0，Δ＝4x 20－4x 20＝0，因此，椭圆x 25＋y 2＝1在点M (x 0，y 0)处的切线方程为x 0x5＋y 0y ＝1.在直线MN 的方程中，令x ＝0，可得y ＝1y 0，由题意可知y 0>0，即点N ⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1y 0， 直线BF 的斜率为k BF ＝－b c ＝－12， 所以直线PN 的方程为y ＝2x ＋1y 0，在直线PN 的方程中，令y ＝0，可得x ＝－12y 0，即点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12y 0，0，因为MP ∥BF ，所以k MP ＝k BF ， 即y 0x 0＋12y＝2y 202x 0y 0＋1＝－12， 整理可得(x 0＋5y 0)2＝0，所以x 0＝－5y 0，所以x 205＋y 20＝6y 20＝1， 又y 0>0，故y 0＝66，x 0＝－566，所以直线l 的方程为－66x ＋66y ＝1，即x －y ＋6＝0.3．(2022·新高考Ⅱ卷)已知椭圆C 的方程为x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)，右焦点为F (2，0)，且离心率为63.(1)求椭圆C 的方程；(2)设M ，N 是椭圆C 上的两点，直线MN 与曲线x 2＋y 2＝b 2(x >0)相切．证明：M ，N ，F 三点共线的充要条件是|MN |＝ 3.解 (1)由题意，知椭圆的半焦距c ＝2且e ＝c a ＝63，所以a ＝3， 又b 2＝a 2－c 2＝1，所以椭圆C 的方程为x 23＋y 2＝1.(2)证明：由(1)得，曲线为x 2＋y 2＝1(x >0)，当直线MN 的斜率不存在时，直线MN ：x ＝1，不符合题意； 当直线MN 的斜率存在时， 设M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2)． 必要性：若M ，N ，F 三点共线， 可设直线MN ：y ＝k (x －2)， 即kx －y －2k ＝0，由直线MN 与曲线x 2＋y 2＝1(x >0)相切可得|－2k |k 2＋1＝1，解得k ＝±1，联立⎩⎨⎧y ＝±(x －2)，x 23＋y 2＝1，可得4x 2－62x ＋3＝0，所以x 1＋x 2＝322，x 1x 2＝34，所以|MN |＝1＋1·(x 1＋x 2)2－4x 1x 2＝3，所以必要性成立； 充分性：设直线MN ：y ＝kx ＋m (km <0)，即kx －y ＋m ＝0， 由直线MN 与曲线x 2＋y 2＝1(x >0)相切可得|m |k 2＋1＝1，所以m 2＝k 2＋1，联立⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ＋m ，x 23＋y 2＝1，可得(1＋3k 2)x 2＋6kmx ＋3m 2－3＝0， 所以x 1＋x 2＝－6km1＋3k 2，x 1x 2＝3m 2－31＋3k 2，所以|MN |＝1＋k 2·(x 1＋x 2)2－4x 1x 2 ＝1＋k 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫－6km 1＋3k 22－4·3m 2－31＋3k 2＝1＋k 2·24k 21＋3k 2＝3，化简得3(k 2－1)2＝0，所以k ＝±1， 所以⎩⎨⎧ k ＝1，m ＝－2或⎩⎨⎧k ＝－1，m ＝2，所以直线MN ：y ＝x －2或y ＝－x ＋2，所以直线MN 过点F (2，0)，即M ，N ，F 三点共线，充分性成立． 所以M ，N ，F 三点共线的充要条件是|MN |＝ 3. 二、模拟大题4．(2022·广东高三综合能力测试)已知椭圆C 的中心为坐标原点，焦点在x 轴上，焦距为2，椭圆C 上的点到焦点的距离的最大值为3.(1)求椭圆C 的标准方程；(2)设点A ，F 分别为椭圆C 的左顶点、右焦点，过点F 的直线交椭圆C 于P ，Q 两点，直线AP ，AQ 分别与直线l ：x ＝3交于点M ，N ，求证：直线FM 和直线FN 的斜率之积为定值．解 (1)设椭圆的标准方程为x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)，焦距为2c ，依题意，可得⎩⎨⎧ 2c ＝2，a ＋c ＝3，解得a ＝2，c ＝1， 又a 2＝b 2＋c 2，则b ＝3，所以椭圆C 的标准方程为x 24＋y 23＝1.(2)证明：由(1)得A (－2,0)，F (1,0)，设直线PQ ：x ＝my ＋1，P (x 1，y 1)，Q (x 2，y 2)，联立⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝my ＋1，x 24＋y 23＝1，消去x ，整理，得(3m 2＋4)y 2＋6my －9＝0，则y 1＋y 2＝－6m 3m 2＋4，y 1y 2＝－93m 2＋4， 依题意，可设M (3，y M )，N (3，y N )，则由y M 3＋2＝y 1x 1＋2，可得y M ＝5y 1x 1＋2＝5y 1my 1＋3， 同理，可得y N ＝5y 2my 2＋3， 所以直线FM 和直线FN 的斜率之积k FM ·k FN ＝y M －03－1·y N －03－1＝14·25y 1y 2(my 1＋3)(my 2＋3)＝14·25y 1y 2m 2y 1y 2＋3m (y 1＋y 2)＋9＝14·25⎝ ⎛⎭⎪⎫－93m 2＋4m 2⎝ ⎛⎭⎪⎫－93m 2＋4＋3m ⎝ ⎛⎭⎪⎫－6m 3m 2＋4＋9 ＝14·－25×9－9m 2－18m 2＋27m 2＋36＝－25×94×36＝－2516.所以直线FM 和直线FN 的斜率之积为定值－2516.5．(2022·长春四校联考)已知平面上一动点P 到定点F (3，0)的距离与它到直线x ＝433的距离之比为32，记动点P 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程；(2)设直线l ：y ＝kx ＋m 与曲线C 交于M ，N 两点，O 为坐标原点，若k OM ·k ON ＝54，求△MON 面积的最大值．解 (1)设P (x ，y )，则(x －3)2＋y 2⎪⎪⎪⎪⎪⎪x －433＝32， 化简，得x 24＋y 2＝1.即曲线C 的方程为x 24＋y 2＝1.(2)设M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2)，联立⎩⎪⎨⎪⎧ y ＝kx ＋m ，x 24＋y 2＝1，得(4k 2＋1)x 2＋8kmx ＋4m 2－4＝0，依题意，得Δ＝(8km )2－4(4k 2＋1)·(4m 2－4)>0， 化简，得m 2<4k 2＋1，①x 1＋x 2＝－8km 4k 2＋1，x 1x 2＝4m 2－44k 2＋1， y 1y 2＝(kx 1＋m )(kx 2＋m )＝k 2x 1x 2＋km (x 1＋x 2)＋m 2，若k OM ·k ON ＝54，则y 1y 2x 1x 2＝54，即4y 1y 2＝5x 1x 2， ∴4k 2x 1x 2＋4km (x 1＋x 2)＋4m 2＝5x 1x 2，∴(4k 2－5)·4(m 2－1)4k 2＋1＋4km ⎝ ⎛⎭⎪⎫－8km 4k 2＋1＋4m 2＝0， 即(4k 2－5)(m 2－1)－8k 2m 2＋m 2(4k 2＋1)＝0，化简，得m 2＋k 2＝54，②|MN |＝1＋k 2|x 1－x 2| ＝1＋k 2·64k 2m 2(4k 2＋1)2－4·4m 2－44k 2＋1＝1＋k 2·－16m 2＋64k 2＋16(4k 2＋1)2 ＝1＋k 2·4(20k 2－1)(4k 2＋1)2，∵原点O 到直线l 的距离d ＝|m |1＋k 2， ∴S △MON ＝12|MN |·d ＝12(5－4k 2)(20k 2－1)(4k 2＋1)2. 设4k 2＋1＝t ，由①②得0≤m 2<65，120<k 2≤54，∴65<t ≤6，16≤1t <56，S △MON ＝12(6－t )(5t －6)t 2 ＝12－36＋36t －5t 2t 2 ＝3 －⎝ ⎛⎭⎪⎫1t －122＋19， ∴当1t ＝12，即k ＝±12时，△MON 的面积取得最大值，为1.6．(2022·江苏省南通市高三月考)已知椭圆O ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的左、右顶点分别为A ，B ，点P 在椭圆O 上运动，若△P AB 面积的最大值为23，椭圆O 的离心率为12.(1)求椭圆O 的标准方程；(2)过B 点作圆E ：x 2＋(y －2)2＝r 2(0<r <2)的两条切线，分别与椭圆O 交于C ，D 两点(异于点B )，当r 变化时，直线CD 是否恒过某定点？若是，求出该定点坐标；若不是，请说明理由．解 (1)由题可知当点P 在椭圆O 的上顶点(或下顶点)时，S △P AB 最大，此时S △P AB＝12×2ab ＝ab ＝23，∴⎩⎪⎨⎪⎧ ab ＝23，c a ＝12，a 2－b 2＝c 2，∴⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝2，b ＝3，c ＝1，∴椭圆O 的标准方程为x 24＋y 23＝1.(2)设过点B (2,0)与圆E 相切的直线方程为y ＝k (x －2)，即kx －y －2k ＝0， ∵直线与圆E ：x 2＋(y －2)2＝r 2相切，∴d ＝|－2－2k |k 2＋1＝r ，即(4－r 2)k 2＋8k ＋4－r 2＝0.设两切线的斜率分别为k 1，k 2(k 1≠k 2)， 则k 1k 2＝1，设C (x 1，y 1)，D (x 2，y 2)，由⎩⎪⎨⎪⎧ y ＝k 1(x －2)，x 24＋y 23＝1⇒(3＋4k 21)x 2－16k 21x ＋16k 21－12＝0， ∴2x 1＝16k 21－123＋4k 21，即x 1＝8k 21－63＋4k 21， ∴y 1＝－12k 13＋4k 21； 同理，x 2＝8k 22－63＋4k 22＝8－6k 214＋3k 21，y 2＝－12k 23＋4k 22＝－12k 14＋3k 21；∴k CD ＝y 2－y 1x 2－x 1＝－12k 14＋3k 21－－12k 13＋4k 218－6k 214＋3k 21－8k 21－63＋4k 21＝k 14(k 21＋1). ∴直线CD 的方程为y ＋12k 13＋4k 21＝k 14(k 21＋1)⎝ ⎛⎭⎪⎫x －8k 21－63＋4k 21， 整理得y ＝k 14(k 21＋1)x －7k 12(k 21＋1)＝k 14(k 21＋1)·(x －14)． ∴直线CD 恒过定点(14,0)．。
2020高考数学刷题第6章立体几何考点测试41空间几何体的表面积和体积(文数)含解析
考点测试41 空间几何体的表面积和体积高考概览高考中本考点常见题型为选择题、填空题，分值为5分，中等难度 考纲研读球体、柱体、锥体、台体的表面积和体积计算公式一、基础小题1．若球的半径扩大为原来的2倍，则它的体积扩大为原来的( ) A ．2倍 B ．4倍 C ．8倍 D ．16倍 答案 C解析 设原来球的半径为r ，则现在球的半径为2r ，则V 原＝43πr 3，V 现＝43π·(2r )3，故V 现＝8V 原．故选C ．2．一个正方体的体积是8，则这个正方体的内切球的表面积是( ) A ．8π B ．6π C ．4π D ．π 答案 C解析 设正方体的棱长为a ，则a 3＝8，∴a ＝2．而此正方体的内切球直径为2，∴S 表＝4πr 2＝4π．3．如图，一个空间几何体的正视图、侧视图都是面积为32，一个内角为60°的菱形，俯视图为正方形，那么这个几何体的表面积为( )A ．2 3B ．4 3C ．8D ．4 答案 D解析 由三视图知，原几何体为两个四棱锥的组合体，其中四棱锥的底面边长为1，斜高为1，所以这个几何体的表面积为S ＝12×1×1×8＝4．4．一个直三棱柱的三视图如图所示，其中俯视图是正三角形，则此三棱柱的体积为( )A ．32B ． 3C ．2D ．4 答案 B解析 由侧视图可知直三棱柱底面正三角形的高为3，容易求得正三角形的边长为2，所以底面正三角形面积为12×2×3＝3．再由侧视图可知直三棱柱的高为1，所以此三棱柱的体积为3×1＝3．故选B ．5．已知圆锥的表面积为a ，且它的侧面展开图是一个半圆，则这个圆锥的底面直径是( )A ．a 2B ．3πa 3πC ．23πa 3πD ．23a 3π答案 C解析 设圆锥的底面半径为r ，母线长为l ，由题意知，2πr ＝πl ，∴l ＝2r ，则圆锥的表面积S 表＝πr 2＋12π(2r )2＝a ，∴r 2＝a 3π，∴2r ＝23πa 3π．6．若某几何体的三视图(单位：cm)如图所示，则该几何体的体积等于( )A ．10 cm 3B ．20 cm 3C ．30 cm 3D ．40 cm 3答案 B解析 由三视图可知，该几何体是一个直三棱柱ABC －A 1B 1C 1截去一个三棱锥B 1－ABC ，则该几何体的体积为V ＝12×3×4×5－13×12×3×4×5＝20(cm 3)．故选B ．7．某四棱台的三视图如图所示，则该四棱台的体积是( )A ．4B ．143C ．163 D ．6答案 B解析 依题意，所求几何体是一个四棱台，其中上底面是边长为1的正方形、下底面是边长为2的正方形，高是2，因此其体积等于13×(12＋22＋1×4)×2＝143．故选B ．8．某几何体的三视图如图所示，图中三个正方形的边长均为2，则该几何体的表面积为( )A ．24＋(2－1)πB ．24＋(22－2)πC ．24＋(5－1)πD ．24＋(23－2)π 答案 B解析 如图，由三视图可知，该几何体是棱长为2的正方体挖出两个圆锥体所得．由图中知圆锥的半径为1，母线为2，该几何体的表面积为S ＝6×22－2π×12＋2×12×2π×1×2＝24＋(22－2)π，故选B ．9．已知一个几何体的三视图如图所示，则其体积为( )A ．10＋πB ．2＋π2C ．2＋π12D ．2＋π4答案 D解析 根据几何体的三视图还原其直观图如图所示，显然可以看到该几何体是一个底面长为2，宽为1，高为1的正棱柱与一个底面半径为1，高为1的14圆柱组合而成，其体积为V ＝2×1×1＋14×π×12×1＝2＋π4，故选D ．10．我国古代数学名著《数书九章》中有“天池盆测雨”题：在下雨时，用一个圆台形的天池盆接雨水，天池盆盆口直径为二尺八寸，盆底直径为一尺二寸，盆深一尺八寸，若盆中积水深九寸，则平地降雨量是________寸．(注：①平地降雨量等于盆中积水体积除以盆口面积；②一尺等于十寸) 答案 3解析 由题意知，圆台中截面圆的半径为十寸，圆台内水的体积为V ＝13πh (r 2中＋r 2下＋r中r 下)＝π3×9×(102＋62＋10×6)＝588π(立方寸)，降雨量为V142π＝588π196π＝3(寸)． 11．如图所示，已知一个多面体的平面展开图由一个边长为1的正方形和4个边长为1的正三角形组成，则该多面体的体积是________．答案26解析 易知该几何体是正四棱锥．连接BD ，设正四棱锥P －ABCD ，由PD ＝PB ＝1，BD ＝2，则PD ⊥PB ．设底面中心O ，则四棱锥高PO ＝22，则其体积是V ＝13Sh ＝13×12×22＝26． 12．如图，在平面四边形ABCD 中，已知AB ⊥AD ，AB ＝AD ＝1，BC ＝CD ＝5，以直线AB 为轴，将四边形ABCD 旋转一周，则所得旋转体的体积为________．答案 12π解析 由题意，该旋转体是一圆台内部挖去一个圆锥，如图1所示：如图2，过点C 作CE ⊥AB ，连接BD ．在等腰直角三角形ABD 中，BD ＝AD 2＋AB 2＝2． 在△BDC 中，CD 2＝BD 2＋BC 2－2BD ·BC cos ∠DBC ， 所以25＝2＋25－102cos ∠DBC ，所以cos ∠DBC ＝210，所以sin ∠DBC ＝1－cos 2∠DBC＝7210． 因为∠CBE ＝180°－∠ABD －∠DBC ＝135°－∠DBC ，所以sin ∠CBE ＝sin(135°－∠DBC )＝22cos ∠DBC ＋22sin ∠DBC ＝45．在Rt △BCE 中，CE ＝BC sin ∠CBE ＝4，所以BE ＝BC 2－CE 2＝3，AE ＝4．所以圆台上、下底面圆的面积分别为S 上＝π，S 下＝16π，圆台体积V 1＝13(S 上＋S 下＋S 上S 下)·AE ＝28π，圆锥体积V 2＝13×16π×3＝16π，所以旋转体体积V ＝V 1－V 2＝12π．二、高考小题13．(2017·全国卷Ⅱ)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，该几何体由一平面将一圆柱截去一部分后所得，则该几何体的体积为( )A ．90πB ．63πC ．42πD ．36π 答案 B解析 由三视图可知两个同样的几何体可以拼成一个底面直径为6，高为14的圆柱，所以该几何体的体积V ＝12×32×π×14＝63π．故选B ．14．(2018·浙江高考)某几何体的三视图如图所示(单位：cm)，则该几何体的体积(单位：cm 3)是( )A ．2B ．4C ．6D ．8 答案 C解析 由三视图可知该几何体是直四棱柱，其中底面是直角梯形，直角梯形上、下底边的长分别为1 cm,2 cm ，高为2 cm ，直四棱柱的高为2 cm ．故直四棱柱的体积V ＝1＋22×2×2＝6 cm3．15．(2018·全国卷Ⅰ)已知圆柱的上、下底面的中心分别为O1，O2，过直线O1O2的平面截该圆柱所得的截面是面积为8的正方形，则该圆柱的表面积为( )A．122π B．12π C．82π D．10π答案 B解析根据题意，可得截面是边长为22的正方形，结合圆柱的特征，可知该圆柱的底面为半径是2的圆，且高为22，所以其表面积为S＝2π(2)2＋2π×2×22＝12π．故选B．16．(2018·全国卷Ⅰ)在长方体ABCD－A1B1C1D1中，AB＝BC＝2，AC1与平面BB1C1C所成的角为30°，则该长方体的体积为( )A．8 B．6 2 C．8 2 D．8 3答案 C解析在长方体ABCD－A1B1C1D1中，连接BC1，根据线面角的定义可知∠AC1B＝30°，因为AB＝2，ABBC1＝tan30°，所以BC1＝23，从而求得CC1＝BC21－BC2＝22，所以该长方体的体积为V＝2×2×22＝82．故选C．17．(2018·全国卷Ⅲ)设A，B，C，D是同一个半径为4的球的球面上四点，△ABC为等边三角形且其面积为93，则三棱锥D－ABC体积的最大值为( )A．12 3 B．18 3 C．24 3 D．54 3答案 B解析如图所示，点M为三角形ABC的重心，E为AC的中点，当DM⊥平面ABC时，三棱锥D－ABC体积最大，此时，OD＝OB＝R＝4．∵S △ABC ＝34AB 2＝93， ∴AB ＝6，∵点M 为三角形ABC 的重心，∴BM ＝23BE ＝23，∴在Rt △OMB 中，有OM ＝OB 2－BM 2＝2． ∴DM ＝OD ＋OM ＝4＋2＝6，∴(V 三棱锥D －ABC )max ＝13×93×6＝183．故选B ．18．(2018·全国卷Ⅱ)已知圆锥的顶点为S ，母线SA ，SB 互相垂直，SA 与圆锥底面所成角为30°，若△SAB 的面积为8，则该圆锥的体积为________．答案 8π解析 如图所示，∠SAO ＝30°，∠ASB ＝90°，又S △SAB ＝12SA ·SB ＝12SA 2＝8，解得SA ＝4，所以SO ＝12SA ＝2，AO ＝SA 2－SO 2＝23，所以该圆锥的体积为V ＝π3·OA 2·SO ＝8π． 19．(2018·天津高考)已知正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的棱长为1，除面ABCD 外，该正方体其余各面的中心分别为点E ，F ，G ，H ，M (如图)，则四棱锥M －EFGH 的体积为________．答案112解析 由题意知四棱锥的底面EFGH 为正方形，其边长为22，即底面面积为12，由正方体的性质知，四棱锥的高为12．故四棱锥M －EFGH 的体积V ＝13×12×12＝112．20．(2018·江苏高考)如图所示，正方体的棱长为2，以其所有面的中心为顶点的多面体的体积为________．答案 43解析 多面体由两个完全相同的正四棱锥组合而成，其中正四棱锥的底面边长为2，高为1，∴其体积为13×(2)2×1＝23，∴多面体的体积为43．三、模拟小题21．(2018·邯郸摸底)如图，网格纸上小正方形的边长为1，粗线画出的是某几何体的三视图，已知该几何体的各个面中有n 个面是矩形，体积为V ，则( )A ．n ＝4，V ＝10B ．n ＝5，V ＝12C ．n ＝4，V ＝12D ．n ＝5，V ＝10答案 D解析 由三视图可知，该几何体为直五棱柱，其直观图如图所示，故n ＝5，体积V ＝2×22＋12×2×1＝10．故选D ． 22．(2018·福州模拟)已知圆柱的高为2，底面半径为3，若该圆柱的两个底面的圆周都在同一个球面上，则这个球的表面积等于( )A ．4πB ．16π3C ．32π3D ．16π答案 D解析 如图，可知球的半径R ＝OH 2＋AH 2＝12＋(3)2＝2，进而这个球的表面积为4πR 2＝16π．故选D ．23．(2018·合肥质检一)如图，网格纸上小正方形的边长为1，粗线画出的是某几何体的三视图，则该几何体的表面积为( )A ．5π＋18B ．6π＋18C ．8π＋6D ．10π＋6 答案 C解析 该几何体的表面积是由球的表面积、球的大圆面积、半个圆柱的侧面积以及圆柱的纵切面面积组成．从而该几何体的表面积为4π×12＋π×12＋12×2π×3＋3×2＝8π＋6．故选C ．24．(2018·石家庄质检二)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，则该多面体的体积为( )A ．83B ．3C ．8D ．53 答案 A解析 根据三视图还原该几何体的直观图，如图中四棱锥P －ABCD 所示，则V P －ABCD ＝V P－AFGD＋(V AFB －DEC －V G －ECD )＝13×(1＋2)×22×1＋12×1×2×2－13×12×1×2×1＝83．故选A ．25．(2018·合肥质检三)我国古代的《九章算术》中将上、下两面为平行矩形的六面体称为“刍童”．如图所示为一个“刍童”的三视图，其中正视图及侧视图均为等腰梯形，两底的长分别为2和4，高为2，则该“刍童”的表面积为( )A ．12 5B ．40C ．16＋12 3D ．16＋12 5 答案 D解析 易得侧面梯形的高为22＋12＝5，所以一个侧面梯形的面积为12×(2＋4)×5＝35．故所求为4×35＋2×(2×4)＝125＋16．故选D ．26．(2018·福建质检)已知底面边长为42，侧棱长为25的正四棱锥S －ABCD 内接于球O 1．若球O 2在球O 1内且与平面ABCD 相切，则球O 2的直径的最大值为________．答案 8解析 如图，正四棱锥S －ABCD 内接于球O 1，SO 1与平面ABCD 交于点O ．在正方形ABCD 中，AB ＝42，AO ＝4．在Rt △SAO 中，SO ＝SA 2－OA 2＝(25)2－42＝2．设球O 1的半径为R ，则在Rt △OAO 1中，(R －2)2＋42＝R 2，解得R ＝5，所以球O 1的直径为10．当球O 2与平面ABCD 相切于点O 且与球O 1相切时，球O 2的直径最大．又因为SO ＝2，所以球O 2的直径的最大值为10－2＝8．一、高考大题1．(2016·江苏高考)现需要设计一个仓库，它由上下两部分组成，上部的形状是正四棱锥P －A 1B 1C 1D 1，下部的形状是正四棱柱ABCD －A 1B 1C 1D 1(如图所示)，并要求正四棱柱的高O 1O 是正四棱锥的高PO 1的4倍．(1)若AB ＝6 m ，PO 1＝2 m ，则仓库的容积是多少？(2)若正四棱锥的侧棱长为6 m ，则当PO 1为多少时，仓库的容积最大？ 解 (1)由PO 1＝2知，O 1O ＝4PO 1＝8． 因为A 1B 1＝AB ＝6，所以正四棱锥P －A 1B 1C 1D 1的体积V 锥＝13·A 1B 21·PO 1＝13×62×2＝24(m 3)．正四棱柱ABCD －A 1B 1C 1D 1的体积V 柱＝AB 2·O 1O ＝62×8＝288(m 3)．所以仓库的容积V ＝V 锥＋V 柱＝24＋288＝312(m 3)．(2)设A 1B 1＝a m ，PO 1＝h m ， 则0<h <6，O 1O ＝4h ． 连接O 1B 1．因为在Rt △PO 1B 1中，O 1B 21＋PO 21＝PB 21， 所以⎝⎛⎭⎪⎫22a 2＋h 2＝36， 即a 2＝2(36－h 2)． 于是仓库的容积V ＝V 柱＋V 锥＝a 2·4h ＋13a 2·h ＝133a 2h＝263(36h －h 3)，0<h <6， 从而V ′＝263(36－3h 2)＝26(12－h 2)．令V ′＝0，得h ＝23或h ＝－23(舍)． 当0<h <23时，V ′>0，V 是单调增函数； 当23<h <6时，V ′<0，V 是单调减函数． 故h ＝23时，V 取得极大值，也是最大值． 因此，当PO 1＝2 3 m 时，仓库的容积最大．2．(2018·全国卷Ⅰ)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 ＝23DA ，求三棱锥Q －ABP 的体积．解 (1)证明：由已知可得∠BAC ＝90°，即AB ⊥AC ． 又AB ⊥DA ，且AC ∩DA ＝A ，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 ＝AC ＝3，DA ＝32． 又BP ＝DQ ＝23DA ，所以BP ＝22．作QE ⊥AC ，垂足为E ，则QE 綊13DC ．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 －ABP 的体积为V 三棱锥Q －ABP ＝13×QE ×S △ABP ＝13×1×12×3×22sin45°＝1．二、模拟大题3．(2018·武昌调研)如图，已知某几何体的三视图如下(单位：cm)．(1)画出这个几何体的直观图(不要求写画法)； (2)求这个几何体的表面积及体积． 解 (1)这个几何体的直观图如图所示．(2)这个几何体可看成是正方体AC 1及直三棱柱B 1C 1Q －A 1D 1P 的组合体． 由PA 1＝PD 1＝2，A 1D 1＝AD ＝2，可得PA 1⊥PD 1． 故所求几何体的表面积S ＝5×22＋2×2×2＋2×12×(2)2＝22＋42(cm 2)，所求几何体的体积V ＝23＋12×(2)2×2＝10(cm 3)．4．(2018·浙江杭州一模)已知一个三棱台的上、下底面分别是边长为20 cm 和30 cm 的正三角形，各侧面是全等的等腰梯形，且各侧面的面积之和等于两底面面积之和，求棱台的体积．解 如图所示，在三棱台ABC －A ′B ′C ′中，O ′，O 分别为上、下底面的中心，D ，D ′分别是BC ，B ′C ′的中点，则DD ′是等腰梯形BCC ′B ′的高，又C ′B ′＝20 cm ，CB ＝30 cm ，所以S 侧＝3×12×(20＋30)×DD ′＝75DD ′．S 上＋S 下＝34×(202＋302)＝3253(cm 2)． 由S 侧＝S 上＋S 下，得75DD ′＝3253， 所以DD ′＝1333(cm)，又因为O ′D ′＝36×20＝1033(cm)， OD ＝36×30＝53(cm)， 所以棱台的高h ＝O ′O ＝D ′D 2－(OD －O ′D ′)2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13332－⎝⎛⎭⎪⎫53－10332＝43(cm)，由棱台的体积公式，可得棱台的体积为V ＝h3(S 上＋S 下＋S 上S 下)＝433×⎝ ⎛⎭⎪⎫3253＋34×20×30 ＝1900(cm 3)．故棱台的体积为1900 cm 3．。
41几何图形初步-江西省南昌市第二中学七年级数学上册课件(共55张PPT)
A
B
C
D
新知讲解 “坚”在下，“就”在后，“胜”和“利”在哪里？
坚 持就 是
“胜”在上，“利”在前.
胜 一个多面体的展开图中，在同一直线上的相邻
利
的三个线框中，首尾两个线框是立体图形中相对的
两个面.
练习1如图是一个立方体纸盒的展开图，使展开图沿虚线折叠成正
方体后相对面上的两个数互为相反数，求：a=
例题2 画如图所示物体的俯视图，正确的是
例题3如图，是一个几何体从正面、左面、上面看得到的平面图形，下
列说法错误的是 ( )
A．这是一个棱锥
B．这个几何体有4个面
C．这个几何体有5个顶点
D．这个几何体有8条
练习1 图中三视图对应的正三棱柱是（ ）
练习2 （1）由大小相同的小立方块搭成的几何体如图1，请在图 2的方
几何世界欢迎你
几何图形初步
几何图形 直线、射线、线段
生活中的立体图形 立体图形探究 三视图 展开图
三线认识 点线面的计数问题
两个公理 线段计算问题
角
角的认识
观察与思考
问题1 说一说下面这些几何图形有什么共同特点？
这些几何图形的各部分不都在同一平面内，它 们是立体图形.
做一做
1. 图中实物的形状对应哪些立体图形？把相应的实 物与图形用线连接起来.
二 立体图形的展开图 新知讲解 将一个正方体的表面沿某些棱剪开,能展成哪些平面图形？
友情提示： 沿着棱剪 展开后是一 个平面图形
正方体的展开图 新知讲解
1
2
34
5
6
7
8
9
10
11
思考： 这些正方体展开的展开图有没有什么规律？ 哪几号展开图可以分为一类，为什么？
重庆市江津第四中学校人教版七年级数学上册学案：41几何图形.docx
4. 1几何图形一. 学习目标1•会识一些平面图形和立体图形，并理解两种图形的概念；掌握简单的三视图和展开图 与立体图的联系；了解“点、线、面、体”的变化关系。
2•在观察、欣赏过程中培养学生的抽象和空间能力。
发展几何直觉。
3. 经历对图形的探究发展其审美情趣和认识具体到抽象的过程，及事物之间的相互作用 和联系。
二. 学习重难点认识一些基本的几何图形，了解点、线、面、体的变化关系；掌握简单的三视图与立体 图的转化和简单的展开图 三. 学习过程第一课时基木的几何图形（一）构建新知1 •阅读教材114〜116页（1）几何图形研究的内容是图形的 ______________ , _________ 和 _________ （2）立体图形是各部分都—同一平面内；平面图形是各部分都—一个平面内（二） 合作学习1. 教材116页练习2. 如图，7个立体图形中，按曲面体（或多面体）分为上下两类, 你还有其它分法吗？ （三） 课堂检查2. 如图是一个4X4的方格图案，则其中有 ____________ 个正方形3. 几何图形：①长方形，②梯形，③正方体，④圆柱，⑤三棱锥，⑥球。
其中属于立体图形的是（）。
4.下列立体图形中，是多面体的是（ ）01.六棱拄有 ___________ 个顶点 __________ 个侧面， __________ 条棱 A.①②③ B.③④⑤ C.①③⑤ D.③④⑤⑥5•如图，已知长方体ABCD-EFGH,那么下列直线中与直线GC 异面的育线是（）。
A. EA B ・ GH C ・ AB 3. 选做题（1）由棱长为1的小正方体组成新的大正方体，如果不允许切割，至少要几个小正方 体（）。
A. 4 个B. 8 个C. 16 个D. 27 个（2）如图，一个表面涂有颜色的大正方体是由 ___________ 个小正方体组成，若将大正方体拆开，小正方体一面涂有颜色的 ________________ 个， 两面涂有颜色的 ___________ 个，三面涂有颜色的 _____________ 个。
初中几何基本图形归纳(基本图形+常考图形)
初中几何基本图形归纳(基本图形+常考图形)初中几何常见基本图形1.基本图形及结论A、B、C、D分别为四边形的顶点，AC=BD，AD=BC，∠AOC=∠BOD，∠AOD=∠BOC。
2.直角三角形在直角三角形ABC中，∠C=90°，OA为斜边的中线，OD⊥XXX。
3.等腰三角形在等腰三角形ABC中，AB=AC，AD为角A的平分线，BD=CD。
4.三角形的面积公式在三角形ABC中，AB2=BD×BC，AC2=CD×BC。
5.三角形内角和公式在三角形ABC中，∠A+∠B+∠C=180°。
6.平行四边形在平行四边形ABCD中，∠A+∠B=∠C+∠D，AC平分∠BAD。
7.直角三角形的斜边中线在直角三角形ABC中，BD为斜边AC的中线，∠B=∠D。
8.直角三角形的高线在直角三角形ABC中，PA⊥AB，PB⊥AC，PC⊥BC，且PA=PB+PC，∠P=∠A/2.9.直角三角形的内心在直角三角形ABC中，∠P=∠A/2，PD为角A的平分线，AD=BD=AC=DC。
10.直角三角形的外心在直角三角形ABC中，∠P=90°-∠A/2，以AB的中点O为圆心，AB为半径作圆，交AC于点P，则P为三角形ABC的外心。
11.等腰三角形的中线在等腰三角形ABC中，AB=CB，BD为角B的平分线，且BC∥AD。
12.等边三角形在等边三角形ABC中，AB=AC=BC。
13.等角三角形在等角三角形ABC中，∠A=∠B=∠C。
14.三角形的相似在三角形ABC和DEF中，如果∠A=∠D，∠B=∠E，∠C=∠F，则称三角形ABC与DEF相似。
15.圆的基本性质在圆O中，AB为直径，则∠C=90°，且AC=BC=OD。
16.圆的切线在圆O中，以点A为圆心，AB为半径作圆，则CD为圆O的切线。
17.圆的割线在圆O中，以点A为圆心，AC为半径作圆，则BD为圆O的割线。
18.圆的弦在圆O中，AB为圆O的弦，R为圆O的半径，则弦长公式为AB2=BD×BC，且弦AB平分∠AOB。
几何作图
为连接圆弧的圆心 ；
R
1 O2
O1
2 O2 O
2）作连心线OO1，它与圆弧O1 的交点为1，再作连心线OO2， 它与圆弧O2的交点为2，则1、2 即为连接圆弧的连接点（内切的 切点）；
a)
b)
图1-49 用圆弧连接两圆弧（内切）
3）以O为圆心，R为半径作圆弧12，完成连接作图。
圆心O
（3）与一个圆弧外切，与另一个圆弧内切
a)
b)
图1-50 用圆弧连接两圆弧（一外切、一内切）
3）以O为圆心，R为半径作圆弧12，完成连接作图。
返回
R
作图步骤：
1）以O1为圆心，
R+R1为半径作一圆弧，再
O1
以O2为圆心、R+R2为半径
作另一圆弧，两圆弧的交点
O即为连接圆弧的圆心；
2）作连心线OO1，它与圆弧O1 的交点为1，再作连心线OO2，它与圆 弧O2的交点为2，则1、2即为连接圆弧 的连接点（外切的切点）；
O2
O2ห้องสมุดไป่ตู้
O1
1
2
O
a)
b)
图1-48 用圆弧连接两圆弧（外切）
A
A
O
O
B
C
B
C
D
D
图1-35用圆规和三角板作圆的内接正三角形
2）用丁字尺和三角板作圆的内接正三角形，如图1-36所示
A
A
A
O B
O
O
B
C
B
C
a)
b)
c)
图1-36用丁字尺和三角板作圆的内接正三角形
（2）正四边形
用丁字尺和三角板作圆的内接正方形，如图1-37所示
初中数学几何图形知识点掌握归纳
初中数学几何图形知识点掌握归纳初一上册数学几何图形初步知识点归纳1.几何图形：点、线、面、体这些可帮助人们有效的刻画错综复杂的世界，它们都称为几何图形。
从实物中抽象出的各种图形统称为几何图形。
有些几何图形的各部分不在同一平面内，叫做立体图形。
有些几何图形的各部分都在同一平面内，叫做平面图形。
虽然立体图形与平面图形是两类不同的几何图形，但它们是互相联系的。
2.几何图形的分类：几何图形一般分为立体图形和平面图形。
3.直线：几何学基本概念，是点在空间内沿相同或相反方向运动的轨迹。
从平面解析几何的角度来看，平面上的直线就是由平面直角坐标系中的一个二元一次方程所表示的图形。
求两条直线的.交点，只需把这两个二元一次方程联立求解，当这个联立方程组无解时，二直线平行;有无穷多解时，二直线重合;只有一解时，二直线相交于一点。
常用直线与X轴正向的夹角(叫直线的倾斜角)或该角的正切(称直线的斜率)来表示平面上直线(对于X轴)的倾斜程度。
4.射线：在欧几里德几何学中，直线上的一点和它一旁的部分所组成的图形称为射线或半直线。
5.线段：指一个或一个以上不同线素组成一段连续的或不连续的图线，如实线的线段或由“长划、短间隔、点、短间隔、点、短间隔”组成的双点长划线的线段。
线段有如下性质：两点之间线段最短。
6. 两点间的距离：连接两点间线段的长度叫做这两点间的距离。
7. 端点：直线上两个点和它们之间的部分叫做线段，这两个点叫做线段的端点。
线段用表示它两个端点的字母或一个小写字母表示，有时这些字母也表示线段长度，记作线段AB或线段BA，线段a。
其中AB表示直线上的任意两点。
8.直线、射线、线段区别：直线没有距离。
射线也没有距离。
因为直线没有端点，射线只有一个端点，可以无限延长。
9.角：具有公共端点的两条不重合的射线组成的图形叫做角。
这个公共端点叫做角的顶点，这两条射线叫做角的两条边。
一条射线绕着它的端点从一个位置旋转到另一个位置所形成的图形叫做角。
【最新】北师大版七年级上册41 《线段、射线、直线》公开课 课件.ppt
3.比一比看谁画的好
已知平面上四个点A、B、C、D ，读下列 语句，并画出相应的图形：
①画线段AC; ②画直线AB ；
A
B
③画射线AD、DC、CB。
C
D
四、动手操作，再探新知
⑴ 过一点O 可以画几条直线？
O
⑵过两点A、B 可以画几条直线？
A B
这告诉我 们一个什 么道理？
⑴ 经过一点有无数条直线； ⑵ 经过两点有一条直线，并且只有一条直线。
•
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/1/112021/1/112021/1/112021/1/11谢谢观看A NhomakorabeaB
C
D
重
宜
武
上
庆
昌
汉
海
站
站
站
站
六、归纳小结、布置作业
说一说这节课你学到了什么？
1、直线、射线、线段的概念及表达方式. 2、直线性质：两点确定一条直线.
3、直线、射线、线段三者的区别与联系.
美图欣赏
挑战：你能用线段、射线或直 线创造出美丽的图案吗？
五、作业：
1、课本P137-138：习题4.1
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
七年级数学上册41几何图形时点线面体习题新版新人教版
3．下列现象能说明“面动成体”的是( B ) A．时钟的钟摆摆动留下的痕迹 B．旋转一扇门，门在空中运动的轨迹 C．扔出一块小石子，石子在天空中飞行的路线 D．一根舞动的荧光棒 4．我国“神舟”十号载人飞船的成功发射，标志着我国航空航天事 业已步入世界的领先水平．如图是“神舟”十号顺利变轨后的飞行示意 图，用数学的观点解释图中飞船飞行后留下的弧形彩带现象： __点_个面、15条棱、10个顶点，图(3)有7个面、14条棱、9
个顶点，图(4)有7个面、13条棱、8个顶点，图(5)有7个面、12条棱、7个
顶点 (2)例如：三棱锥被切去一块，如图所示
，有5个
面、9条棱、6个顶点
(3)f＋v－e＝2 牛牛文档分 享 牛牛文档分 享
知识点二：由平面图形旋转而成的立体图形 5．如图，长方形绕它的一条边MN所在的直线旋转一周形成的几何体 是( C )
6．左图中的图形绕虚线旋转一周，可得到的几何体是( C )
www.niuБа体的个数是( B ) ①长方体；②圆柱；③四棱柱；④正方形；⑤三棱柱． A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 8．直角三角形绕它最长边(即斜边)旋转一周得到的顶点，则下列说法正确的是( B ) A．这个棱柱有4个侧面 B．这个棱柱有5个侧面 C．这个棱柱的底面是十边形 D．这个棱柱是一个十棱柱 10．从棱长为2的正方体毛坯的一角，挖去一个棱长为1的小正方体， 得到一个如图所示的零件，则这个零正方体切去一块，得到图(2)～(5)的几何体．
(1)图(2)～(5)它们各有多少个面？多少条棱？多少个顶点？ (2)举例说明其他形状的几何体也切去一块，所得到的几何体的面数、 棱数和顶点数各是多少？ (3)若面数记为f，棱数记为e，顶点数记为v，则f＋v－e应满足什么关 系？
七年级数学上册第四章图形的初步认识41生活中的立体图形课件新版华东师大版
三棱柱 圆柱 长方体 圆锥
四棱柱 正方体
球
导引：根据各类立体图形的外形特征去识别.
总结
知1－讲
采用定义法识别图形：(1)柱体的基本特征：两 个底面互相平行且完全相同 ，当侧面是曲面时是圆 柱 ，当侧面是平面时是棱柱 ；(2)锥体的基本特征： 一个底面一个“尖”，当侧面是曲面时是圆锥，当 侧面是三角形时是棱锥．
1 下列物体中，形状类似于圆柱的是(
知1－练
)
2 下列图形不是立体图形的是( )
A．球
B．棱柱
C．棱锥
D．半圆
3 下列立体图形中，有五个面的是( ) A．四棱锥 B．五棱锥 C．四棱柱 D．五棱柱
知1－练
知识点 2 常见的立体图形
知2－讲
例2 (1)把图中的立体图形分类，并说明分类标准； (2)图中③与⑥各有什么特征？有哪些相同点 和不同点？
知3－讲
例3 如图，其中是圆柱的有__③__④____，是棱柱 的有__②__⑤__⑥__．(只填图的标号)
知3－讲
导引：①⑦有两个底面平行，但大小不相同，所以 它们都不是柱体．②③④⑤⑥都有两个平行 且完全相同的底面，因此它们都是柱体．③ ④的底面是圆，侧面是曲面图形，因此是圆 柱；②⑤⑥的底面是多边形，侧面都是平面 图形，因此是棱柱．
③棱柱的底面是四边形；
④长方体一定是柱体；
⑤棱柱的侧面可能是三角形．
A．2个
B．3个
C．4个
D．5个
知2－练
知识点 3 棱柱的特征
知3－讲
棱柱： ①概念——上、下底面是两个平行且完全相同的多
边形，侧面都是平面图形． ②分类——棱柱可按底面多边形的边数分为三棱柱、
41-截面的几何参数解析
yC
i1 2
Ai
i1
0 2 7 0 1 0 3 5 0 1 0 3 1 5 0 1 0 3
将组合图形分解为若干简单图形，并确定组合图形的形心位 置。
以形心为坐标原点，设Oyz坐标系，y、z 轴 一般与简单图 形的形心主轴平行。确定简 单图形对自身形心轴的惯性矩，利 用移轴 定理（必要时用转轴定理）确定各个简单 图形对y、z轴 的惯性矩和惯性积，相加（空洞时则减）后便得到整个图形的 Iy、Iz 和Iyz。
A
例1：试求匀质槽形钢板的
形心。
y
A
y
y
解：由对称性可知 xc 0
o
A 1 A 2 1 3 0 0 3c 02 m 0y1=y2=15cm
A3102020c0m 2 y35cm
3
yc
i1
3
A
i y ci Ai
3001522005=12.5cm 3002200
i1
30cm
10cm x
（2）负面积法 解：由对称性可知
❖3、截面对形心轴的静矩为零
❖4、若截面对某轴的静矩为零，则该轴必为形心轴
例3 求图示阴影部分的面积对y轴的静矩。
h
2
a
y
h 2
b
解： S y
b(ha) 2
(
h 2
2
a)
a
b h2
a2
2 4
§4.2 惯性矩、极惯性矩、惯性积
一、极惯性矩：是面积对极点的二次矩。
y
I
2dA
A
——图形对 O 点的极惯性矩
I I b2A
y1
yc
I I a2A
z1
zc
《4.1 几何图形》 学习任务单
《4.1 几何图形》学习任务单《41 几何图形》学习任务单一、学习目标1、能识别简单的几何图形，如正方体、长方体、圆柱、圆锥、球等。
2、理解点、线、面、体之间的关系，知道“面动成体”的原理。
3、能够从不同方向观察物体，并画出简单物体的三视图。
二、学习重点1、常见几何图形的识别与特征。
2、点、线、面、体之间的相互转化。
三、学习难点1、从不同方向观察物体并画出三视图。
2、理解“面动成体”的抽象概念。
四、学习方法1、观察法：通过观察身边的物体，直观感受几何图形的特征。
2、操作法：动手制作简单的几何模型，加深对图形的理解。
3、讨论法：与同学交流讨论，分享自己的想法和见解，共同解决问题。
五、学习过程（一）知识回顾1、回顾小学阶段学过的几何图形，如三角形、正方形、长方形、圆形等。
2、思考这些图形的特征和用途。
（二）新课导入1、展示一些生活中的物体，如建筑物、家具、玩具等，引导学生观察这些物体的形状。
2、提问：这些物体可以抽象成哪些几何图形？（三）新课学习1、常见几何图形的认识（1）展示正方体、长方体、圆柱、圆锥、球的模型或图片，让学生观察并描述它们的特征。
正方体：六个面都是正方形，且六个面的大小相等，十二条棱的长度相等。
长方体：六个面都是长方形（特殊情况有两个相对的面是正方形），相对的面大小相等，十二条棱分为三组，每组四条棱的长度相等。
圆柱：由两个大小相等的圆形底面和一个侧面组成，侧面展开是一个长方形。
圆锥：由一个圆形底面和一个侧面组成，侧面展开是一个扇形。
球：一个曲面，没有棱和顶点。
（2）让学生举例说说生活中哪些物体的形状类似于这些几何图形。
2、点、线、面、体（1）观察一个长方体模型，思考：长方体是由几个面围成的？面与面相交得到什么？线与线相交得到什么？（2）通过演示，让学生理解点动成线、线动成面、面动成体的过程。
例如：笔尖在纸上移动可以画出一条线，这说明点动成线；汽车雨刷在挡风玻璃上刷动形成一个扇面，这说明线动成面；长方形绕着一条边旋转一周形成一个圆柱体，这说明面动成体。
小学奥数教程之-图形的分割与拼接 (41) (含答案)
本讲主要学习三大图形处理方法： 1．理解掌握图形的分割； 2．理解掌握图形的拼合； 3．理解图形的剪拼．本讲中很多类型的题目还要求同学们去动手尝试．通过本讲知识的学习，让同学们了解不同图形的分割、拼合、剪拼的方法，锻炼同学们的平面想象能力以及增强学生的动手操作能力．把一个几何图形按某种要求分成几个图形，就叫做图形的分割．反过来，按一定的要求也可以把几个图形拼成一个完美的图形，就叫做图形的拼合． 将一个或者多个图形先分割开，再拼成一种指定的图形，则叫做图形的剪拼． 我们在图形的分割、拼合和剪拼的过程中，都要结合所提供的图形特点来思考．如果把一个图形分割成若干个大小、形状相等的部分，那么就要想办法找图形的对称点，把图形先分少，再分多．图形中，如果有数量方面的要求，可以先从数量入手，找出平分后每块上所含数量的多少，再结合数量来分割图形．如果是要把几个图形拼合成一个大图形，要特别注意每条边的长度，把相等的边长拼合在一起，先拼少的，再拼多的．如果是剪拼图形，要抓住“剪、拼前后图形的面积相等”这个关键，根据已知条件和图形的特点，通过分析推理和必要的计算，确定剪拼的方法．模块一、图形的分割【例 1】 用一条线段把一个长方形平均分割成两块，一共有多少种不同的分割法？BAO【考点】图形的分割与拼接 【难度】2星 【题型】解答 【解析】 怎样把一个图形按照规定的要求分割成若干部分呢？这就是图形的分割问题．按照规定的要求合理分割图形，是很讲究技巧的，多做这种有趣的训练，可以培养学生的创造性思维，发展空间观念，丰富想象，提高观察能力．这道题要求把长方形平均分割成两块，过长方形中心的任意一条直线都可以把长方形平均分割成两块，根据这点给出如下分法(如右图)： ⑴ 做长方形的两条对角线，设交点为O⑵ 过O 点任作一条直线AB ，直线AB 将长方形平均分割成两块． 可见用线段平分长方形的分法是无穷多的．【答案】⑴ 做长方形的两条对角线，设交点为O知识点拨例题精讲4-2-3.图形的分割与拼接⑵ 过O 点任作一条直线AB ，直线AB 将长方形平均分割成两块． 用线段平分长方形的分法有无穷多种。
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2
c 7 -1 b
a
如果“你”在前面，那么谁在后面？
了！ 太棒 你们
KEY: 棒
从三个不同的方向 看立体图形：
从上面看
从左面看
从正面看
从正面看
从左面看
从上面看
分别从正面、左面、右面、上面观察 这个图形，各能得到什么平面图形？
从左面看
从右面看
(侧视图)
底面都是 圆，侧面 是曲面。
多边形，侧面 是个数与底面 边数相等的长
方形。
棱柱、棱锥的命名是按底面的边数来命名的：
三棱柱
四棱柱
五棱柱 六棱柱
三棱锥
四棱锥
五棱锥
六棱锥
在立体图形中,若围成的面都是平的,这样的几何体叫做多面体
棱柱有直棱柱和斜棱柱。
本书只讨 论直棱柱 简称棱柱
直棱柱 斜棱柱
请你按适当的标准对下面的立体图形进行分类。
(1)
(2)
(3)
下面4个图是一些多面体的表面展 开图,你能说出这些多面体的名字吗?
正方体
长方体
四棱锥
三棱柱
考考你的空间想象力:
下列图形是哪些多面体的展开图？
(1)
长方体
(2) (3)
三棱柱 五棱锥
将一个正方体的表面沿某些棱剪开,
能展成哪些平面图形？与同伴进行交流.
可以动手剪,也
友情提示：
可以想着画.
1、沿着棱剪
2、展开后是 一个图形
第一类，中间四连方，两侧各一 个，共六种。
第二类，中间三连方，两侧各有 一、二个，共三种。
第三类，中间二连方，两侧各有二 个，只有一种。
第四类，两排各三个，只有一种。
下面的图形那些是立方体的展开图？
(1)
(2)
(3)
(4)
如图是一个立方体纸盒的展开图，使 展开图沿虚线折叠成正方体后相对面上的两 个数互为相反数,求:
(1)
( 2)
( 3)
(4)
(5)
( 6)
按柱体、锥体、球体划分 (1) (2) (4) (6) 是一类，是柱体 (5)是锥体 (3)是球体
请你按适当的标准对下面的立体图形进行分类。
(1)
( 2)
( 3)
(4)
(5)
( 6)
按组成面的曲或平划分 (3)(4)(5)是一类，组成它们的面中至少有一 个是曲的 (1)(2)(6)一类，组成它们的各面都是平的
请你想一想??
谁来说一说.
常见的立体图形
正方体
长方体
棱柱
圆柱
棱锥
圆锥
球体
简单立体图形的分类： 圆柱
柱体
棱柱
简单的立体图形
圆锥
锥体 棱锥
球体
用自己的语言描述棱柱与圆柱的 相同点与不同点。
相 同
都有互相平行、形状完全相
点 同的上、下两个底面。
有三个面， 有多个面，上、
上、下两 下两底面都是
不 同 点
壁虎 ●
● 蚊子壁虎 ●Fra bibliotek蚊子●
●
壁虎
你还记得他们的展开图是什么吗?
下列立体图形的平面展开图 是什么?
圆 柱
展开
长方体
展开
圆锥
展开
棱柱
展开
长
方
长方体的展开图
体
底面
侧侧 侧 面面 面
底面
底 侧面 面
侧 侧 侧侧 面 面 面面
底面
下面图形都是由4个三边都相等的三角形组成 的,哪一个可以折叠成多面体呢?动手做做看。
常见的平面图形
三角形
长方形
五边形
圆形
正方形
六边形
聪明的小壁虎:
一面长方形的墙壁，壁虎在下方，蚊 子在上方，饥饿的壁虎想尽快的吃掉上 方的蚊子，该走哪条路最近呢？
蚊子
●
●
壁虎
小壁虎遇难题：
有一天壁虎在圆桶的下方,发现上方 有一只蚊子，饥饿的它要想尽快吃到蚊 子，应该走哪条路最近呢？
蚊子
●
你有何高招？
从正面看 (正视图 或 主视图)
从上面看 (俯视图)
俯视图
左视图
主视图
正视图
左视图
俯视图
左视图
俯视图 主视图
俯视图
左视图
主视图
4.1.1立体图形与平面图形
下列图片中有哪些你熟悉 的几何图形呢？
从实物中抽象出的各种图形统称为几何图形. 图形的各部分不都在同一平面内的图形称为立体图形; 图形的各部分都在同一平面内的图形称为平面图形.
下列物体分别与哪些立体图形相类似？
通过对你周边物体的 观察、想象，归纳一下我 们常见的立体图形有哪些？