
類型一:棱柱的表面積與體積
類型二:棱錐的表面積與體積
類型三:棱臺(tái)的表面積與體積
類型四:圓柱的表面積與體積
類型五:圓錐的表面積與體積
類型六:圓臺(tái)的表面積與體積
類型七:球的表面積與體積
類型八:幾何體的表面積(體積)的最值問題
類型九:內(nèi)切球問題
類型十:外接球問題
類型十一:內(nèi)切球與外接球的綜合問題
類型十二:新定義題
類型一:棱柱的表面積與體積
典型例題
例題1.(2022秋·上海黃浦·高二??茧A段練習(xí))若長方體的對(duì)角線的長為,其長、寬、高的和是,則長方體的全面積是______.
例題2.(2022秋·四川成都·高三成都七中??奸_學(xué)考試)如圖一個(gè)正六棱柱的茶葉盒,底面邊長為,高為,則這個(gè)茶葉盒的表面積為______.
例題3.(2022·高二課時(shí)練習(xí))如圖,已知直三棱柱,其底面是等腰直角三角形,且,.
(1)求該幾何體的表面積;
(2)若把兩個(gè)這樣的直三棱柱拼成一個(gè)大棱柱,求拼得的棱柱表面積的最小值.
同類題型演練
1.(2022·高一單元測(cè)試)側(cè)面均為面積為4的正方形的正三棱柱的表面積為______.
2.(2022·高二課時(shí)練習(xí))如圖,底面半徑為3,高為的圓錐有一個(gè)內(nèi)接的正四棱柱.
(1)設(shè)正四棱柱的底面邊長為x,試將棱柱的高h(yuǎn)表示成x的函數(shù);
(2)當(dāng)x取何值時(shí),此正四棱柱的表面積最大,并求出最大值.
3.(2022秋·上海崇明·高二統(tǒng)考期末)有兩個(gè)相同的直三棱柱,高為,底面三角形的三邊長分別為().用它們拼成一個(gè)三棱柱或四棱柱,在所有可能的情況中,全面積最小的是一個(gè)四棱柱,則的取值范圍是_______.
類型二:棱錐的表面積與體積
典型例題
例題1.(2023·全國·高三專題練習(xí))在正四棱錐中,,若正四棱錐的體積是8,則該四棱錐的側(cè)面積是( )
A.B.C.4D.
例題2.(2022春·江西九江·高一校聯(lián)考期末)《九章算術(shù)·商功》中有這樣一段話:“斜解立方,得兩壍堵(qiàn ).斜解壍堵,其一為陽馬,一為鱉臑(biē nà).”這里所謂的“鱉臑”,就是在對(duì)長方體進(jìn)行分割時(shí)所產(chǎn)生的四個(gè)面都為直角三角形的三棱錐.已知三棱錐是一個(gè)“鱉臑”,其中平面,,三棱錐的外接球的半徑為2, 則、的面積之和的最大值為_____________.
例題3.(2022·全國·高三專題練習(xí))如圖所示,在中,,.若平面外的點(diǎn)和線段上的點(diǎn),滿足,,則四面體的體積的最大值是______.
同類題型演練
1.(2022秋·河南商丘·高三校聯(lián)考階段練習(xí))如圖,在體積為16的斜三棱柱中,P為棱上一點(diǎn),三棱錐P-ABC的體積為4,則三棱錐的體積為( )
A.B.2C.3D.4
2.(2022秋·山西·高二校聯(lián)考期末)已知在菱形中,,平面外一點(diǎn)P滿足,,則四棱錐體積的最大值為___________.
3.(2022春·河北滄州·高一校考階段練習(xí))如圖,在三棱錐中,平面,已知,,則當(dāng)最大時(shí),求三棱錐的表面積.
類型三:棱臺(tái)的表面積與體積
典型例題
例題1.(2022春·重慶·高一校聯(lián)考階段練習(xí))已知某個(gè)正四棱臺(tái)的上、下底面邊長和高的比為,若側(cè)棱長為,則該棱臺(tái)的側(cè)面積為( )
A.B.C.D.
例題2.(2022秋·湖北·高二校聯(lián)考階段練習(xí))《九章算術(shù)》中將正四棱臺(tái)體(棱臺(tái)的上下底面均為正方形)稱為方亭.如圖,現(xiàn)有一方亭,其中上底面與下底面的面積之比為,,方亭的四個(gè)側(cè)面均為全等的等腰梯形,已知方亭四個(gè)側(cè)面的面積之和為,則方亭的體積為______.
同類題型演練
1.(2022秋·廣東揭陽·高二普寧市華僑中學(xué)校考期中)在正四棱臺(tái)中, ,則該四棱臺(tái)的體積為( )
A.B.C.D.
2.(2022·高一課時(shí)練習(xí))一個(gè)幾何體共有六個(gè)側(cè)面且都是全等的等腰梯形,等腰梯形的上底長為10cm,下底長為15cm,腰為9cm,上、下底面都是正六邊形,求該幾何體的全面積.
類型四:圓柱的表面積與體積
典型例題
例題1.(2023秋·浙江·高三浙江省永康市第一中學(xué)校聯(lián)考期末)早在一萬多年前的新石器時(shí)代,生活在金麗衢地區(qū)古人就開始制作各種石器,今天在浦江上山遺址、水康湖西遺址、義烏橋頭遺址等還可以見到各種當(dāng)時(shí)的石器,現(xiàn)在農(nóng)村還在使用的石磨就是從古代的石器演變而來的.如果一個(gè)石磨近似看作兩個(gè)圓柱體拼合而成,每個(gè)圓柱體的底面直徑是80cm,每個(gè)圓柱體的高為30cm,那么這兩個(gè)圓柱體的表面積之和為( )
A.B.C.D.
例題2.(2022·上?!じ叨n}練習(xí))如圖,半徑為的半球內(nèi)接一個(gè)圓柱,這個(gè)圓柱表面積的最大值為____________.
例題3.(2022秋·上海虹口·高二上海財(cái)經(jīng)大學(xué)附屬北郊高級(jí)中學(xué)??计谥校┤鐖D,已知一個(gè)圓錐的底面半徑為2,高為2,且在這個(gè)圓錐中有一個(gè)高為的圓柱.
(1)當(dāng)時(shí),求圓柱的體積;
(2)當(dāng)為何值時(shí),此圓柱的側(cè)面積最大,并求出此最大值.
同類題型演練
1.(2023·全國·高三專題練習(xí))如圖所示的建筑物是號(hào)稱“神州第一圓樓”的福建土樓——二宜樓,其外形是圓柱形,圓樓直徑為73.4m,忽略二宜樓頂部的屋檐,若二宜樓的外層圓柱墻面的側(cè)面積略小于底面直徑為40m,高為10m的圓錐的側(cè)面積的,則二宜樓外層圓柱墻面的高度可能為( )
A.16mB.17mC.18mD.19m
2.(2022·廣東·高三統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試)若軸截面為正方形的圓柱的側(cè)面積是,則圓柱的體積為________.
3.(2022春·河北邢臺(tái)·高一校聯(lián)考階段練習(xí))已知圓錐的側(cè)面展開圖為半圓,母線長為.
(1)求圓錐的底面積;
(2)在該圓錐內(nèi)按如圖所示放置一個(gè)圓柱,當(dāng)圓柱的側(cè)面積最大時(shí),求圓柱的高.
類型五:圓錐的表面積與體積
典型例題
例題1.(2023·全國·高三專題練習(xí))若一個(gè)圓錐的軸截面是邊長為3的正三角形,則這個(gè)圓錐的表面積為( )
A.B.C.D.
例題2.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知一個(gè)圓錐的側(cè)面積為,若其左視圖為正三角形,則該圓錐的體積為________.
例題3.(2022春·吉林長春·高一長春市第二實(shí)驗(yàn)中學(xué)??计谥校┤鐖D所示,圓錐的底面半徑為2,為母線的中點(diǎn),側(cè)面展開圖是一個(gè)中心角為的扇形.
(1)求圓錐的表面積和體積;
(2)若圓錐的底面圓周和和頂點(diǎn)都在球的球面上,求球的表面積;
(3)若一只螞蟻從點(diǎn)出發(fā)沿著圓錐側(cè)面爬行,穿過母線,繞圓錐側(cè)面爬行一周后來到母線的中點(diǎn),試求螞蟻爬行的最短路程.
同類題型演練
1.(2023·全國·高三專題練習(xí))若圓錐的表面積為,圓錐的高與母線長之比,則該圓錐的體積為( )
A.B.C.D.
2.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知圓錐的頂點(diǎn)為A,過母線AB,AC的截面面積是.若AB,AC的夾角是,且AC與圓錐底面所成的角是,則該圓錐的表面積為________.
3.(2022秋·上海浦東新·高二上海市進(jìn)才中學(xué)??计谥校┤鐖D,在底面半徑為1,高為的圓錐中,O是底面圓心,P為圓錐頂點(diǎn),A,B是底面圓周上的兩點(diǎn),,C為母線PB的中點(diǎn).
(1)求該圓錐的表面積;
(2)求在該圓錐的側(cè)面上,從A到C的最短路徑的長.
類型六:圓臺(tái)的表面積與體積
典型例題
例題1.(2023·全國·高三專題練習(xí))某圓錐的側(cè)面積為1,用一個(gè)平行于圓錐底面的平面截該圓錐得到一個(gè)圓臺(tái),若圓臺(tái)上底面和下底面半徑之比為,則該圓臺(tái)的側(cè)面積為( )
A.B.C.D.
例題2.(2022·云南昆明·高三昆明一中??奸_學(xué)考試)某圓臺(tái)上底面圓的半徑為1,下底面圓半徑為2,側(cè)面積為,則該圓臺(tái)的體積為( )
A.B.C.D.
同類題型演練
1.(2022秋·重慶渝中·高三重慶巴蜀中學(xué)??茧A段練習(xí))圓臺(tái)上?下底面圓的圓周都在一個(gè)半徑為5的球面上,其上?下底面圓的周長分別為和,則該圓臺(tái)的側(cè)面積為( )
A.B.C.D.
2.(2022秋·四川·高二??茧A段練習(xí))若圓臺(tái)的高是3,一個(gè)底面半徑是另一個(gè)底面半徑的2倍,母線與下底面成角,則這個(gè)圓臺(tái)的側(cè)面積是( )
A.B.
C.D.
類型七:球的表面積與體積
典型例題
例題1.(2023·江西景德鎮(zhèn)·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知一個(gè)實(shí)心銅質(zhì)的圓錐形材料的底面半徑為4,圓錐母線長,現(xiàn)將它熔化后鑄成一個(gè)實(shí)心銅球,不計(jì)損耗,則銅球的表面積為( )
A.B.C.D.
例題2.(2023秋·上海嘉定·高二上海市育才中學(xué)校考期末)已知圓柱的底面直徑和高都等于球的直徑,圓柱的體積為,則球的表面積為______.
例題3.(2022秋·上海黃浦·高二??茧A段練習(xí))已知球的兩個(gè)平行截面的面積分別為、,且兩個(gè)截面之間的距離是9,則球的表面積為______,體積為______.
同類題型演練
1.(2022春·湖南株洲·高一校聯(lián)考期中)已知球 的表面積為 , 則它的體積為( )
A.B.C.D.
2.(2022秋·江蘇徐州·高三學(xué)業(yè)考試)已知一個(gè)實(shí)心銅質(zhì)的圓錐形材料的底面半徑為4,側(cè)面積為,現(xiàn)將它熔化后鑄成一個(gè)實(shí)心銅球,不計(jì)損耗,則銅球的半徑為( )
A.2B.C.D.
3.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知球的一個(gè)截面面積為,若球上的點(diǎn)到該截面的最大距離為3,則球的表面積為__________.
類型八:幾何體的表面積(體積)的最值問題
典型例題
例題1.(2022秋·四川樂山·高二四川省樂山沫若中學(xué)校考階段練習(xí))(如圖)在底面半徑為2母線長為4的圓錐中內(nèi)接一個(gè)高為的圓柱.
(1)求圓錐的表面積和體積;
(2)為何值時(shí),圓柱的側(cè)面積最大?并求出最大值.
例題2.(2023·全國·高三專題練習(xí))如圖,兩個(gè)相同的正四棱錐底面重合組成一個(gè)八面體,可放入一個(gè)底面為正方形的長方體內(nèi),且長方體的正方形底面邊長為2,高為4,已知重合的底面與長方體的正方形底面平行,八面體的各頂點(diǎn)均在長方體的表面上.
(1)若點(diǎn),,,恰為長方體各側(cè)面中心,求該八面體的體積;
(2)求該八面體表面積的取值范圍.
例題3.(2022·全國·高一專題練習(xí))如圖,直三棱柱有外接圓柱,點(diǎn),分別在棱和上,.
(1)若,且三棱柱有一個(gè)內(nèi)切球,求三棱柱的體積;
(2)若,連接,,將三棱柱的側(cè)面和展開成一個(gè)平面圖形,求展開圖形中面積的取值范圍.
同類題型演練
1.(2022·高二課時(shí)練習(xí))如圖:圓錐底面半徑為1,高為3.
(1)求圓錐內(nèi)接圓柱(一底面在圓錐底面上,另一底面切于圓錐側(cè)面)側(cè)面積的最大值;
(2)圓錐內(nèi)接圓柱的表面積是否存在最大值?若存在,請(qǐng)求出最大值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
2.(2022·高二課時(shí)練習(xí))如圖,用一塊鋼錠澆筑一個(gè)厚度均勻,且表面積為2平方米的正四棱錐形有蓋容器,設(shè)容器的高為h米,蓋子的邊長為a米.
(1)求a關(guān)于h的函數(shù)解析式;
(2)當(dāng)h為何值時(shí),容器的容積V最大?并求出V的最大值.
3.(2022·高一課時(shí)練習(xí))如圖所示棱錐P﹣ABCD中,底面ABCD是長方形,底面周長為8,PD=3,且PD是四棱錐的高.設(shè)AB=x.
(1)當(dāng)x=3時(shí),求三棱錐A﹣PBC的體積;
(2)四棱錐外接球的表面積的最小值.
類型九:內(nèi)切球問題
典型例題
例題1.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知點(diǎn)到直三棱柱各面的距離都相等,球是直三棱柱的內(nèi)切球,若球的表面積為,的周長為4,則三棱錐的體積為( )
A.B.C.D.
例題2.(2023·全國·高三專題練習(xí))圖是棱長為2的正八面體(八個(gè)面都是全等的等邊三角形),球是該正八面體的內(nèi)切球,則球的表面積為
A.B.C.D.
例題3.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知中,,,,以為軸旋轉(zhuǎn)一周得到一個(gè)旋轉(zhuǎn)體,則該旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)切球的表面積為( )
A.B.C.D.
同類題型演練
1.(2022秋·安徽宣城·高二校聯(lián)考開學(xué)考試)如圖,正四棱臺(tái)的上?下底面邊長分別為分別為,的中點(diǎn),8個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成的十面體恰有內(nèi)切球,則該內(nèi)切球的表面積為( )
A.B.C.D.
2.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知正三棱錐的底面邊長為側(cè)棱長為,其內(nèi)切球與兩側(cè)面分別切于點(diǎn),則的長度為___________.
3.(2023·上?!じ叨n}練習(xí))古希臘數(shù)學(xué)家阿基米德的墓碑上刻著一個(gè)圓柱,圓柱內(nèi)有一個(gè)內(nèi)切球,若球的表面積等于圓柱的側(cè)面積,則球的體積與圓柱的體積之比為_________.
4.(2022秋·江蘇南通·高三江蘇省如東高級(jí)中學(xué)??茧A段練習(xí))已知圓臺(tái)的內(nèi)切球與圓臺(tái)側(cè)面相切的切點(diǎn)位于圓臺(tái)高的處,若圓臺(tái)的上底面半徑為,則球的體積為______.
類型十:外接球問題
典型例題
例題1.(2023·全國·高三專題練習(xí))正六棱柱的底面邊長為4,高為6,則它的外接球(正六棱柱的頂點(diǎn)都在此球面上)的表面積為____.
例題2.(2023秋·江蘇南通·高三統(tǒng)考期末)已知平行四邊形中,,,.若沿對(duì)角線將折起到的位置,使得,則此時(shí)三棱錐的外接球的體積大小是______.
例題3.(2023秋·江蘇南京·高二南京市第五高級(jí)中學(xué)??计谀┮阎拿骟w中,為等邊三角形,,,若,則四面體外接球的表面積的最小值為______
例題4.(2023秋·河南南陽·高三統(tǒng)考期末)在菱形中,,,將沿折起,使得.則得到的四面體的外接球的表面積為______.
例題5.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知一個(gè)正四面體的棱長為2,則其外接球與以其一個(gè)頂點(diǎn)為球心,1為半徑的球面所形成的交線的長度為___________.
同類題型演練
1.(2023秋·重慶·高三統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試)已知正四棱臺(tái)的上下底面的邊長分別為和,高為3,則該正四棱臺(tái)的外接球的體積為( )
A.B.C.D.
2.(2023·廣西柳州·二模)“阿基米德多面體”是由邊數(shù)不全相同的正多邊形為面圍成的多面體,它體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的對(duì)稱美.如圖,將正方體沿交于一頂點(diǎn)的三條棱的中點(diǎn)截去一個(gè)三棱錐,共可截去八個(gè)三棱錐,得到八個(gè)面為正三角形,六個(gè)面為正方形的“阿基米德多面體”.若該多面體的棱長為2,則其外接球的表面積為( )
A.B.C.D.
3.(2023·全國·模擬預(yù)測(cè))若三棱錐的所有頂點(diǎn)都在球O的球面上,是邊長為3的正三角形,SC為球O的直徑,三棱錐的體積為,則三棱錐的外接球的體積為( )
A.B.C.D.
4.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知正三棱錐的三條側(cè)棱兩兩垂直,且側(cè)棱長為,則此三棱錐的外接球的表面積為( )
A.B.C.D.
5.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知四棱錐的底面為矩形,,
則其外接球的表面積為________.
類型十一:內(nèi)切球與外接球的綜合問題
典型例題
例題1.(2022·全國·高三專題練習(xí))若正三棱柱既有外接球,又有內(nèi)切球,記該三棱柱的內(nèi)切球和外接球的半徑分別為、,則( )
A.B.5C.D.
例題2.(2023·四川樂山·統(tǒng)考一模)在平面四邊形中,沿將折起,使得與全等.記四面體外接球球心到平面的距離為,四面體的內(nèi)切球球心到點(diǎn)的距離為,則的值為______.
例題3.(2023·全國·高三專題練習(xí))如圖,正方體,其外接球與內(nèi)切球的表面積之和為,過點(diǎn)的平面與正方體的面相交,交線圍成一個(gè)正三角形.
(1)在圖中畫出這個(gè)正三角形(不必說明畫法和理由);
(2)平面將該正方體截成兩個(gè)幾何體,求體積較大的幾何體的體積和表面積.
同類題型演練
1.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知直三棱柱的底面ABC為等邊三角形,若該棱柱存在外接球與內(nèi)切球,則其外接球與內(nèi)切球表面積之比為( )
A.25:1B.2:1C.5:1D.:1
2.(2022·全國·高三專題練習(xí))某個(gè)圓錐的母線長為,底面半徑為,若,則此圓錐的內(nèi)切球表面積與外接球的表面積之比為________.
類型十二:新定義題
1.(2023·全國·高三專題練習(xí))《九章算術(shù)》是我國古代著名的數(shù)學(xué)著作,書中記載有幾何體“芻甍”.現(xiàn)有一個(gè)芻甍如圖所示,底面為正方形,平面,四邊形為兩個(gè)全等的等腰梯形,則該芻甍的外接球的體積為( )
A.B.C.D.
2.(2023·全國·模擬預(yù)測(cè))如圖,何尊是我國西周早期的青銅禮器,其造型渾厚,工藝精美,尊內(nèi)底鑄銘文中的“宅茲中國”為“中國”一詞最早的文字記載,何尊還是第一個(gè)出現(xiàn)“德”字的器物,證明了周王朝以德治國的理念,何尊的形狀可近似看作是圓臺(tái)和圓柱的組合體,組合體的高約為40cm,上口直徑約為28cm,經(jīng)測(cè)量可知圓臺(tái)的高約為16cm,圓柱的底面直徑約為18cm,則該組合體的體積約為( )(其中的值取3)
A.11280cm3B.12380cm3C.12680cm3D.12280cm3
3.(2023·全國·高三專題練習(xí))北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國航天事業(yè)的重要成果.在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中,地球靜止同步衛(wèi)星的軌道位于地球赤道所在平面,軌道高度為(軌道高度是指衛(wèi)星到地球表面的距離).將地球看作是一個(gè)球心為O,半徑r為的球,其上點(diǎn)A的緯度是指與赤道平面所成角的度數(shù).地球表面上能直接觀測(cè)到一顆地球靜止同步軌道衛(wèi)星點(diǎn)的緯度最大值為,記衛(wèi)星信號(hào)覆蓋地球表面的表面積為(單位:),則S占地球表面積的百分比約為( )
A.26%B.34%C.42%D.50%
4.(2023·全國·高三專題練習(xí))無窮符號(hào)在數(shù)學(xué)中是一個(gè)重要的符號(hào),該符號(hào)的引入為微積分和集合論的研究帶來了便利,某校在一次數(shù)學(xué)活動(dòng)中以無窮符號(hào)為創(chuàng)意來源,設(shè)計(jì)了如圖所示的活動(dòng)標(biāo)志,該標(biāo)志由兩個(gè)半徑分別為15和20的實(shí)心小球相交而成,球心距,則該標(biāo)志的體積為___________.
附:一個(gè)半徑為的球被平面截下的一部分叫做球缺,截面叫做球缺的底面,垂直于截面的直徑被截下的線段長叫做球缺的高(記為),球缺的體積公式為.
5.(2023·全國·高三專題練習(xí))詞語“塹堵”、“陽馬”、“鱉臑”等出現(xiàn)自中國數(shù)學(xué)名著《九章算術(shù)?商功》,是古代人對(duì)一些特殊錐體的稱呼.在《九章算術(shù)?商功》中,把四個(gè)面都是直角三角形的四面體稱為“鱉臑”.現(xiàn)有如圖所示的“鱉臑”四面體PABC,其中平面,,,則四面體PABC的外接球的表面積為______.
這是一份第2講 平面向量基本定理及坐標(biāo)表示(練透重點(diǎn)題型)-2023-2024學(xué)年高一數(shù)學(xué)下學(xué)期重點(diǎn)題型精講精練(人教A版必修第二冊(cè)),文件包含第2講平面向量基本定理及坐標(biāo)表示練透重點(diǎn)題型原卷版docx、第2講平面向量基本定理及坐標(biāo)表示練透重點(diǎn)題型解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共62頁, 歡迎下載使用。
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