三棱锥专题
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三棱锥的特殊到一般
三棱锥 四面体 复杂根从简单起 线线、线面到面面 讨论角度和距离
解三棱锥
三棱锥对于多面体,如同三角形对于多边形.
三角形为多边形之根,三棱锥为多面体之根. 注意,三棱锥是个四面体,有4个面、6条棱. 图形的认识,从特殊到一般:
(1)三棱锥中最特殊的是正四面体,次特殊的是正三棱锥.
(2)与等腰直角三角形对应的有“正直三棱锥”.
(3)与直三角形对应的有直三棱锥.
(4)与等腰三角形对应的有“等腰四面体”.解正四面
体
正四面体化归为正方体求解.
在正方体 ABCD - A 1B 1C 1D 1中,由6条面对角线
A 1D 、 BC 1 、A 1C 1、BD 、A 1
B 、D
C 1为棱的四面体
即为正四面体 A 1 - BC 1D .正四面体A 1- BC 1D 的棱长
为1的正方体 ABCD - A 1B 1C 1D 1 ;
体积为正方体的13;且有公共的外接球,公共的中心和相等的外半径2
. 三棱锥确定条件个数
一般情况下,确定一个三角形需要3个条件. 同样,一般情况下确定一个三棱锥需要6个条件.
确定一个等腰三角形需要2个条件,对应的,确定一个正三棱锥需要2个条件.
确定一个等腰直三角形只需1个条件,对应的,确定一个“正直三棱锥”只需1个条件.
解三角形,一般是解斜三角形,已知条件需要3个. 而解三棱锥,一般是解特殊的三棱锥,已知条件不多于3个.
“正直”三棱锥
我们把“三条侧棱相等且两两垂直的三棱锥”称作“正直三棱锥”. 它的三个侧面是全等的等腰直角三角形,1个底面是正三角形.正直棱锥的直观图画法有“立式”(左)和“卧式”(右)两种.
立式图中,1个侧面置于水平位置. 可以清楚地看到它在对应的正方体中的位置;卧式图中,它的底面置于水平位置,便于在竖直方向显示
底面上的高线.
解正直三棱锥
化为正方体求解
一、线线关系:
(1)相交垂直:AD⊥DD1
(2)相交45°:AD与AD1
(3)相交60°:AD1与AC
(4)异面垂直AC与DD1
二、线面关系
(1)垂直:AD与DCD1(2)交成45 °:AD与ACD1
三、面面关系
(1)垂直:三侧面两两之间
(2)交成:如平面ACD1与平面ACD
正直三棱锥的高线
【题目】若正直三棱锥V-ABC的侧棱长为VA=1.
求它高线VH的长度.
【解1】(斜高法)
【解2】(等积法)
正直三棱锥的外接球
正直三棱锥与其外接正方体有共同的外接球,因此“单位正直三棱锥”与单位正方体有共同的外半径.
【题目】正直三棱锥的侧棱长为1,求其外球半径长.
在三棱锥O - ABC,三条棱OA、OB、OC 两两垂直且相
等.M为AB 的中点. 则OM与平面ABC的成角的大小
为.
正方体内接三棱锥的个数
【问题】以正方体8个顶点中的4个顶点作三棱锥,这样的三
棱锥称正方体的内接三棱锥. 求正方体内接三棱锥的个数.
“长棱”三棱锥
正方体内接三棱锥可分四类. 除了内接正四面体和内接正直三棱锥外,还有两类. (1)斜三棱锥(图左). (2)底面为直三角形的直三棱锥(图右).
它们各有1条长度为的“长棱”,其外心在长棱的中点上.
直正三棱锥
底面为正三角形,且有一条侧棱垂直于底面的三棱锥称作“直正三棱锥”.
确定一个“直正三棱锥”需2个条件,即底棱长a和直棱长b.
“直正三棱锥”与“正直三棱锥”不同,后者的确定条件只1个.
直正三棱锥的四个面中:
(1)底面是正三角形;
(2)有2个侧面为直角三角形,它们都垂直于底面;
(3)另一个侧面为等腰三角形;
解直正三角形
【题目】三棱锥P-ABC中,PA⊥面ABC,且PA AB = BC = CA =1.
(1)求三棱锥P-ABC的体积;
(2)求A到平面PBC的距离.。