高中数学人教B版必修二同步教案:棱柱、棱锥和棱台的结构特征2
1.1.2棱柱、棱锥和棱台的结构特征(2)
4.棱锥的分类: .棱锥的分类: (1)按底面多边形的边数分为三棱锥、 )按底面多边形的边数分为三棱锥、 四棱锥、五棱锥等, 四棱锥、五棱锥等,其中三棱锥又叫四面 体!
三棱锥 四面体) (四面体)
四棱锥
五棱锥
(2)正棱锥:如果棱锥的底面是正多边 )正棱锥:如果棱锥的底面是正多边 并且水平放置, 它的顶点又在过正 顶点又在过 形,并且水平放置, 它的顶点又在过正 多边形中心的铅垂线上 多边形中心的铅垂线上,则这个棱锥叫做 S 正棱锥! 正棱锥
已知正四棱锥V- 例2. 已知正四棱锥 -ABCD,底面面积为 , 16,一条侧棱长为 ,计算它的高和斜高。 ,一条侧棱长为2,计算它的高和斜高。 为正四棱锥V- 解:设VO为正四棱锥 - 为正四棱锥 ABCD的高,作OM⊥BC于 的高, 的高 ⊥ 于 中点, 点M,则M为BC中点, , 为 中点 连接OM、OB,则 、 , 连接 VO⊥OM,VO⊥OB. ⊥ , ⊥
在Rt△VOM中,由勾股定理得 △ 中
VM = 62 + 22 = 2 10
即正四棱锥的高为6,斜高为 2 10 即正四棱锥的高为 ,
练习题: 练习题:
1.能保证棱锥是正棱锥的一个条件是 . ( C ) (A)底面为正多边形 ) (B)各侧棱都相等 ) (C)各侧面与底面都是全等的正三角形 ) (D)各侧面都是等腰三角形 )
2.过正方体三个顶点的截面截得一个正 . 三棱锥,若正方体棱长为 a,则截得的正 三棱锥, , 三棱锥的高为
3 a 3
。
3.正四面体棱长为 a,M,N为其两条相 . , , 为其两条相 对棱的中点, 对棱的中点,则MN的长是 的长是
2 a 2
。
4.若正棱锥的底面边长与侧棱长相等, .若正棱锥的底面边长与侧棱长相等, 则该棱锥一定不是( 则该棱锥一定不是( D ) A) B) (A)三棱锥 (B)四棱锥 (C)五棱锥 (D)六棱锥 ) )
课件5:1.1.2 棱柱、棱锥和棱台的结构特征(第2课时)
(2)棱锥按底面是三角形、四边形、五边形、……分别叫做 _三__棱__锥___、_四__棱__锥___、_五__棱__锥___、……. (3)棱锥的底面是__正__多__边__形___,_它__的__顶__点__又__在__过__底__面__正___ _多__边__形__中__心__与__底__面__垂__直__的__直__线__上___,则这样的棱锥叫做正棱锥. 正棱锥各侧面都是全等的等腰三角形,这些三角形底边上的高都 相等,叫做棱锥的__斜__高____.
1.1.2 棱柱、棱锥和棱台的结构特征 第2课时 棱锥和棱台
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1.棱锥 (1)棱锥是__有__一__个__面__是__多__边__形__,__其__余__各__面__都__是__有__一__个____ __公__共__顶__点__的__三__角__形___,这样的一些面所围成的几何体. 棱锥中,有公共顶点的各三角形面叫做棱锥的____侧__面______;各 侧面的公共顶点叫做棱锥的___顶__点___;相邻两侧面的公共边叫做 棱锥的___侧__棱___;多边形的面叫做棱锥的__底__面____;顶点到底面 的距离叫做棱锥的___高_____.
[解] 如图,设 PO 是正三棱锥 P-ABC 的高,D 是 BC 的中点, 连接 PD、OB、OD,则 PO⊥OB,PO⊥OD,PD⊥BC,则 PD 为正三棱锥的斜高.
在等边△ABC
中,OB=23×
23×4=4
3
3,OD=12OB=2
3
3 .
在 Rt△POD 中,PD= PO2+OD2
=
(
3)2+(2 3 3)2=
2.棱台 (1)棱锥被平行于底面的平面所截,底面与截面间的部分叫做 ___棱__台___. 原棱锥的底面和截面分别叫做棱台的_下__底__面___和_上__底__面___, 其他各面叫做棱台的__侧__面____;相邻两侧面的公共边叫做棱 台的侧棱;两底面间的距离叫做棱台的___高_____. (2)由正棱锥截得的棱台叫做__正__棱__台__,正棱台各侧面都是全 等的等腰梯形,这些等腰梯形的高叫做棱台的___斜__高___. (3)棱台可用表示上、下底面的字母来命名.
高中数学必修二教案-1.1.6 棱柱、棱锥、棱台和球的表面积1-人教B版
关于《棱柱、棱锥、棱台和球的表面积》教学设计的探析《棱柱、棱锥、棱台和球的表面积》是必修2§1.1.6节的内容,设计分六部分。
一、教材分析本章的第一大节是空间几何体,主要有以下内容:首先使学生认识空间的点、线、面、体、轨迹与图形。
接着由学生观察和总结多面体、棱柱、棱锥、棱台的结构特征,复习圆柱、圆锥从而认识圆台、球及简单的组合体。
在了解几种投影的特征和关系基础上,学习直观图、三视图画法。
最后,让学生了解柱、锥、台、球侧面积、表面积、体积公式并进行相关计算练习。
本节主要内容是学习直棱柱、正棱锥、正棱台侧面积公式,了解球的表面积公式。
直棱柱、正棱锥、正棱台表面都可展开成平面图形,所以研究面积的关键是明确它们的平面展开图的形状,为此我们可以先复习小学、初中所学到的相关知识,再结合在前面学习中动手折叠几何体的体验,理解展开是折叠的逆过程,学生自己就可以得出侧面积公式了。
二、教学目标如下:1、知识与技能目标:了解棱柱、棱锥、棱台、球的表面积计算公式,并能用公式进行简单的计算。
2、过程与方法目标:通过自主学习,合作探究培养学生的空间想象能力、动手实践能力、解决问题的能力,及转化的思想方法。
3、情感态度与价值观目标:激发学生的学习欲望和探究精神,有意识、有目的地培养学生自主学习的良好习惯。
三、教学重点:棱柱、棱锥和棱台的表面积公式的推导方法,进一步加强空间与平面问题相互转化的思想方法的应用。
教学难点:棱柱、棱锥棱台和球的表面积公式的应用。
四、教法与学法借助多媒体辅助教学,在教师引导,师生合作,生生合作下,通过设置疑问、归纳应用、知识迁移来体会知识的形成过程,从而师生共同来完成本节课的教学。
使学生真正成为学习的主体,从“被动学会”变成“主动会学”。
五、教学过程环节一:课前预习。
课前一天布置预习任务:§1.1.6节的内容,按导学案预习并试着解决活动一、三、四。
具体任务:动手折叠柱、锥、台几何模型(大一些,必做直棱柱、正棱锥、正棱台),回顾棱柱、棱锥、棱台、球定义及结构特征以及为了完成本节的知识,需要储备的知识。
教学设计2:1.1.2 棱柱、棱锥和棱台的结构特征
1.1.2 棱柱、棱锥和棱台的结构特征【教学目标】1.掌握棱柱、棱锥和棱台的结构特征,学会观察、分析图形,提高空间想象能力和几何直观能力.2.能够描述现实生活中简单物体的结构,学会建立几何模型研究空间图形,培养数学建模的思想.【重点难点】教学重点:理解棱柱、棱锥和棱台的结构特征.教学难点:归纳棱柱、棱锥和棱台的结构特征.【课时安排】1课时【教学过程】导入新课设计1.从古至今,各个国家的建筑物都有各自的特色,古有埃及的金字塔,今有各城市大厦的旋转酒吧、旋转餐厅,还有上海东方明珠塔上的两个球形建筑等.它们都是独具匠心、整体协调的建筑物,是建筑师们集体智慧的结晶.今天我们如何从数学的角度来看待这些建筑物呢?引出课题.设计2.在我们的生活中会经常发现一些具有特色的建筑物,你能举出一些例子吗?这些建筑物的几何结构特征如何?引导学生回忆、举例和相互交流,教师对学生的活动及时给予评价,引出课题.推进新课新知探究提出问题(1)观察下图所示的几何体,这些几何体都是多面体.多面体集合具有什么性质?多面体的结构特征是什么?(2)阅读教材,给出多面体的面、棱、顶点、对角线的定义.(3)阅读教材,多面体如何分类?(4)什么叫几何体的截面?讨论结果:(1)多面体的每个面都是多边形(围成多面体的多边形都包含它内部的平面部分),而圆柱、圆锥、球等其他几何体就不具有这种性质.由此得出多面体的结构特征:多面体是由若干个平面多边形所围成的几何体.(2)如下图所示,围成多面体的各个多边形叫做多面体的面,如面ABCD 、面BCC ′B ′;相邻的两个面的公共边叫做多面体的棱,如棱AB 、棱AA ′;棱和棱的公共点叫做多面体的顶点,如顶点A 、顶点A ′;连结不在同一个面上的两个顶点的线段叫做多面体的对角线,如对角线BD ′.(3)把一个多面体的任意一个面延展为平面,如果其余的各面都在这个平面的同一侧,则这样的多面体就叫做凸多面体.如上图中的(1)(2)(3)都是凸多面体,而(4)不是.本书中说到多面体,如果没有特别说明,指的都是凸多面体.多面体至少有4个面.多面体按照围成它的面的个数分别叫做四面体、五面体、六面体…… 多面体的分类:多面体⎩⎪⎨⎪⎧ 非凸多面体凸多面体⎩⎪⎨⎪⎧ 四面体五面体六面体……(4)一个几何体和一个平面相交所得到的平面图形(包含它的内部),叫做这个几何体的截面,在上图中画出了多面体的一个截面EAC .提出问题(1)观察如下图所示的多面体,根据小学和初中学过的几何知识,这些多面体是棱柱,棱柱集合具有什么性质,其特征性质是什么?(1)(2)(3)(2)阅读教材,给出棱柱的底面、侧面、侧棱、高的定义.(3)阅读教材,棱柱如何分类?(4)阅读教材,说一说特殊的四棱柱.讨论结果:(1)如果我们以运动的观点来观察,棱柱可以看成一个多边形(包括图形围成的平面部分)上各点都沿着同一个方向移动相同的距离所形成的几何体.观察这个移动过程,我们可以得到棱柱的主要特征性质:棱柱有两个相互平行的面,而且夹在这两个平行平面间的每相邻两个面的交线都互相平行(如上图).(2)棱柱的这两个互相平行的面叫做棱柱的底面,其余各面叫做棱柱的侧面,两侧面的公共边叫做棱柱的侧棱.棱柱两底面之间的距离,叫做棱柱的高.(3)棱柱按底面是三角形、四边形、五边形……分别叫做三棱柱、四棱柱、五棱柱……棱柱用表示两底面的对应顶点的字母或者用一条对角线端点的两个字母来表示.例如,上图(3)中的五棱柱可表示为棱柱ABCDEA′B′C′D′E′或棱柱AC′.棱柱又分为斜棱柱和直棱柱.侧棱与底面不垂直的棱柱叫做斜棱柱(上图(1)).侧棱与底面垂直的棱柱叫做直棱柱(上图(2)(3)).底面是正多边形的直棱柱叫做正棱柱(上图(3)).(4)下面研究一些特殊的四棱柱.底面是平行四边形的棱柱叫做平行六面体(下图).侧棱与底面垂直的平行六面体叫做直平行六面体(下图(2)(3)(4)).底面是矩形的直平行六面体是长方体(下图(3)(4).棱长都相等的长方体是正方体(下图(4)).提出问题1.观察如下图所示的多面体,可能会判定是一些棱锥,棱锥集合具有什么性质?棱锥有什么特征性质?(2)阅读教材,给出棱锥的侧面、顶点、侧棱、底面、高的定义,如何表示棱锥?(3)阅读教材,棱锥如何分类?讨论结果:(1)棱锥有一个面是多边形,而其余各面都是有一个公共顶点的三角形.(2)棱锥中有公共顶点的各三角形,叫做棱锥的侧面;各侧面的公共顶点叫做棱锥的顶点;相邻两侧面的公共边叫做棱锥的侧棱;多边形叫做棱锥的底面;顶点到底面的距离,叫做棱锥的高.(3)棱锥用表示顶点和底面各顶点的字母或者用表示顶点和底面的一条对角线端点的字母来表示.例如,下图中棱锥可表示为棱锥S—ABCDE或者棱锥S—AC.棱锥按底面是三角形、四边形、五边形……分别叫做三棱锥、四棱锥、五棱锥……如果棱锥的底面是正多边形,且它的顶点在过底面中心且与底面垂直的直线上,则这个棱锥叫做正棱锥(下图).容易验证:正棱锥各侧面都是全等的等腰三角形,这些等腰三角形底边上的高都相等,叫做棱锥的斜高(下图).提出问题阅读教材,给出棱台的有关概念.讨论结果:如左下图所示,棱锥被平行于底面的平面所截,截面和底面间的部分叫做棱台.原棱锥的底面和截面分别叫做棱台的下底面、上底面;其他各面叫做棱台的侧面;相邻两侧面的公共边叫做棱台的侧棱;两底面间的距离叫做棱台的高.由正棱锥截得的棱台叫做正棱台.正棱台各侧面都是全等的等腰梯形,这些等腰梯形的高叫做棱台的斜高.棱台可用表示上下底面的字母来命名.如右上图中的棱台,记作棱台ABCD—A′B′C′D′,或记作棱台AC′.棱台的下底面为ABCD、上底面为A′B′C′D′、高为OO′.应用示例思路1例1设计一个平面图形,使它能够折成一个侧面与底面都是等边三角形的正三棱锥.解:因为要制作的正三棱锥的侧面与底面都是等边三角形,所以它的棱长都相等(下图).于是作一个等边三角形及其三条中位线,如下图所示,沿图中的实线剪下这个三角形,再以虚线(中位线)为折痕就可折成符合题意的几何体.点评:本题揭示了平面图形与立体图形的关系,即可以相互转化,因此将空间问题转化为平面问题.变式训练1.一个无盖的正方体盒子展开后的平面图,如左下图所示,A、B、C是展开图上的三点,则在正方体盒子中∠ABC=__________.【解析】如右上图所示,折成正方体,很明显点A、B、C是上底面正方形的三个顶点,则∠ABC=90°.【答案】90°例2已知正四棱锥V—ABCD(下图),底面面积为16,一条侧棱长为211,计算它的高和斜高.解:设VO为正四棱锥V—ABCD的高,作OM⊥BC于点M,则M为BC中点.连结OM、OB,则VO⊥OM,VO⊥OB.因为底面正方形ABCD的面积为16,所以BC=4,BM=OM=2,OB=BM2+OM2=22+22=2 2.又因为VB=211,在Rt△VOB中,由勾股定理,得VO=VB2-OB2=(211)2-(2202=6.在Rt△VOM(或Rt△VBM中,由勾股定理,得VM=62+22=210(或VM=(211)2-22=210).即正四棱锥的高为6,斜高为210.点评:解决本题的关键是构造直角三角形.正棱锥中,高、斜高和底面正多边形的边心距构成直角三角形;高、侧棱和底面正多边形的半径构成直角三角形.思路2例3下列几何体是棱柱的有()A.5个B.4个C.3个D.2个【解析】判断一个几何体是哪种几何体,一定要紧扣柱、锥、台、球的结构特征,注意定义中的特殊字眼,切不可马虎大意.棱柱的结构特征有三方面:有两个面互相平行;其余各面是平行四边形;这些平行四边形面中,每相邻两个面的公共边都互相平行.当一个几何体同时满足这三方面的结构特征时,这个几何体才是棱柱.很明显,几何体②④⑤⑥均不符合,仅有①③符合.【答案】D点评:本题主要考查棱柱的结构特征.本题容易错认为几何体②也是棱柱,其原因是忽视了棱柱必须有两个面平行这个结构特征,避免出现此类错误的方法是将教材中的各种几何体的结构特征放在一起对比,并且和图形对应起来记忆,要做到看到文字叙述就想到图,看到图形就想到文字叙述.变式训练1.下列几个命题中,①两个面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体是棱台;②有两个面互相平行,其余四个面都是等腰梯形的六面体是棱台;③各侧面都是正方形的四棱柱一定是正方体;④棱锥被平行于底面的平面所截,截面和底面间的部分叫做棱台.其中正确的个数是()A.1 B.2C.3 D.0【解析】①中两个底面平行且相似,其余各面都是梯形,并不能保证侧棱会交于一点,所以①是错误的;②中两个底面互相平行,其余四个面都是等腰梯形,也有可能两底面根本就不相似,所以②不正确;③中底面不一定是正方形,所以③不正确;很明显④是正确的.【答案】A2.下列命题中正确的是()A.有两个面平行,其余各面都是四边形的几何体叫棱柱B.有两个面平行,其余各面都是平行四边形的几何体叫棱柱C.有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体叫棱锥D.棱台各侧棱的延长线交于一点【答案】D例4长方体AC1的长、宽、高分别为3、2、1,从A到C1沿长方体的表面的最短距离为() A.1+ 3 B.2+10 C.3 2 D.23活动:解决空间几何体表面上两点间最短线路问题,一般都是将空间几何体表面展开,转化为求平面内两点间线段长,这体现了数学中的转化思想.【解析】如左下图,在长方体ABCD—A1B1C1D1中,AB=3,BC=2,BB1=1.如右上图所示,将侧面ABB1A1和侧面BCC1B1展开,则有AC1=52+12=26,即经过侧面ABB1A1和侧面BCC1B1时的最短距离是26;如左下图所示,将侧面ABB1A1和底面A1B1C1D1展开,则有AC1=32+32=32,即经过侧面ABB1A1和底面A1B1C1D1时的最短距离是32;如右上图所示,将侧面ADD1A1和底面A1B1C1D1展开,则有AC1=42+22=25,即经过侧面ADD1A1和底面A1B1C1D1时的最短距离是2 5.由于32<25,32<26,所以由A到C1在正方体表面上的最短距离为3 2.【答案】C点评:本题主要考查空间几何体的简单运算及转化思想.求表面上最短距离可把立体图形展成平面图形.变式训练1.左下图是边长为1 m的正方体,有一蜘蛛潜伏在A处,B处有一小虫被蜘蛛网粘住,请制作出实物模型,将正方体剪开,描述蜘蛛爬行的最短路线.分析:制作实物模型(略).通过正方体的展开右上图可以发现,AB间的最短距离为A、B两点间的线段的长22+12= 5.由展开图可以发现,C点为其中一条棱的中点.具体爬行路线如下图中的粗线所示,我们要注意的是爬行路线并不唯一.解:爬行路线如下图(1)~(6)所示:2.如下图所示,已知正三棱柱ABC—A1B1C1的底面边长为1,高为8,一质点自A点出发,沿着三棱柱的侧面绕行两周..到达A1点的最短路线的长为__________.【解析】将正三棱柱ABC—A1B1C1沿侧棱AA1展开,其侧面展开图如左下图所示,则沿着三棱柱的侧面绕行两周..到达A1点的最短路线的长就是左下图中AD+DA1.延长A1F至M,使得A1F=FM,连结DM,则A1D=DM,如右下图所示.则沿着三棱柱的侧面绕行两周..到达A1点的最短路线的长就是如右上图中线段AM的长.在右上图中,△AA1M是直角三角形,则AM=AA21+A1M2=82+(1+1+1+1+1+1)2=10.【答案】10知能训练1.如下图,观察四个几何体,其中判断正确的是()A.(1)是棱台B.(2)是棱台C.(3)是棱锥D.(4)不是棱柱【解析】图(1)不是由棱锥截来的,所以(1)不是棱台;图(2)上下两个面不平行,所以(2)不是棱台;图(4)前后两个面平行,其他面是平行四边形,且每相邻两个四边形的公共边平行,所以(4)是棱柱;很明显(3)是棱锥.【答案】C2.正方体的截平面不可能...是:①钝角三角形;②直角三角形;③菱形;④正五边形;⑤正六边形.下述选项正确的是()A.①②⑤B.①②④C.②③④D.③④⑤【解析】正方体的截平面可以是锐角三角形、等腰三角形、等边三角形,但不可能是钝角三角形、直角三角形(证明略);对四边形来讲,可以是梯形(等腰梯形)、平行四边形、菱形、矩形,但不可能是直角梯形(证明略);对五边形来讲,不可能是正五边形(证明略);对六边形来讲,可以是六边形(正六边形).【答案】B拓展提升1.有两个面互相平行,其余各面是平行四边形的几何体是棱柱吗?剖析:如下图所示,此几何体有两个面互相平行,其余各面是平行四边形,很明显这个几何体不是棱柱,因此说有两个面互相平行,其余各面是平行四边形的几何体不一定是棱柱.由此看,判断一个几何体是否是棱柱,关键是紧扣棱柱的3个本质特征:①有两个面互相平行;②其余各面都是四边形;③每相邻两个四边形的公共边都互相平行.这3个特征缺一不可,下图所示的几何体不具备特征③.2.有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体是棱锥吗?剖析:如左下图所示,将正方体ABCD—A1B1C1D1截去两个三棱锥A—A1B1D1和C—B1C1D1,得如右下图所示的几何体.右上图所示的几何体有一个面ABCD是四边形,其余各面都是三角形的几何体,很明显这个几何体不是棱锥,因此说有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体不一定是棱锥.由此看,判断一个几何体是否是棱锥,关键是紧扣棱锥的3个本质特征:①有一个面是多边形;②其余各面都是三角形;③这些三角形面有一个公共顶点.这3个特征缺一不可,右上图所示的几何体不具备特征③.课堂小结本节课学习了棱柱、棱锥和棱台的结构特征.作业1.如下图,甲所示为一几何体的展开图.(1)沿图中虚线将它们折叠起来,是哪一种几何体?试用文字描述并画出示意图.(2)需要多少个这样的几何体才能拼成一个棱长为6 cm的正方体?请在图乙棱长为6cm的正方体ABCD—A1B1C1D1中指出这几个几何体的名称.【答案】(1)有一条侧棱垂直于底面且底面为正方形的四棱锥,如下图甲所示.(2)需要3个这样的几何体,如上图乙所示.分别为四棱锥:A1—CDD1C1,A1—ABCD,A1—BCC1B1.2.如下图,在正三棱柱ABC—A1B1C1中,AB=3,AA1=4.M为AA1的中点,P是BC上一点,且由P沿棱柱侧面经过棱CC1到M的最短路线长为29,设这条最短路线与CC1的交点为N,求P点的位置.分析:把三棱锥展开后放在平面上,通过列方程解应用题来求出P到C点的距离,即确定了P点的位置.解:如下图所示,把正三棱锥展开后,设CP=x,根据已知可得方程22+(3+x)2=29,解得x=2(x>0).所以P点的位置在离C点距离为2的地方.3.正四棱锥的侧棱长为23,侧棱与底面所成的角为60 °,则该棱锥的体积为() A.3 B.6C.9 D.18【解析】作下图,依题可知SO=23sin60°=23·32=3,CO=23·cos60°=23·12=3,∴底面边长为 6.从而V S—ABCD=13S ABCD·SO=13×(6)2×3=6.【答案】B设计感想本节教学设计,充分体现了新课标的精神,按课程标准的要求:降低逻辑推理,通过直观感受和操作确认来设计.在使用时,建议使用信息技术来处理图片和例题,否则会造成课时不足的矛盾.。
人教版高考数学课题:棱柱、棱锥和棱台的结构特征
教学目标:理解多面体、棱柱的基本概念教学重点:理解多面体、棱柱的基本概念.教学过程:1、多面体:(1)多面体是由若干个平面多边形所围成的几何体.(2)多面体的面(3)多面体的棱(4)多面体的顶点(5)多面体的对角线(6)凸多面体(7)多面体可按面数命名(8)正多面体(9)多面体的截面2、棱柱:出示棱柱体模型,引导学生观察到这些模型都是由面(平面的一部分)围成的;面与面有交线。
因此从“面”和“线”两个角度去考虑:首先看面:有两个面互相平行,其余各面都是四边形.再看线:每相邻除两个平行面外,其余的每相邻两个四边形的公共边都互相平行.(1)定义: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,由这些面所围成的几何体叫做棱住.(2)有关于元素①底面②侧面③侧棱④顶点⑤对角线⑥高⑦对角面学生回答后,总结:⑴中可以找出两个面平行,但其余各四边形公共边中有不平行的。
“有两个面平行”的条件不足以确定几何体是棱柱。
⑵找出两个平行的面以后,如果其它条件不能成立,不要急于下结论,再选另外一对平行面,按定义再次判断它是否是棱柱。
(3)分类:按底面多边形的边数分类:三棱柱、四棱柱、五棱柱……(4)棱柱的表示法:用各顶点字母,如五棱柱ABCDE—A'B'C'D'E'或用对角线的端点字母,如五棱柱A'D教学目标:理解棱锥、棱台的基本概念教学重点:理解棱锥、棱台的基本概念教学过程:1.“一个面是多边形,其余各面是有一个公共顶点的三角形”是棱锥的本质特征.正棱锥是一种特殊棱锥.正棱锥除具有棱锥的所有特征外,还具有:①底面为正多边形;②顶点在过底面正多边形的中心的铅垂线上.“截头棱锥”是棱台的主要特征,因此,关于棱台的问题,常常将其恢复成相应的棱锥来研究.2.正棱锥的性质很多,但要特别注意:(1)平行于底面截面的性质如果一个棱锥被平行于底面的一个平面所截,那么:①棱锥的侧棱和高被这个平面分成比例线段.②所得的截面和度面是对应边互相平行的相似三角形.③截面面积和底面面积的比,等于从顶点到截面和从顶点到底面的距离平方的比.(2)有关正棱锥的计算问题,要抓住四个直角三角形和两个角:正棱锥的高、侧棱及其在底面的射影、斜高及其在底面的射影、底面边长的一半可组成四个直角三角形.四个直角三角形是解决棱锥计算问题的基本依据,必须牢固掌握.3.棱台的性质都由截头棱锥这个特征推出的,掌握它的性质,就得从这个特征入手同棱锥一样,棱台也有很多重要性质,但要强调两点:(1)平行于底面的截面的性质:设棱台上底面面积为S1,下底面面积为S2,平行于底面的截面将棱台的高分成距上、下两底的比为m∶n,则截面面积S满足下列关系:(2)有关正棱台的计算问题,应抓住三个直角梯形、两个直角三角形:正棱台的两底面中心的连线、相应的边心距、相应的外接圆半径,侧棱,斜高,两底面边长的一半,组成三个直角梯形和两个直角三角形(上、下底面内各一个直角三角形).正棱台中的所有计算问题的基本依据就是这三个直角梯形、两个直角三角形和两个重要的角,必须牢固掌握.4.棱锥、棱台的侧面展开图的面积,即侧面积,是确定其侧面积公式的依据.(1)正棱锥的侧面是彼此全等的等腰三角形,由此可得其侧面积公式:(2)正棱台的侧面是彼此全等的等腰梯形,由此可得其侧面积公式:棱锥的全面积等于:S全=S侧+S底棱台的全面积等于:S全=S侧+S上底+S下底(3)棱柱、棱锥和棱台的侧面公式的内在联系必须明确,它有利认识这三个几何体的本质,也有利于区分这三个几何体,在正棱台侧面积公式中:当C'=C时,S棱柱侧=Ch可以联想:棱柱、棱锥都是棱台的特例.6.关于截面问题关于棱锥、棱台的截面,与棱柱截面问题要求一样,只要求会解对角面、平行于底面的截面(含中截面)、以及已给出图形的截面,或已给出全部顶点的截面,但对于基础较好,能力较强的同学,也可以解一些其他截面,比如:平行于一条棱的截面,与一条棱垂直的截面,与一个面成定角的截面,与一个面平行的截面等.作截面就是作两平面的交线,两平面的交线就是这两个平面的两个公共点的连线,或由线面平行、垂直有关性质确定其交线,这是画交线,即作截面的基本思路.课堂练习:教材第11页练习A、B小结:本节课学习了棱锥、棱台的基本概念课后作业:第34页习题1-1A:2、5圆柱、圆锥、圆台和球(一)教学目标:1、圆柱、圆锥、圆台概念,2、掌握圆柱、圆锥、圆台的性质教学重点:掌握圆柱、圆锥、圆台的性质教学过程:一、基本概念(播放陶艺的主要制作过程.)(抓取实物照片),思考:这个几何体的外部曲面是如何形成的?几何体是如何形成的?旋转面可看作一条曲线绕一条定直线旋转一周所形成的轨迹,这条定直线叫做旋转轴,简称轴.这条曲线叫做旋转面的母线.封闭的旋转面所围成的几何体叫做旋转体.旋转体也可以看作是由一封闭的平面图形包括其内部绕一条定直线旋转一周所形成的轨迹.请学生思考:圆柱、圆锥、圆台可由什么平面图形如何运动而成?定义1:(线动成面,面围成体)圆柱、圆锥、圆台可以分别看作以矩形的一边、直角三角形的一直角边、直角梯形中垂直于底边的腰所在的直线为旋转轴,将矩形、直角三角形、直角梯形分别旋转一周形成的曲面所围成的几何体.旋转轴叫做所围成的几何体的轴;在轴上的这条边的长度叫做这个几何体的高;垂直于轴的边旋转而成的圆面叫做这个几何体的底面;不垂直于轴的边旋转而成的曲面叫做这个几何体的侧面;无论旋转到什么位置,这条边都叫做侧面的母线.定义2:(面动成体)以矩形的一边所在的直线为旋转轴将矩形及其内部旋转一周所形成的轨迹叫做圆柱;以直角三角形的一直角边所在的直线为旋转轴将直角三角形及其内部旋转一周所形成的轨迹叫做圆锥;以直角梯形的一直角边所在的直线为旋转轴将直角梯形及其内部旋转一周所形成的轨迹叫做圆台.圆柱、圆锥、圆台之间有何关系?(教师演示,学生观察总结)①平行于底面截圆锥可以得到圆台;用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥,截面和底面之间的部分叫做圆台.②圆台的上底变大可以得到圆柱;③圆台的上底变小可以得到圆锥.让学生举出一些圆柱、圆锥、圆台的实例,以及其他旋转体的实例.让学生思考:如图,一个半圆面绕其直径所在直线旋转一周所形成的几何体是什么?一个圆面绕一条直线旋转一周形成的几何体是什么?三、巩固练习1.下列命题中的真命题是()(A)以直角三角形的一边为轴旋转所得的旋转体是圆锥;(B)以直角梯形的一腰为轴旋转所得的旋转体是圆台;(C)圆柱、圆锥、圆台的底面都是圆;(D)圆锥侧面展开图为扇形,这个扇形所在圆的半径等于圆锥的底面圆的半径.2.判断下列命题是否正确?①平行于圆锥某一母线的截面是等腰三角形;②平行于圆台某一母线的截面是等腰梯形;③过圆锥顶点的截面是等腰三角形;④过圆台上底面中心的截面是等腰梯形.3.长为4,宽为3的矩形绕其一边所在直线旋转一周所得圆柱的侧面积为_________.4.若圆锥的侧面展开图是一个半圆面,则圆锥的母线与轴的夹角的大小为_________.5.(P13例1)用一个平行于圆锥底面的平面截这个圆锥,截得圆台上下底面半径的比是1 :4,截去的圆锥的母线长是3cm,球圆台的母线长.解:设圆台的母线为l ,截得的圆锥底面与原圆锥底面半径分别是r ,r 4,根据相似三角形的性质得rr l 433=+,解得9=l . 所以,圆台的母线长为9cm. 小结:a) 圆柱、圆锥、圆台可以分别看作以矩形的一边、直角三角形的一直角边、直角梯形中垂直于底边的腰所在的直线为旋转轴,将矩形、直角三角形、直角梯形分别旋转一周形成的曲面所围成的几何体b) 以矩形的一边所在的直线为旋转轴将矩形及其内部旋转一周所形成的轨迹叫做圆柱;以直角三角形的一直角边所在的直线为旋转轴将直角三角形及其内部旋转一周所形成的轨迹叫做圆锥;以直角梯形的一直角边所在的直线为旋转轴将直角梯形及其内部旋转一周所形成的轨迹叫做圆台.c) 圆柱、圆锥、圆台的性质课后作业:略圆柱、圆锥、圆台和球(二)教学目标:1、理解球面、球体和组合体的基本概念,2、掌握球的截面的性质,3、掌握球面距离的概念.教学重点:球的截面的性质及应用,会求球面上两点之间的距离教学过程:复习引入1、圆柱、圆锥、圆台,它们分别由矩形、直角三角形、直角梯形旋转而成的。
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1.1.6 棱柱、棱锥、棱台和球的表面积
实习作业
1.2.2 空间中的平行关系
本章小结
ห้องสมุดไป่ตู้
第二章 平面解析几何初步
2.1.2 平面直角坐标系中的基本公式
2.2.2 直线方程的几种形式
2.2.4 点到直线的距离
2.3.2 圆的一般方程
2.3.4 圆与圆的位置关系
2.4.2 空间两点的距离公式
阅读与欣赏
笛卡儿
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1.1.6 棱柱、棱锥、棱台和球 的表面积
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1.1.7 柱、锥、台和球的体积
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后记
第一章 立体几何初步
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1.1 空间几何体
1.1.1
构成空间几何体的基本元素
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1.1.2 棱柱、棱锥和棱台的结 构特征
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人教版高一数学必修2(B版)全册 完整课件目录
0002页 0040页 0102页 0185页 0223页 0295页 0343页 0365页 0411页 0460页 0490页 0520页 0548页 0570页 0601页 0603页
第一章 立体几何初步
1.1.2 棱柱、棱锥和棱台的结构特征
1.1.4 投影与直观图
1.1.3 圆柱、圆锥、圆台和球
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1.1.4 投影与直观图
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1.1.5 三视图
人教课标版(B版)高中数学必修2导学案-棱柱、棱锥和棱台的结构特征
1.1.2棱柱、棱锥和棱台的结构特征一.学习要点:棱柱、棱锥和棱台的几何结构特征 二.学习过程: 1.多面体观察·探索·研究:多面体的哪些性质可以作为它的特征性质?多面体的每个面都是多边形.(圆柱、圆锥、球等其他几何体就不具有这种性质.多面体的有关概念:(a ) 多面体:由若干个平面多边形所围成的几何体. (b ) (c ) (d ) (e ) (f)凸多面体:把一个多面体的任意一个面延展为平面,如果 其余的各面都在这个平面的同一侧,则这样的多面体就叫做凸多面体.特别说明:我们所说的多面体,如果没有特别说明,指的都是凸多面体. (g)多面体的分类:按照围成它的面的个数分为四面体、五面体、六面体…… (h)几何体的截面:一个几何体和一个平面相交所得到的平面图形,叫做这个几何体的截面. 2.棱柱观察·探索·研究:棱柱有哪些性质?哪些性质可以作为棱柱的特征性质? (1) 棱柱的特征性质:棱柱有两个面互相平行,而其余每相邻两个面的交线都互相平行. (2)棱柱的有关概念:(a)棱柱:将一个多边形上各点沿着同一方向移动相同的距离所形成的几何体. (b)棱柱的底面:棱柱的两个互相平行的面叫做棱柱的底面. (c)棱柱的侧面:除底面外的各面叫做棱柱的侧面. (d)棱柱的侧棱:两侧面的公共边叫做棱柱的侧棱. (e)棱柱的高:棱柱两底面之间的距离叫做棱柱的高. (3)棱柱的表示法:棱柱ABCDE 11111A B C D E ,或棱柱1AC . (4)棱柱的分类:按底面多边形的边数分类: 三棱柱、四棱柱、五棱柱……按侧棱与底面的位置关系及底面的形状分类: ✦ 斜棱柱:侧棱与底面不垂直的棱柱叫做斜棱柱. ✦ 直棱柱:侧棱与底面垂直的棱柱叫做直棱柱. ✦ 正棱柱:底面是正多边形的直棱柱叫做正棱柱. (5) 特殊的四棱柱:平行六面体:底面是平行四边形的棱柱叫做平行六面体.直平行六面体:侧棱与底面垂直的平行六面体叫做直平行六面体.长方体:底面是矩形的直平行六面体叫做长方体. 正方体:棱长都相等的长方体叫做正方体.3.棱锥(1)棱锥的特征性质:棱锥有一个面是多边形,而其余各面都是有一个公共顶点的三角形. (2) 棱锥的有关概念:(a)棱锥的侧面:棱锥中有公共顶点的各三角形叫做棱锥的侧面. (b)棱锥的顶点:棱锥的各侧面的公共顶点叫做棱锥的顶点. (c)棱锥的侧棱:棱锥的相邻两侧面的公共边叫做棱锥的侧棱. (d)棱锥的底面:多边形叫做棱锥的底面. (e)棱锥的高:顶点到底面的距离叫做棱锥的高. (3)棱锥的表示法:棱锥S ABCDE ,或棱锥S AC . (4)棱锥的分类:(5)按底面多边形的边数分类: 三棱锥、四棱锥、五棱锥……四棱柱 平行六面体直平行六面体长方体正四棱柱正方体(6)正棱锥与非正棱锥:正棱锥:如果棱锥的底面是正多边形,它的顶点又在过底面中心且与底面垂直的直线上,则这个棱锥叫做正棱锥.棱锥的斜高:正棱锥各侧面都是全等的等腰三角形,这些等腰三角形底边上的高都相等,叫做棱锥的斜高.4. 棱台(1)棱台的有关概念:(a) 棱台:棱锥被平行于底面的平面所截,截面和底面间的部分叫做棱台. (b)棱台的底面:原棱锥的底面和截面分别叫做棱台的下底面和上底面. (c)棱台的侧面:棱台中除上、下底面的其他各面叫做棱台的侧面. (d)棱台的侧棱:棱台的相邻两侧面的公共边叫做棱台的侧棱. (e)棱台的高:棱台两底面间的距离叫做棱台的高. (f) (g)(2) 例1 四棱台的高和斜高.课堂练习:1.教材第8、10页练习题2.下列说法正确的是()A.棱柱的侧面都是矩形B.棱柱的侧棱不全相等C.棱柱是有两个面互相平行,其余各面都是四边形的几何体D.棱柱至少有两个面平行3.用一个过正四棱柱底面一边的平面去截正四棱柱,截面的形状是()A.正方形B.矩形C.菱形D.一般平行四边形4.长方体的全面积等于11,所有的棱长之和是24,则这个长方体的对角线长为()A.BC.5D.65.具备下列哪个条件的多面体是棱台()A.两底面是相似多边形的多面体B.侧面是梯形的多面体C.两底面平行的多面体D.两底面平行,侧棱延长后交于一点的多面体6.两个完全相同的长方体的长、宽、高分别为5cm,4cm,3cm,使它们重叠起来组成一个新的长方体,在这些长方体中,最长的对角线的长度是()AB.C.D.7.已知正三棱锥P111A B C的底面边长为2,侧棱长为3.正三棱台ABC111A B C的下底边长为7,把正三棱锥的底面与正三棱台的上底面重叠,恰好能够拼成一个正三棱锥,求棱台和新的三棱锥的侧棱长.PCBAA1B1C1。
人教版B版高中数学必修2:1.1.2 棱柱、棱锥和棱台的结构特征
问题: 斜棱柱、直棱柱和正棱柱 的底面、侧面各有什么特点?
1. 斜棱柱、直棱柱的底面为任意多边形。正棱 柱的底面为正多边形。 2. 斜棱柱的侧面为平行四边形。直棱柱的侧面 为矩 形。正棱柱的各个侧面为全等的矩形。
平 行 六 面 体
直 平 行 六 面 体
长
正
方
方
体
体
练习: 一.判断题。
1.有两个相邻侧面是矩形的棱柱是直棱柱(√(X)) 2.棱柱的侧棱就是棱柱的高 (X) 3.直棱柱 的侧面及经过不相邻的两条侧棱的 截面是矩形 (√)
4.底面是正方形的棱柱是正棱柱 (X) 5.平行六面体是四棱柱 (√) 6.直四棱柱是长方体 (X) 7.各棱长都相等的四棱柱是正方体 (X)
二.填空:
在“”处填写一个使下列推出关系成立
的条件。
(1)
(2)
(3)
斜四棱柱 直四棱柱 直平行六面体
(4)
(5)
长方体 正四棱柱 正方体
棱柱的结构特征
(一) (二)
C B
D
C'
A
B'
D' A'
(1)
(2)
ห้องสมุดไป่ตู้
(3)
(4)
(5)
棱柱的性质
E’
A’
D’
C’
B’
E
D A
B
C
E’
其余各面叫做 棱柱的两侧个面底面 两个的侧距面离的叫做 公共边棱叫柱做的高
A’
· C’
B’ H’
棱柱的侧棱
底
D’ 两个互相 平行的面 叫做棱柱 的底
E
底
A
H·
(1)侧__棱__与__底__面__垂__直 (2)_底__面_为__平__行__四__边__形
《步步高 学案导学设计》2013-2014学年 高中数学 人教B版必修2【配套备课资源】第一章 1.1.2(二)
1.1.2(二)
2.棱台不一定具有的性质为
本 课 时 栏 目 开 关
( C )
A.两底面相似 C.侧棱均相等
B.侧面均为梯形 D.侧棱延长后共点
1.1.2(二)
1.棱锥是当棱柱的一个底面收缩为一个点时形成的空间图 形, 棱台则可以看成是用一个平行于棱锥底面的平面截棱
本 课 时 栏 目 开 关
锥所得到的图形.应注意:若一个几何体是棱台,则其侧 棱延长后必交于同一点, 也就是说若一个几何体的各条侧 棱延长后不交于同一点, 则该几何体一定不是棱台. 掌握 好棱柱、棱锥、棱台的定义和性质,是解决问题的基础和 关键. 2. 棱台是由棱锥截得的, 在处理与棱台有关的问题时要注意 联系棱锥的有关性质, ”还台为锥”是常用的解题方法和 策略.
本 课 时 栏 目 开 关
答
棱锥用表示顶点和底面各顶点的字母或者用表示顶点
和底面的一条对角线端点的字母来表示.如问题 2 中图中 棱锥可表示为棱锥 S-ABCD 或者棱锥 S-AC.
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1.1.2(二)
问题 4 依据棱锥底面多边形的边数如何分类?
答 棱锥按底面是三角形、四边形、五边形……分别叫做 三棱锥、四棱锥、五棱锥……
面之间的部分形成另一个多面体,这样的多面体叫做棱 台.那么棱台有哪些结构特征?
答 有两个面是互相平行的相似多边形,其余各面都是梯 形,每相邻两个梯形的公共腰的延长线共点.
研一研· 问题探究、课堂更高效
1.1.2(二)
问题 2
本 课 时 栏 目 开 关
类比棱柱的说法,棱台的底面、侧面、侧棱、顶点
分别是什么含义?
别指什么? 答 如下图, 棱锥中有公共顶点的各三角形, 叫做棱锥的侧面;
高中数学人教新课标B版必修2--《1.1.2 棱柱、棱锥和棱台的结构特征》 课件(共19张PPT)
上各点都沿着同一个方向移动相同的距离所形成的几何体。
D`
C`
A`
B`
侧 棱
D
A
底
C
高面
侧
B
面
棱柱的性质
• 自主探究1、棱柱上下两个底面关系如何,侧棱之间关系 如何?
• 性质1:棱柱上下两个底面互相平行,侧棱互相平行。 • 自主探究2、棱柱上、下两个底面的形状大小如何?各侧
面的形状如何? • 性质2、棱柱上下两个底面全等,各侧面都是平行四边形。
A.三棱柱
B.四棱柱
C.五棱柱
D.六棱柱
课堂小结
• 多面体的概念 • 棱柱的概念与分类
ห้องสมุดไป่ตู้考题
• 如图所示,在正三棱柱ABC- A1B1C中1 ,AB=3,
• AA1=4,M为AA1 的中点,P是BC上一点,且由点P沿 棱柱侧面经过棱CC1到点M最短路线长为 29 ,设这
条最短路线与CC1的交点为N。求:该三棱柱的侧面
棱柱、五棱柱...... • 按侧棱与底面关系分类: • 侧棱与底面垂直的棱柱叫做直棱柱。 • 侧棱与底面不垂直的棱柱叫做斜棱柱。
• 特殊棱柱 • 底面是正多边形的直棱柱叫做正棱柱。 • 底面是平行四边形的棱柱叫平行六面体。
练习
1、侧棱不垂直于底面且底面为三角形的棱 柱叫做__斜__三__棱__柱___;
2、侧棱垂直于底面且底面为四边形的棱柱 叫做____直__四__棱__柱__;
3、侧棱垂直于底面且底面为正五边形的棱 柱叫做___正__五__棱__柱___。
底面是 平行四边形
侧棱与底面 垂直
四棱柱
平行六面体
直平行六面体
底面是 矩形
长方体
新人教版高中数学必修二第八章立体几何初步精品教案
基本立体图形【第1课时】棱柱、棱锥、棱台的结构特征教学重难点教学目标核心素养棱柱的结构特征理解棱柱的定义,知道棱柱的结构特征,并能识别直观想象棱锥、棱台的结构特征理解棱锥、棱台的定义,知道棱锥、棱台的结构特征,并能识别直观想象应用几何体的平面展开图能将棱柱、棱锥、棱台的表面展开成平面图形直观想象【教学过程】一、问题导入预习教材内容,思考以下问题:1.空间几何体的定义是什么?2.空间几何体分为哪几类?3.常见的多面体有哪些?4.棱柱、棱锥、棱台有哪些结构特征?二、新知探究棱柱的结构特征例1:下列关于棱柱的说法:①所有的面都是平行四边形;②每一个面都不会是三角形;③两底面平行,并且各侧棱也平行;④被平面截成的两部分可以都是棱柱.其中正确说法的序号是__________.【解析】①错误,棱柱的底面不一定是平行四边形;②错误,棱柱的底面可以是三角形;③正确,由棱柱的定义易知;④正确,棱柱可以被平行于底面的平面截成两个棱柱,所以正确说法的序号是③④.【答案】③④[规律方法]棱柱结构特征的辨析技巧(1)扣定义:判定一个几何体是否是棱柱的关键是棱柱的定义.①看“面”,即观察这个多面体是否有两个互相平行的面,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、图片等不吻合,给予排除.棱锥、棱台的结构特征例2:下列关于棱锥、棱台的说法:①用一个平面去截棱锥,底面和截面之间的部分组成的几何体叫棱台;②棱台的侧面一定不会是平行四边形;③棱锥的侧面只能是三角形;④由四个面围成的封闭图形只能是三棱锥;⑤棱锥被平面截成的两部分不可能都是棱锥.其中正确说法的序号是________.【解析】①错误,若平面不与棱锥底面平行,用这个平面去截棱锥,棱锥底面和截面之间的部分不是棱台.②正确,棱台的侧面一定是梯形,而不是平行四边形.③正确,由棱锥的定义知棱锥的侧面只能是三角形.④正确,由四个面围成的封闭图形只能是三棱锥.⑤错误,如图所示四棱锥被平面截成的两部分都是棱锥.所以正确说法的序号为②③④.【答案】②③④[规律方法]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相交于一点空间几何体的平面展开图例3:(1)水平放置的正方体的六个面分别用“前面、后面、上面、下面、左面、右面”表示,如图是一个正方体的平面展开图(图中数字写在正方体的外表面上),若图中的“2”在正方体的上面,则这个正方体的下面是()A.1 B.9C.快D.乐(2)如图是三个几何体的侧面展开图,请问各是什么几何体?【解】(1)选B.由题意,将正方体的展开图还原成正方体,“1”与“乐”相对,“2”与“9”相对,“0”与“快”相对,所以下面是“9”.(2)题图①中,有5个平行四边形,而且还有两个全等的五边形,符合棱柱的特点;题图②中,有5个三角形,且具有共同的顶点,还有一个五边形,符合棱锥的特点;题图③中,有3个梯形,且其腰的延长线交于一点,还有两个相似的三角形,符合棱台的特点,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.[求解策略]多面体展开图问题的解题策略(1)绘制展开图:绘制多面体的平面展开图要结合多面体的几何特征,发挥空间想象能力或者是亲手制作多面体模型.在解题过程中,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,便可得到其平面展开图.(2)由展开图复原几何体:若是给出多面体的平面展开图,来判断是由哪一个多面体展开的,则可把上述过程逆推,同一个几何体的平面展开图可能是不一样的,也就是说,一个多面体可有多个平面展开图.【课堂总结】1.空间几何体的定义及分类(1)定义:如果只考虑物体的形状和大小,而不考虑其他因素,那么由这些物体抽象出来的空间图形就叫做空间几何体.(2)分类:常见的空间几何体有多面体与旋转体两类.2.空间几何体类别定义图示多面体由若干个平面多边形围成的几何体叫做多面体.围成多面体的各个多边形叫做多面体的面;两个面的公共边叫做多面体的棱;棱与棱的公共点叫做多面体的顶点旋转体一条平面曲线(包括直线)绕它所在平面内的这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3.棱柱、棱锥、棱台的结构特征结构特征及分类图形及记法棱柱结构特征(1)有两个面(底面)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…续表结构特征及分类图形及记法棱锥结构特征(1)有一个面(底面)是多边形(2)其余各面(侧面)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……棱台结构特征(1)上下底面互相平行,且是相似图形(2)各侧棱延长线相交于一点(或用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面与截面之间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……[名师点拨](1)棱柱、棱锥、棱台的关系在运动变化的观点下,棱柱、棱锥、棱台之间的关系可以用下图表示出来(以三棱柱、三棱锥、三棱台为例).(2)各种棱柱之间的关系①棱柱的分类棱柱⎩⎨⎧直棱柱⎩⎨⎧正棱柱(底面为正多边形)一般的直棱柱斜棱柱②常见的几种四棱柱之间的转化关系【课堂检测】1.下面的几何体中是棱柱的有( )A .3个B .4个C .5个D .6个解析:选 C.棱柱有三个特征:(1)有两个面相互平行.(2)其余各面是四边形.(3)侧棱相互平行.本题所给几何体中⑥⑦不符合棱柱的三个特征,而①②③④⑤符合,故选C.2.下面图形中,为棱锥的是( )A .①③B .③④C .①②④D .①②解析:选 C.根据棱锥的定义和结构特征可以判断,①②是棱锥,③不是棱锥,④是棱锥.故选C.3.有一个多面体,共有四个面围成,每一个面都是三角形,则这个几何体为( )A .四棱柱B .四棱锥C .三棱柱D .三棱锥解析:选D.根据棱锥的定义可知该几何体是三棱锥.4.一个棱柱有10个顶点,所有的侧棱长的和为60 cm ,则每条侧棱长为__________cm.解析:因为棱柱有10个顶点,所以棱柱为五棱柱,共有五条侧棱,所以侧棱长为605=12(cm ).答案:125.画一个三棱台,再把它分成: (1)一个三棱柱和另一个多面体. (2)三个三棱锥,并用字母表示. 解:画三棱台一定要利用三棱锥.(1)如图①所示,三棱柱是棱柱A ′B ′C ′AB ″C ″,另一个多面体是B ′C ′C ″B ″BC . (2)如图②所示,三个三棱锥分别是A ′ABC ,B ′A ′BC ,C ′A ′B ′C . 第2课时教学重难点教学目标核心素养圆柱、圆锥、圆台、球的概念理解圆柱、圆锥、圆台、球的定义,知道这四种几何体的结构特征,能够识别和区分这些几何体直观想象简单组合体的结构特征了解简单组合体的概念和基本形式直观想象 旋转体中的计算问题会根据旋转体的几何体特直观想象、数学运算征进行相关运算【教学过程】一、问题导入预习教材内容,思考以下问题:1.常见的旋转体有哪些?是怎样形成的?2.这些旋转体有哪些结构特征?它们之间有什么关系?3.这些旋转体的侧面展开图和轴截面分别是什么图形?二、新知探究圆柱、圆锥、圆台、球的概念例1:(1)给出下列说法:①圆柱的底面是圆面;②经过圆柱任意两条母线的截面是一个矩形面;③圆台的任意两条母线的延长线可能相交,也可能不相交;④夹在圆柱的两个截面间的几何体还是一个旋转体.其中说法正确的是________.(2)给出以下说法:①球的半径是球面上任意一点与球心所连线段的长;②球的直径是球面上任意两点间所连线段的长;③用一个平面截一个球,得到的截面可以是一个正方形;④过圆柱轴的平面截圆柱所得截面形状是矩形.其中正确说法的序号是________.【解析】(1)①正确,圆柱的底面是圆面;②正确,如图所示,经过圆柱任意两条母线的截面是一个矩形面;③不正确,圆台的母线延长相交于一点;④不正确,圆柱夹在两个平行于底面的截面间的几何体才是旋转体.(2)根据球的定义知,①正确;②不正确,因为球的直径必过球心;③不正确,因为球的任何截面都是圆面;④正确.【答案】(1)①②(2)①④[规律方法](1)判断简单旋转体结构特征的方法①明确由哪个平面图形旋转而成;②明确旋转轴是哪条直线.(2)简单旋转体的轴截面及其应用①简单旋转体的轴截面中有底面半径、母线、高等体现简单旋转体结构特征的关键量;②在轴截面中解决简单旋转体问题体现了化空间图形为平面图形的转化思想.简单组合体的结构特征例2:如图所示的几何体是由下面哪一个平面图形旋转而形成的()【解析】该几何体自上而下由圆锥、圆台、圆台、圆柱组合而成,故应选A.【答案】A[变条件、变问法]若将本例选项B中的平面图形旋转一周,试说出它形成的几何体的结构特征.解:①是直角三角形,旋转后形成圆锥;②是直角梯形,旋转后形成圆台;③是矩形,旋转后形成圆柱,所以旋转后形成的几何体如图所示.通过观察可知,该几何体是由一个圆锥、一个圆台和一个圆柱自上而下拼接而成的.[求解策略]不规则平面图形旋转形成几何体的结构特征的分析策略(1)分割:首先要对原平面图形适当分割,一般分割成矩形、梯形、三角形或圆(半圆或四分之一圆)等基本图形.(2)定形:然后结合圆柱、圆锥、圆台、球的形成过程进行分析.旋转体中的计算问题例3:如图所示,用一个平行于圆锥SO底面的平面截这个圆锥,截得圆台上、下底面的面积之比为1∶16,截去的圆锥的母线长是3cm,求圆台O′O的母线长.【解】设圆台的母线长为l cm,由截得的圆台上、下底面面积之比为1∶16,可设截得的圆台的上、下底面的半径分别为r cm,4r cm.过轴SO作截面,如图所示,则△SO′A′∽△SOA,SA′=3 cm.所以SA′SA=O′A′OA,所以33+l=r4r=14.解得l=9,即圆台O′O的母线长为9 cm.[规律方法]解决旋转体中计算问题的方法用平行于底面的平面去截柱、锥、台等几何体,注意抓住截面的性质(与底面全等或相似),同时结合旋转体中的轴截面(经过旋转轴的截面)的几何性质,利用相似三角形中的相似比,列出相关几何变量的方程(组)而解得.[注意]在研究与截面有关的问题时,要注意截面与物体的相对位置的变化.由于相对位置的改变,截面的形状也会随之发生变化.【课堂总结】1.圆柱、圆锥、圆台和球的结构特征(1)圆柱的结构特征定义以矩形的一边所在直线为旋转轴,其余三边旋转一周形成的面所围成的旋转体图示及相关概念轴:旋转轴叫做圆柱的轴底面:垂直于轴的边旋转而成的圆面侧面:平行于轴的边旋转而成的曲面母线:无论旋转到什么位置,平行于轴的边柱体:圆柱和棱柱统称为柱体(2)圆锥的结构特征定义以直角三角形的一条直角边所在直线为旋转轴,其余两边旋转一周形成的面所围成的旋转体图示及相关概念轴:旋转轴叫做圆锥的轴底面:垂直于轴的边旋转而成的圆面侧面:直角三角形的斜边旋转而成的曲面母线:无论旋转到什么位置,不垂直于轴的边锥体:圆锥和棱锥统称为锥体(3)圆台的结构特征定义用平行于圆锥底面的平面去截圆锥,底面与截面之间的部分图示及相关概念轴:圆锥的轴底面:圆锥的底面和截面侧面:圆锥的侧面在底面和截面之间的部分母线:圆锥的母线在底面与截面之间的部分台体:圆台和棱台统称为台体(4)球的结构特征定义以半圆的直径所在直线为旋转轴,旋转一周形成的曲面叫做球面,球面所围成的旋转体叫做球体,简称球图示及相关概念球心:半圆的圆心半径:半圆的半径直径:半圆的直径[名师点拨](1)球心和截面圆心的连线垂直于截面.(2)球心到截面的距离d与球的半径R及截面圆的半径r有如下关系:r =R2-d2.2.简单组合体(1)概念由简单几何体组合而成的几何体叫做简单组合体.(2)两种构成形式①由简单几何体拼接而成;②由简单几何体截去或挖去一部分而成.【课堂检测】1.如图所示的图形中有()A.圆柱、圆锥、圆台和球B.圆柱、球和圆锥C.球、圆柱和圆台D.棱柱、棱锥、圆锥和球解析:选B.根据题中图形可知,(1)是球,(2)是圆柱,(3)是圆锥,(4)不是圆台,故应选B.2.用一个平面去截一个几何体,得到的截面是圆面,则这个几何体不可能是()A.圆锥B.圆柱C.球D.棱柱答案:D3.下列说法中正确的是________.①连接圆柱上、下底面圆周上两点的线段是圆柱的母线;②圆锥截去一个小圆锥后剩余部分是圆台;③通过圆台侧面上一点,有无数条母线.解析:①错误,连接圆柱上、下底面圆周上两点的线段不一定与圆柱的轴平行,所以①不正确.③错误,通过圆台侧面上一点,只有一条母线.答案:②4.一个圆锥的母线长为20 cm,母线与轴的夹角为30°,则圆锥的高h为________cm.解析:h=20cos 30°=20×32=103(cm).答案:10 35.如图所示,将等腰梯形ABCD绕其底边所在直线旋转一周,可得到怎样的空间几何体?该几何体有什么特点?解:若将等腰梯形ABCD绕其下底BC所在的直线旋转一周,所得几何体可以看作是以AD为母线,BC所在的直线为轴的圆柱和两个分别以AB,CD为母线的圆锥组成的几何体,如图(1)所示.若将等腰梯形ABCD绕其上底AD所在的直线旋转一周,所得几何体可以看作是以BC为母线,AD所在的直线为轴的圆柱中两底分别挖去以AB,CD为母线的两个圆锥得到的几何体,如图(2)所示.简单几何体的表面积与体积【第一课时】【教学目标】1.了解柱体、锥体、台体的侧面展开图,掌握柱体、柱、锥、台的体积2.能利用柱体、锥体、台体的体积公式求体积,理解柱体、锥体、台体的体积之间的关系【教学重难点】1.柱、锥、台的表面积2.锥体、台体的表面积的求法【教学过程】一、问题导入预习教材内容,思考以下问题:1.棱柱、棱锥、棱台的表面积如何计算?2.圆柱、圆锥、圆台的侧面展开图分别是什么?3.圆柱、圆锥、圆台的侧面积公式是什么?4.柱体、锥体、台体的体积公式分别是什么?5.圆柱、圆锥、圆台的侧面积公式、体积公式之间分别有怎样的关系?二、新知探究柱、锥、台的表面积例1:(1)若圆锥的正视图是正三角形,则它的侧面积是底面积的()A.2倍B.3 倍C.2 倍D.5 倍(2)已知正方体的8 个顶点中,有 4 个为侧面是等边三角形的三棱锥的顶点,则这个三棱锥与正方体的表面积之比为()A.1∶ 2B.1∶ 3C.2∶ 2D.3∶ 6(3)已知某圆台的一个底面周长是另一个底面周长的 3 倍,母线长为 3 ,圆台的侧面积为84π,则该圆台较小底面的半径为()A.7B.6C.5D.3【解析】(1)设圆锥的底面半径为r,母线长为l,则由题意可知,l=2r,于是S侧=πr·2r=2πr2,S底=πr2,可知选 C.(2)棱锥B′ACD′为适合条件的棱锥,四个面为全等的等边三角形,设正方体的棱长为1,则B′C=2,S△B′AC=3 2.三棱锥的表面积S锥=4×32=23,又正方体的表面积S正=6.因此S锥∶S正=23∶6=1∶ 3.(3)设圆台较小底面的半径为r,则另一底面的半径为3r.由S侧=3π(r +3r)=84π,解得r=7.【答案】(1)C(2)B(3)A[规律方法]空间几何体表面积的求法技巧(1)多面体的表面积是各个面的面积之和.(2)组合体的表面积应注意重合部分的处理.(3)圆柱、圆锥、圆台的侧面是曲面,计算侧面积时需要将这个曲面展开为平面图形计算,而表面积是侧面积与底面圆的面积之和.柱、锥、台的体积例2:如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a,过顶点B,D,A1截下一个三棱锥.(1)求剩余部分的体积;(2)求三棱锥A-A1BD的体积及高.【解】(1)V三棱锥A1-ABD=13S△ABD·A1A=13×1 2·AB·AD·A1A=16a3.故剩余部分的体积V=V正方体-V三棱锥A1-ABD=a3-16a3=56a3.(2)V三棱锥A-A1BD=V三棱锥A1-ABD=16a 3.设三棱锥A-A1BD的高为h,则V三棱锥A-A1BD=13·S△A1BD·h=13×12×32(2a)2h=36a2h,故36a2h=16a3,解得h=3 3a.[规律方法]求几何体体积的常用方法(1)公式法:直接代入公式求解.(2)等积法:例如四面体的任何一个面都可以作为底面,只需选用底面积和高都易求的形式即可.(3)补体法:将几何体补成易求解的几何体,如棱锥补成棱柱,棱台补成棱锥等.(4)分割法:将几何体分割成易求解的几部分,分别求体积.[提醒]求几何体的体积时,要注意利用好几何体的轴截面(尤其为圆柱、圆锥时),准确求出几何体的高和底面积.组合体的表面积和体积例3:如图在底面半径为2,母线长为 4 的圆锥中内接一个高为3的圆柱,求圆柱的表面积.【解】设圆锥的底面半径为R,圆柱的底面半径为r,表面积为S.则R=OC=2,AC=4,AO=42-22=2 3.如图所示,易知△AEB∽△AOC,所以AEAO=EBOC,即323=r2,所以r=1,S底=2πr2=2π,S侧=2πr·h=23π.所以S=S底+S侧=2π+23π=(2+23)π.1.[变问法]本例中的条件不变,求圆柱的体积与圆锥的体积之比.解:由例题解析可知:圆柱的底面半径为r=1,高h=3,所以圆柱的体积 V 1=πr 2h =π×12×3=3π.圆锥的体积 V 2=13π×22×23=833π.所以圆柱与圆锥的体积比为 3∶8.2.[变问法]本例中的条件不变,求图中圆台的表面积与体积.解:由例题解析可知:圆台的上底面半径 r =1,下底面半径 R =2,高 h =3,母线 l =2,所以圆台的表面积 S =π(r 2+R 2+r ·l +Rl )=π(12+22+1×2+2×2)=11π.圆台的体积 V =13π(r 2+rR +R 2)h =13π(12+2+22)×3=733π. 3.[变条件、变问法]本例中的“高为3”改为“高为 h ”,试求圆柱侧面积的最大值.解:设圆锥的底面半径为 R ,圆柱的底面半径为 r , 则 R =OC =2,AC =4, AO =42-22=2 3.如图所示易知△AEB ∽△AOC ,所以AE AO =EB OC ,即23-h 23=r 2,所以 h =23-3r ,S 圆柱侧=2πrh =2πr (23-3r ) =-23πr 2+43πr ,所以当 r =1,h =3时,圆柱的侧面积最大,其最大值为 23π. [规律方法]求组合体的表面积与体积的步骤(1)分析结构特征:弄清组合体的组成形式,找准有关简单几何体的关键量.(2)设计计算方法:根据组成形式,设计计算方法,特别要注意“拼接面”面积的处理,利用“切割”“补形”的方法求体积.(3)计算求值:根据设计的计算方法求值.【课堂总结】1.棱柱、棱锥、棱台的表面积多面体的表面积就是围成多面体各个面的面积的和.棱柱、棱锥、棱台的表面积就是围成它们的各个面的面积的和.2.棱柱、棱锥、棱台的体积(1)V 棱柱=Sh ;(2)V 棱锥=13Sh ;V 棱台=13h (S ′+SS ′+S ),其中S ′,S 分别是棱台的上、下底面面积,h 为棱台的高.3.圆柱、圆锥、圆台的表面积和体积 名称图形公式圆柱底面积:S 底=πr 2侧面积:S 侧=2πrl 表面积:S =2πrl +2πr 2 体积:V =πr 2l 圆锥底面积:S 底=πr 2 侧面积:S 侧=πrl表面积:S =πrl +πr 2体积:V =13πr 2h 圆台上底面面积:S 上底=πr ′2 下底面面积:S 下底=πr 2 侧面积:S 侧=πl (r +r ′)表面积:S =π(r ′2+r 2+r ′l +rl ) 体积:V =13πh (r ′2+r ′r +r 2)[名师点拨]1.柱体、锥体、台体的体积(1)柱体:柱体的底面面积为S ,高为h ,则V =Sh .(2)锥体:锥体的底面面积为S ,高为h ,则V =13Sh .(3)台体:台体的上、下底面面积分别为S ′、S ,高为h ,则V =13()S ′+SS ′+S h .2.圆柱、圆锥、圆台的侧面积公式之间的关系S 圆柱侧=2πrl ――→r ′=r S 圆台侧=π(r ′+r )l ――→r ′=0S 圆锥侧=πrl . 3.柱体、锥体、台体的体积公式之间的关系V 柱体=Sh ――→S ′=S V 台体=13(S ′+S ′S +S )h ――→S ′=0V 锥体=13Sh .【课堂检测】1.已知某长方体同一顶点上的三条棱长分别为1,2,3,则该长方体的表面积为( )A .22B .20C .10D .11解析:选A.所求长方体的表面积S =2×(1×2)+2×(1×3)+2×(2×3)=22.2.正三棱锥的高为3,侧棱长为23,则这个正三棱锥的体积为( ) A.274 B.94 C.2734 D.934解析:选D.由题意可得底面正三角形的边长为3,所以V =13×34×32×3=934.故选D.3.已知圆台的上、下底面的面积之比为9∶25,那么它的中截面截得的上、下两台体的侧面积之比是________.解析:圆台的上、下底面半径之比为3∶5,设上、下底面半径为3x ,5x ,则中截面半径为4x ,设上台体的母线长为l ,则下台体的母线长也为l ,上台体侧面积S 1=π(3x +4x )l =7πxl ,下台体侧面积S 2=π(4x +5x )l =9πxl ,所以S 1∶S 2=7∶9.答案:7∶9 4.如图,三棱台ABC A 1B 1C 1中,AB ∶A 1B 1=1∶2,求三棱锥A 1ABC ,三棱锥B A 1B 1C ,三棱锥CA 1B 1C 1的体积之比.解:设棱台的高为h ,S △ABC =S ,则S △A 1B 1C 1=4S .所以VA 1ABC =13S △ABC ·h =13Sh ,VC A 1B 1C 1=13S △A 1B 1C 1·h =43Sh .又V 台=13h (S +4S +2S )=73Sh , 所以VB A 1B 1C =V 台-VA 1ABC -VC A 1B 1C 1=73Sh -Sh 3-4Sh 3=23Sh , 所以体积比为1∶2∶4.【第二课时】【教学目标】1.记准球的表面积和体积公式,会计算球的表面积和体积2.能解决与球有关的组合体的计算问题【教学重难点】1.球的表面积与体积2.与球有关的组合体【教学过程】一、问题导入预习教材内容,思考以下问题:1.球的表面积公式是什么?2.球的体积公式什么?二、新知探究球的表面积与体积例1:(1)已知球的体积是32π3,则此球的表面积是()A.12πB.16πC.16π3 D.64π3(2)如图,某几何体的三视图是三个半径相等的圆及每个圆中两条互相垂直的半径,若该几何体的体积是28π3,则它的表面积是()A.17π B.18πC.20π D.28π【解析】(1)设球的半径为R,则由已知得V=43πR3=32π3,解得R=2.所以球的表面积S=4πR2=16π.(2)由三视图可得此几何体为一个球切割掉18后剩下的几何体,设球的半径为r,故78×43πr3=283π,所以r=2,表面积S=78×4πr2+34πr2=17π,选A.【答案】(1)B(2)A[归纳反思]球的体积与表面积的求法及注意事项(1)要求球的体积或表面积,必须知道半径R或者通过条件能求出半径R,然后代入体积或表面积公式求解.(2)半径和球心是球的最关键要素,把握住了这两点,计算球的表面积或体积的相关题目也就易如反掌了.球的截面问题例2:如图,有一个水平放置的透明无盖的正方体容器,容器高8 cm,将一个球放在容器口,再向容器内注水,当球面恰好接触水面时测得水深为6 cm,如果不计容器厚度,则球的体积为()A.500π3cm3 B.866π3cm3C.1 372π3cm3 D.2 048π3cm3【解析】如图,作出球的一个截面,则MC=8-6=2(cm),BM=12AB=12×8=4(cm).设球的半径为R cm,则R2=OM2+MB2=(R-2)2+42,所以R=5,所以V球=43π×53=5003π (cm3).【答案】A[规律方法]球的截面问题的解题技巧(1)有关球的截面问题,常画出过球心的截面圆,将问题转化为平面中圆的问题.(2)解题时要注意借助球半径R ,截面圆半径r ,球心到截面的距离d 构成的直角三角形,即R 2=d 2+r 2.与球有关的切、接问题 角度一球的外切正方体问题例3:将棱长为 2 的正方体木块削成一个体积最大的球,则该球的体积为( )A.4π3B.2π3C.3π2D.π6【解析】由题意知,此球是正方体的内切球,根据其几何特征知,此球的直径与正方体的棱长是相等的,故可得球的直径为 2,故半径为 1,其体积是43×π×13=4π3.【答案】A角度二球的内接长方体问题例4:一个长方体的各个顶点均在同一球的球面上,且一个顶点上的三条棱的长分别为 1,2,3,则此球的表面积为________.【解析】长方体外接球直径长等于长方体体对角线长,即 2R =12+22+32=14,所以球的表面积 S =4πR 2=14π. 【答案】14π角度三球的内接正四面体问题例5:若棱长为 a 的正四面体的各个顶点都在半径为 R 的球面上,求球的表面积.【解】把正四面体放在正方体中,设正方体棱长为 x ,则 a =2x ,由题意 2R=3x =3×2a 2=62a ,所以 S 球=4πR 2=32πa 2.角度四球的内接圆锥问题例6:球的一个内接圆锥满足:球心到该圆锥底面的距离是球半径的一半,则该圆锥的体积和此球体积的比值为________.【解析】①当圆锥顶点与底面在球心两侧时,如图所示,设球半径为 r ,则球心到该圆锥底面的距离是r 2,于是圆锥的底面半径为 r 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫r 22=3r 2,高为3r 2.该圆锥的体积为 13×π×⎝⎛⎭⎪⎫3r 22×3r 2=38πr 3,球体积为43πr 3,所以该圆锥的体积和此球体积的比值为38πr 343πr 3=932.②同理,当圆锥顶点与底面在球心同侧时,该圆锥的体积和此球体积的比值为332.【答案】932或332角度五球的内接直棱柱问题例7:设三棱柱的侧棱垂直于底面,所有棱的长都为 a ,顶点都在一个球面上,则该球的表面积为( )A .πa 2 B.73πa 2 C.113πa 2D .5πa 2【解析】由题意知,该三棱柱为正三棱柱,且侧棱与底面边长相等,均为 a .如图,P 为三棱柱上底面的中心,O 为球心,易知 AP =23×32a =33a ,OP =12a ,所以球的半径 R = OA 满足R 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫33a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 2=712a 2,故 S 球=4πR 2=73πa 2. 【答案】B [规律方法](1)正方体的内切球球与正方体的六个面都相切,称球为正方体的内切球,此时球的半径为 r 1=a2,过在一个平面上的四个切点作截面如图(1).(2)长方体的外接球长方体的八个顶点都在球面上,称球为长方体的外接球,根据球的定义可知,。
教学设计8:§1.1 第1课时 棱柱、棱锥、棱台的结构特征
§1.1第1课时棱柱、棱锥、棱台的结构特征【课标要求】1.通过对实物模型的观察,归纳认知简单多面体——棱柱、棱锥、棱台的结构特征.2.能运用棱柱、棱锥、棱台的结构特征解决简单多面体的有关计算.【核心扫描】1.在观察认知棱柱、棱锥、棱台的结构特征过程中培养抽象概括能力和空间想象能力.(重点)2.通过棱柱、棱锥、棱台结构特征的应用提高分析解决问题的能力,增强应用意识.(难点)新知导学1.空间几何体、多面体的概念(1)空间几何体如果只考虑物体的形状和大小,而不考虑其他因素,那么由这些物体抽象出来的空间图形叫做空间几何体.(2)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.围成多面体的各个多边形叫做多面体的面;相邻两个面的公共边叫做多面体的棱;棱与棱的公共点叫做多面体的顶点.温馨提示:(1)按多面体是否在任一面的同侧关系分,可分为凸多面体(把一个多面体的任意一个面延展为平面,如果其余的各面都在这个平面的同一侧)和凹多面体.我们所研究的多面体若不特别说明,都是指凸多面体.(2)多面体按围成它的面的个数分,可分为四面体、五面体、六面体……2.简单的多面体——棱柱、棱锥、棱台多面体结构特征图形表示法棱柱有两个面互相平行,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,由这些面所围成的多面体叫做棱柱.棱柱中,两个互相平行的面叫做棱柱的底面,简称底;其余各面叫做棱柱的侧面;相邻的侧面的公共边叫做棱柱的侧棱;侧面与底面的公共顶点叫如上、下底面分别是四边形A′B′C′D′、四边形ABCD的四棱柱,可记为棱柱ABCD-A′B′C′D′做棱柱的顶点棱锥有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的多面体叫做棱锥.这个多边形面叫做棱锥的底面或底;有公共顶点的各个三角形面叫做棱锥的侧面;各侧面的公共顶点叫做棱锥的顶点;相邻侧面的公共边叫做棱锥的侧棱如图所示,该棱锥可表示为棱锥S-ABCD棱台用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面和截面之间的部分叫做棱台.原棱锥的底面和截面分别叫做棱台的下底面和上底面如上、下底面分别是四边形A′B′C′D′、四边形ABCD的四棱台,可记为棱台ABCD-A′B′C′D′温馨提示:棱柱、棱锥、棱台的形状虽然不同,但它们可以互相转化:当台体的上、下底全等时,棱台转化为棱柱,当棱台的上底面收缩为一点时,棱台转化为棱锥,即:因此,棱柱与棱锥都是棱台的特例.互动探究探究点1 面数最少的多面体有几个面?提示面数最少的多面体是四面体(三棱锥),有4个面.探究点2 (1)有一个面是多边形,其余各面都是平行四边形的几何体一定是棱柱吗?(2)有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体一定是棱锥吗?提示(1)不一定.如图所示(1)的几何体就不是棱柱.图(1)图(2)(2)不一定.如图(2)所示的几何体就不是棱锥.探究点3 (1)棱台的上下底面一定平行且相似吗?棱台的一个侧面可为平行四边形吗?(2)有两个面平行且相似,其余各面都是梯形的几何体一定是棱台吗?提示(1)棱台的上下底面一定平行且相似;棱台的一个侧面不能为平行四边形,否则侧棱延长后不能相交于一点.(2)不一定.当两个面平行且相似,对应边成比例;其余各面都是梯形才是棱台如图(1);当两个面平行且相似,对应边不成比例,其余各面都是梯形,也不是棱台如图(2).类型一棱柱、棱锥、棱台的结构特征【例1】下列三个命题中,正确的有().①棱柱中互相平行的两个面叫做棱柱的底面;②各个面都是三角形的几何体是三棱锥;③有两个面互相平行,其余四个面都是等腰梯形的六面体是棱台;④五棱台的各侧棱的延长线可能无法交于一点.A.0个B.1个C.2个D.3个[思路探索]根据棱柱、棱锥、棱台的结构特征判断.【解析】①错误.底面为正六边形的棱柱相对的两个侧面互相平行,但不能作为底面.②错误.如图所示的几何体各面均为三角形,但不是棱锥.③错误.因为不能保证侧棱相交于同一点(如探究3中的图形).④错误.棱台的侧棱延长后一定相交于同一点.【答案】A[规律方法]解决这类问题,关键在于准确把握简单多面体的结构特征,也就是以概念的本质内涵为依据,以具体实物和图形为模型来进行判定.【活学活用1】判断下列说法是否正确.(1)三棱柱有6个顶点,(2)三棱锥有4个顶点;(3)用一个平面去截棱锥,棱锥底面和截面之间的部分是棱台;(4)如果棱柱有一个侧面是矩形,则其余各侧面也都是矩形.解(1)正确.符合棱柱顶点的定义.(2)不正确.对于一个三棱锥,只能一个顶点,一个底面.(3)不正确.因为截面不一定与底面平行.(4)不正确.如果棱柱有一个侧面是矩形,只能保证侧棱垂直于该侧面的底边,其余侧面的侧棱与相应底边不一定垂直,因此其余侧面不一定是矩形.类型二空间几何体的平面展开图【例2】如图是三个几何体的侧面展开图,请问各是什么几何体?[思路探索] 可动手做一模型解决问题.解①五棱柱;②五棱锥;③三棱台.如图所示.[规律方法]立体图形的展开或平面图形的折叠是培养空间想象能力的好方法,解此类问题可以结合常见几何体的定义与结构特征,进行空间想象,或亲自动手制作平面展开图进行实践.【活学活用2】如图所示,不是正四面体(各棱长都相等的三棱锥)的展开图的是().A.①③B.②④C.③④D.①②【解析】可选择阴影三角形作为底面进行折叠,发现①②可折成正四面体,③④不论选哪一个三角形作底面折叠都不能折成正四面体.【答案】C类型三多面体的有关计算【例3】若三棱锥的底面为正三角形,侧面为等腰三角形,侧棱长为2,底面周长为9,求棱锥的高(过顶点向底面作垂线,顶点与垂足的距离).[思路探索] 求出底面正三角形的中心到三角形顶点的距离,再利用它与棱锥的高、侧棱构成的直角三角形解决.解底面正三角形中,边长为3,高为3×sin 60°=332,中心到顶点距离为332×23=3,则棱锥的高为22-(3)2=1.[规律方法](1)要把侧面的高与几何体的高分开,不能混为一谈.(2)注意结合条件,构造直角三角形来解决问题.而对于棱台的有关计算常恢复到棱锥并借助相似比来解决.【活学活用3】 一个棱台的上、下底面积之比为4∶9,若棱台的高是4 cm ,求截得这个棱台的棱锥的高.解 如图所示,将棱台还原为棱锥,设PO 是原棱锥的高,O 1O 是棱台的高,∵棱台的上、下底面积之比为4∶9,∴它们的底面对应边之比A 1B 1∶AB =2∶3,∴P A 1∶P A =2∶3.由于A 1O 1∥AO ,∴P A 1P A =PO 1PO, 即PO -O 1O PO =PO -4PO =23. ∴PO =12 (cm),即原棱锥的高是12 cm.方法技巧 多面体表面距离最短问题表面距离最短问题,一般方法是展成平面图形,利用两点间距离最短来解决.【示例】 如图(1)所示,在侧棱长为23的正棱锥V ABC 中(底面为正三角形,过顶点与底面垂直的直线过底面的中心),∠AVB =∠BVC =∠CVA =40°,过A 作截面△AEF ,求截面△AEF 周长的最小值.[思路分析] 把正三棱锥的侧面展开成平面图形,当△AEF 的各边在同一直线上时,其周长最小.解 将三棱锥沿侧棱VA 剪开,并将其侧面展开平铺在一个平面上,如图(2)所示, 线段 AA 1的长为所求△AEF 周长的最小值,取AA 1的中点D ,则VD ⊥AA 1,∠AVD =60°,可求AD =3,则AA 1=6.[题后反思] 有关几何体的距离的最值问题有两类基本方法:(1)函数思想:设出变量,把所求距离写出关于变量的函数表达式,再利用函数方法求最值.(2)转化思想:通过表面 展开,转化为平面问题变曲为直,利用几何性质求解.课堂小结1.在理解的基础上,要牢记棱柱、棱锥、棱台的含义,能够根据定义判断几何体的形状.2.对几何体定义的理解要准确,另外,要想真正把握几何体的结构特征,必须多角度、全面地分析,多观察实物,提高空间想象能力.课堂达标1.三棱锥的四个面中可以作为底面的有().A.1个B.2个C.3个D.4个【解析】由于三棱锥的每一个面均可作为底面,应选D.【答案】D2.棱台不具备的性质是().A.两底面相似B.侧面都是梯形C.侧棱都相等D.侧棱延长后都交于一点【解析】用棱台的定义去判断.【答案】C3.不在棱柱同一个平面上的两个顶点的连线叫做棱柱的体对角线,则长方体共有________条体对角线.【解析】通过观察实物(如粉笔盒)可知长方体有4条对角线.【答案】44.纸制的正方体的六个面根据其方位分别标记为上、下、东、南、西、北,现在沿该正方体的一些棱将正方体剪开,外面朝上展平,得到如图的平面图形,则标“△”的面的方位是________.【解析】如图所示的正方体ABCDA1B1C1D1,沿棱DD1,D1C1,C1C剪开,使正方形DCC1D1向北方向展开;沿棱AA1,A1B1,B1D剪开,使正方形ABB1A1向南方向展开,然后将正方体沿BC剪开并展开,则标“△”的面的方位是北.【答案】北5.如图,在边长为2a的正方形ABCD中,E,F分别为AB,BC的中点,沿图中虚线将3个三角形折起,使点A、B、C重合,重合后记为点P.问:(1)折起后形成的几何体是什么几何体?(2)这个几何体共有几个面,每个面的三角形有何特点(3)每个面的三角形面积为多少?解(1)如图,折起后的几何体是三棱锥.(2)这个几何体共有4个面,其中△DEF为等腰三角形,△PEF为等腰直角三角形,△DPE 和△DPF均为直角三角形.(3)S△PEF=12a2,S△DPF=S△DPE=12×2a×a=a2,S△DEF=3 2a2.。
人教高中数学B版必修2 棱柱、棱锥和棱台的结构特征 精讲精析
1·1·2棱柱、棱锥和棱台的结构特征(1)多面体的概念多面体的定义:由若干个平面多边形围成的空间图形叫做多面体.围成多面体的各个多边形叫做多面体的面,两个面的公共边叫做多面体的棱,棱和棱的公共点叫做多面体的顶点,连结不在同一面上的两个顶点的线段叫做多面体的对角线.把多面体的任一个平面伸展成平面,如果其余的面都位于这个平面的同一侧,这样的多面体叫做凸多面体.一个多面体至少四个面.多面体按照它的面数分别叫做四面体.五面体.六面体等.(2)棱柱的概念大家注意到上面几个图所表示的几何体均由一些面围成,而面与面之间有交线,因此我们可以从“面”和“线”两个角度去找它们的特点,先观察第一个图形.首先看面:从面和面的关系及面的形状得出结论:有两个面互相平行,其余各面为四边形.再看线:从线与线之间的关系得出结论:每相邻两个四边形的公共边都互相平行.①棱柱的定义如果一个多面体有两个面互相平行,而其余每相邻两个面的交线互相平行,这样的多面体叫做棱柱,两个互相平行的面叫做棱柱的底面,简称底;其余各面叫做棱柱的侧面;两侧面的公共边叫做棱柱的侧棱;两个底面所在平面的公垂线段,叫做棱柱的高(公垂线段的长度也简称高).②棱柱的表示法棱柱的表示方法有两种,一种用底面各顶点的字母表示,如右图中的棱柱可表示为棱柱A1B1C1D1—ABCD,或者用表示一条对角线的两个端点的字母表示,如右图中的棱柱也可表示为棱柱D1B(强调一定要冠以“棱柱”两字).③棱柱的分类a.棱柱根据侧棱和底面的关系分为两种:一种当侧棱与底面不垂直时,称为斜棱柱;另一种当侧棱与底面垂直时,称为直棱柱.直棱柱的面若为正多边形则称为正棱柱.b.棱柱的底面可以是三角形.四边形.五边形……我们把这样的棱柱分别叫做三棱柱.四棱柱.五棱柱…….④棱柱的性质a.棱柱的各个侧面都是平行四边形,所有的侧棱都相等;直棱柱的各个侧面都是矩形;正棱柱的各个侧面都是全等的矩形.b.棱柱的两个底面与平行于底面的截面是对应边互相平行的全等多边形.c.过棱柱不相邻的两条侧棱的截面都是平行四边形.(3)棱锥的概念想一想,下图中的几何体有哪些共同的几何特征?归纳:(1)有一个面是多边形.(2)其余各面是有一个公共顶点的三角形.另外,要掌握棱锥的底面、侧面、棱、侧棱、顶点、高和对角面等概念,掌握棱锥的简单分类.有一种特殊的棱锥,叫做正棱锥.它的特征是:底面是正多边形,并且顶点在底面上的射影是底面的中心.学好正棱锥,关键是掌握它的特征,特别是如图所示的两个直角三角形:由正棱锥的高、棱、底面正多边形外接圆半径构成的直角三角形和由正棱锥的高.斜高.底面三角形内切圆半径构成的直角三角形.这是我们在棱锥中经常研究的东西.(4)棱台的概念如果一个棱锥被一个平行于底面的平面所截,截面与底面间的部分我们称之为棱台.根据棱台的形成,我们就有了判断一个几何体是否是棱台的简单方法:延长棱台的所有的侧棱,如果它们能交于一点,就可以认定这是个棱台,这个方法叫做“还台为锥”.另外,要掌握棱台的底面.侧面.棱.侧棱.顶点.高和对角面等概念,掌握棱台的简单分类.也有一种特殊的棱台,叫做正棱台.它的特征是:上下两底面是两个相似的正多边形,并且两底面的中心的连线与两底面垂直.学好正棱台,关键是掌握它的特征,特别是如图所示的两个直角梯形:由正棱台的高.棱.两底面正多边形外接圆半径构成的直角梯形(浅紫色的梯形)和由正棱台的高.斜高.两底面正多边形的内切圆半径构成的直角梯形(浅蓝色的梯形).这是我们在棱台中经常研究的东西.1.已知正三棱柱ABC-A1B1C1的各棱长都为1,M是底面上BC的中点,N是侧棱CC1上的点,且CN=CC1/4,求证:AB1⊥MN.【解析】解法二:以A 为原点,建立空间直角坐标系如图所示A -xyz 则由已知条件和正三棱柱的性质,得A(0,0,0),B 1(1,0,1), B(1,0,0),)41,23,21(),0,43,43(),0,23,21(N M C ∴ 041041),41,43,41(),1,0,1(11=++-=⋅∴-==∴AB AB∴AB 1⊥MN.变:已知正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AB 1⊥CA 1, 求证:BC 1⊥CA 1. 解:设,,,1AA ===则BC CA AB +-=-=+=111,,由已知条件和正三棱柱的性质,得,0|,|||=⋅=⋅=c b c a b a∵AB 1⊥CA 1,即0)()(,011=-⋅+∴=⋅CA AB即2||21,0b b a c c b c c c b a c a =⋅=⋅=⋅-⋅+⋅-⋅0||21||||21)()(22211=+-=⋅-⋅+⋅-⋅+⋅-⋅=-⋅+-=⋅∴b c a b b b c c c a c b b c c a b CA BC∴BC 1⊥CA 1.2.如图所示,正四棱台AC ′的高是17cm ,两底面的边长分别是4cm 和16cm ,求这个棱台的侧棱长和斜高.【解析】设棱台两底面的中心分别是O ′和O ,B ′C ′.BC 的中点分别是E ′.E ,连结O ′O 、E ′E 、O ′B ′、OB 、O ′E ′、OE ,则OBB ′O ′、OEE ′O ′都是直角梯形. 在正方形ABCD 中,BC =16cm ,则OB=cm,OE =8cm在正方形A ′B ′C ′D ′中,B ′C ′=4cm ,则O ′B ′=cm ,O ′E ′=2cm. 在直角梯形O ′OBB ′中,在直角梯形O ′OEE ′中,所以,这个棱台的侧棱长为19cm ,斜高为.点评:解决正棱台的相关问题,只要用好那两个直角梯形就可以了.3. 设棱台的高为h ,上.下底面的面积分别为1S 和2S (21S S <).一个平行于底面的截面的面积为1S 和2S 的等比中项.求这棱台的上底面和截面之间的距离. 【解析】如图,把已知棱台复原成棱锥.设棱锥顶点到棱台上底面距离为1h ,棱台上底面与截面之间的距离为x .2822)cm (19)2228(17)B O OB (OO BB 2222=-+=''-+'=')cm (135)28(17)E O OE (OO EE 2222=-+=''-+'='cm 135由已知棱台截面面积为21S S .依据棱锥平行于底面的截面的性质定理,得 ,由此可得 ,由上述后一式可得 ,代入前一式中,得解得 即为所求.点评:把台体补形,复原成锥体是处理台体的常用方法.这里的图形仅是由棱锥的高和一条侧棱所决定的平面的一部分.这也是把空间问题转化成平面问题的常用方法.4. 如图,已知斜三棱柱的侧面与底面垂直,,且.(1)求侧棱与底面所成角的大小;(2)求侧面与底面所成二面角的大小;(3)求点到侧面的距离.【解析】(1)过作,垂足是,∵面面,∴面,是与底面所成的角.∵,∴为所求.(2)过作,是垂足,连,因为面,所以,∴是面与底面所成二面角的平面角.∵∴为所求.(3)根据定义,点到平面的距离等于三棱锥的高.由得,∵又∴点评:本题以一多面体为依托,设置三个小问,设问形式以证明或计算为主,每一小问之间还有一定的联系,在突出考查逻辑思维能力的前提下,将空间想象能力和运算能力相结合进行考查.表面上三小问都是计算题,但绝非单纯考查计算,为了进行正确计算,对图形必须具备一定的洞察力,并进行一定的逻辑推理,还得适当引进辅助线.5. 如图,已知三棱锥P ABC -的侧面PAC 是底角为045的等腰三角形,PA PC =,且该侧面垂直于底面,90ACB ∠=,10,6AB BC ==,113B C =,(1)求证:二面角A PB C --是直二面角; (2)求二面角P AB C --的正切值;(3)若该三棱锥被平行于底面的平面所截,得到一个几何体111ABC A B C -,求几何体111ABC A B C -的侧面积.【解析】证 (1) 如图,在三棱锥P ABC -中,取AC 的中点D . 由题设知PAC ∆是等腰直角三角形,且PA PC ⊥. ∴ PD AC ⊥ . ∵ 平面11A ACC ⊥平面ABC ,∴ PD ⊥平面ABC ,∵ AC BC ⊥ ∴ PA BC ⊥,∴ PA ⊥平面PBC , ∵ PA ⊂平面PAB , ∴平面PAB ⊥平面PBC , 即二面角A PB C --是直二面角.解 (2)作DE AB ⊥,E 为垂足,则 PE AB ⊥. ∴ PED ∠是二面角P AB C --的平面角.在Rt ABC ∆中,10,6AB BC ==,则8,4AC PD == 由Rt ADE Rt ABC∆∆ ,得BC AD DE AB⋅==1046⨯=512,∴ 所求正切为tan PD PED DE ∠==35. PC 1 CB AA 1B 1图31-31P C 1CBAEA 1B 1D(3) ∵ 1132B C BC == ∴111,,A B C 分别是,,PA PB PC 的中点.∴ 184162PAC S ∆=⨯⨯=, 162PBC S ∆=⨯⨯=∵ PE ==2514416+=3454,1102PAB S ∆=⨯=344.∴ S 棱锥侧16PAB PBC PCA S S S ∆∆∆=++=,∴ 几何体111ABC A B C -的侧面积 3S 124S ==几何体棱锥侧。
xin棱柱、棱锥和棱台的结构特征(第二课时)
1.棱台的相关概念:原棱锥的底面和截面分别叫做棱台的下底面、
A'
D
Liangxiangzhongxue
B'
C
侧棱
A
B Bqr6401@
思考:
普 通 一点? 高 (2)有两个面互相平行,其它各面均为梯形的几何 中 体一定是棱台吗? 课 程 (3)等腰三角形被平行于底的直线所截后剩余的 标 部分是什么图形?直角三角形呢? 正棱台除了具备棱台的性质外还有: 准 (4)正棱台有哪些性质? (1)各侧棱相等;正棱台的各侧面都
Liangxiangzhongxue
Bqr6401@
普 通 高 中 课 程 标 准
Liangxiangzhongxue
请同学们仔细观察下面的几何体,它们有哪些共同 的特点?
(1)
(2)
(3)
(4)
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.
Bqr6401@
Liangxiangzhongxue
是全等的等腰梯形; (2)正棱台的斜高相等。 (3)以高和斜高为腰,以高和棱为腰 的直角梯形。 (4)棱台的两底面及平行于底面的截 面是相似的正多边形;
Bqr6401@
(1)延长一个棱台的各条侧棱,它们是否相交于
从运动的观点来观察,棱柱,棱锥,棱台之间的关系 普 通 高 中 课 程 标 准
D E D O O
CC M
棱台
普 通 高 中 课 程 标 准
Liangxiangzhongxue
棱锥
棱台
棱台的两个重要性质: 棱台是棱锥被平行于底面的一个平面所截后,截面 (1)两底面互相平行 和底面之间的部分.
(2)各侧棱延长后相交于一点
棱柱、棱锥、棱台的结构特征说课稿
[棱柱、棱锥、棱台的结构特征]说课稿各位评委老师,下午好,今天我说课的题目是:棱柱、棱锥、棱台的结构特征,下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学方法、教学过程等5个方面对这节课的设计进行说明。
一:教材分析:这节课,是高中数学必修2第1章的内容,这节课是前面所学的空间基本元素的应用和提高,同时又可为后面学习几何体的体积奠定基础。
这节课的主要内容是学习多面体和棱柱。
二:学情分析高一年级的学生已经有了初中平面几何的基础,动手能力强,现在刚接触到立体几何,有很强好奇心。
学生具有了一定的逻辑思维能力,但是空间想象能力还比较差。
三:教学目标根据教材、课程标准和学生的实际情况,这节课的教学目标确定为:1 知识与技能目标。
学习多面体和棱柱的概念,了解一些特殊的棱柱及他们之间的区别和联系。
2.过程与方法目标。
培养学生的空间想象能力,培养学生在日常生活中善于观察生活、抽象所见所闻成为几何问题的习惯。
3.情感态度与价值观。
通过大量的实物模型及计算机课件演示,体现一种几何体的直观美。
在数学与实际问题的密切联系中,激发学生的学习欲望和探究精神。
这节课的重点是多面体和棱柱的定义、性质,这节课的难点在于几种概念相近棱柱的特征性质的区别。
四:教学方法根据合作学习和建构主义理论,结合学生的实际情况,这节课我将采用‘引导发现法’来突出重点,突破难点。
同时,配合多媒体的使用,让课堂变得生动有趣,提高学生学习数学的兴趣。
五:教学过程根据教育心理学规律,根据教材分析和学生的实际情况,我把这节课的课堂结构分为以下5个环节。
1.温故知新,约为3分钟通过多媒体会给学生展示2组图片:一:图片回忆学生在初中学过的平面图形:有三角形、圆形、正方程、长方形、正多边形二:图片展示学生平时常见的一些物体,有:水立方、计算器、ipad平板电脑、杯子、金字塔、奥特曼、商场的衣服模特、魔方、钻石等这样设计,可以:1.引导学生认识日常接触到到的物体都是立体的而不是平面的。
必修二数学第1课:棱柱、棱锥、棱台的结构特征
预 习
符合棱柱特点;图②中,有 5 个三角形,且具有共同的顶点,还有一
小 结
·
探 新
个五边形,符合棱锥特点;图③中,有 3 个梯形,且其腰的延长线交
提 素
知
养
于一点,还有两个相似的三角形,符合棱台的特点.把平面展开图还
合
作 探
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
课 时
究 台.
结
探
提
新 知
底面:多边形面.
素 养
·
·
合 图示及相
作 探
究 关概念
释 疑 难
侧面:有公共顶点的三角形面.
课
时
侧棱:相邻侧面的公共边.
分
层
顶点:各侧面的公共顶点
作 业
分类
按底面多边形的边数分:三棱锥、四棱锥、… 返 首 页
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自
课
主
堂
预
小
习
思考:有一个面是多边形,其余各面是三角形的几何体一定是棱 结
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课
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堂
预 习
[探究问题]
小 结
·
探 新
1.棱柱的侧面展开图是什么图形?正方体的表面展开图又是怎
提 素
知
养
样的?
合 作
[提示]
探
究 如图:
释 疑 难
棱柱的侧面展开图是平行四边形;正方体的表面展开图 课
时 分 层 作 业
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主
堂
预
小
习
结
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探 新
2.棱台的侧面展开图又是什么样的?
提 素
知
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人教B版数学必修2:棱柱、棱锥和棱台的结构特征
教学目标:理解棱锥、棱台的基本概念
教学重点:理解棱锥、棱台的基本概念
教学过程:
1.“一个面是多边形,其余各面是有一个公共顶点的三角形”是棱锥的本质特征.
正棱锥是一种特殊棱锥.正棱锥除具有棱锥的所有特征外,还具有:①底面为正多边形;②顶点在过底面正多边形的中心的铅垂线上.
“截头棱锥”是棱台的主要特征,因此,关于棱台的问题,常常将其恢复成相应的棱锥来研究.
2.正棱锥的性质很多,但要特别注意:
(1)平行于底面截面的性质
如果一个棱锥被平行于底面的一个平面所截,那么:
①棱锥的侧棱和高被这个平面分成比例线段.
②所得的截面和度面是对应边互相平行的相似三角形.
③截面面积和底面面积的比,等于从顶点到截面和从顶点到底面的距离平方的比.
(2)有关正棱锥的计算问题,要抓住四个直角三角形和两个角:
正棱锥的高、侧棱及其在底面的射影、斜高及其在底面的射影、底面边长的一半可组成四个直角三角形.
四个直角三角形是解决棱锥计算问题的基本依据,必须牢固掌握.
3.棱台的性质都由截头棱锥这个特征推出的,掌握它的性质,就得从这个特征入手
同棱锥一样,棱台也有很多重要性质,但要强调两点:
(1)平行于底面的截面的性质:
设棱台上底面面积为S1,下底面面积为S2,平行于底面的截面将棱台的高分成距上、下两底的比为m∶n,则截面面积S满足下列关系:
(2)有关正棱台的计算问题,应抓住三个直角梯形、两个直角三角形:
正棱台的两底面中心的连线、相应的边心距、相应的外接圆半径,侧棱,斜高,两底面边长的一半,组成三个直角梯形和两个直角三角形(上、下底面内各一个直角三角形).
正棱台中的所有计算问题的基本依据就是这三个直角梯形、两个直角三角形和两个重要的角,必须牢固掌握.
4.棱锥、棱台的侧面展开图的面积,即侧面积,是确定其侧面积公式的依据.
(1)正棱锥的侧面是彼此全等的等腰三角形,由此可得其侧面积公式:
(2)正棱台的侧面是彼此全等的等腰梯形,由此可得其侧面积公式:
棱锥的全面积等于:S全=S侧+S底
棱台的全面积等于:S全=S侧+S上底+S下底
(3)棱柱、棱锥和棱台的侧面公式的内在联系必须明确,它有利认识这三个几何体的本质,也有利于区分这三个几何体,在正棱台侧面积公式中:
当C'=C时,S棱柱侧=Ch
可以联想:棱柱、棱锥都是棱台的特例.
6.关于截面问题
关于棱锥、棱台的截面,与棱柱截面问题要求一样,只要求会解对角面、平行于底面的截面(含中截面)、以及已给出图形的截面,或已给出全部顶点的截面,但对于基础较好,能力较强的同学,也可以解一些其他截面,比如:平行于一条棱的截面,与一条棱垂直的截面,与一个面成定角的截面,与一个面平行的截面等.
作截面就是作两平面的交线,两平面的交线就是这两个平面的两个公共点的连线,或由线面平行、垂直有关性质确定其交线,这是画交线,即作截面的基本思路.
课堂练习:教材第11页练习A、B
小结:本节课学习了棱锥、棱台的基本概念
课后作业:第34页习题1-1A:2、5。