
·最新考綱·了解球、棱柱、棱錐、臺的表面積和體積的計算公式.
·考向預測·考情分析:高考常以三視圖為載體,主要考查柱、錐、球的表面積和體積,以選擇題、填空題的形式出現(xiàn),屬于容易題.學科素養(yǎng):通過空間幾何體的表面積與體積的計算考查直觀想象、數(shù)學運算的核心素養(yǎng).
一、必記2個知識點1.圓柱、圓錐、圓臺的側(cè)面展開圖及側(cè)面積公式
2.空間幾何體的表面積與體積公式
三、必練4類基礎題(一)判斷正誤1.判斷下列說法是否正確(請在括號中打“√”或“×”).(1)圓柱的一個底面積為S,側(cè)面展開圖是一個正方形,那么這個圓柱的側(cè)面積是2πS.( )(2)錐體的體積等于底面面積與高之積.( )(3)臺體的體積可轉(zhuǎn)化為兩個錐體的體積之差.( )(4)球的體積之比等于半徑之比的平方.( )
(二)教材改編2.[必修2·P27練習T1改編]已知圓錐的表面積等于12π cm2,其側(cè)面展開圖是一個半圓,則底面圓的半徑為________cm.
解析:設底面半徑為r,由側(cè)面展開圖為半圓可知,圓錐母線長l=2r,所以S表=πr2+πrl=πr2+πr·2r=3πr2=12π,所以r2=4,所以r=2.
3.[必修2·P29習題B組T1改編]某幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的體積等于_____,表面積等于________.
解析:設圓柱底面圓半徑為r,高為h,依題意,圓柱體積為V=πr2h,即2 000×1.62≈3×r2×13.33,所以r2≈81,即r≈9尺,所以圓柱底面圓周長為2πr≈54尺,即圓柱底面圓周長約為5丈4尺.
5.(不會分類討論致誤)圓柱的側(cè)面展開圖是邊長為6π和4π的矩形,則圓柱的表面積為__________________.
24π2+8π或24π2+18π
解析:圓柱的側(cè)面積S側(cè)=6π×4π=24π2.①以邊長為6π的邊為軸時,4π為圓柱底面圓周長,所以2πr=4π,即r=2.所以S底=4π,所以S表=24π2+8π.②以4π所在邊為軸時,6π為圓柱底面圓周長,所以2πr=6π,即r=3,所以S底=9π,所以S表=24π2+18π.
(四)走進高考6.[2021·全國甲卷]已知一個圓錐的底面半徑為6,其體積為30π,則該圓錐的側(cè)面積為________.
反思感悟 三類幾何體表面積的求法
2.[2023·安徽池州市高三模擬]古希臘數(shù)學家歐幾里德在其著作《幾何原本》中定義了相似圓錐:兩個圓錐的高與底面的直徑之比相等時,則稱這兩個圓錐為相似圓錐.已知圓錐SO的底面圓O的半徑為3,其母線長為5.若圓錐S′O′與圓錐SO是相似圓錐,且其高為8,則圓錐S′O′的側(cè)面積為( ) A.15π B.60π C.96π D.120π
角度2 割補法求體積[例3] 在如圖所示的斜截圓柱中,已知圓柱底面的直徑為4 cm,母線長最短5 cm,最長8 cm,則斜截圓柱的體積V=________ cm3.
一題多變 (變問題)若例3中條件不變,求斜截圓柱的側(cè)面面積S=________cm2.
反思感悟 (1)處理體積問題的思路
(2)求體積的常用方法①直接法:對于規(guī)則的幾何體,利用相關公式直接計算.②割補法:把不規(guī)則的幾何體分割成規(guī)則的幾何體,然后進行體積計算;或者把不規(guī)則的幾何體補成規(guī)則的幾何體,不熟悉的幾何體補成熟悉的幾何體,便于計算.③等體積法:選擇合適的底面來求幾何體體積,常用于求三棱錐的體積,即利用三棱錐的任一個面作為三棱錐的底面進行等體積變換.
【對點訓練】1.如圖,在直四棱柱ABCD--A1B1C1D1中,底面ABCD是平行四邊形.點E是棱BB1的中點,點F是棱CC1上靠近C1的三等分點,且三棱錐A1--AEF的體積為2,則四棱柱ABCD--A1B1C1D1的體積為( )A.12 B.8 C.20 D.18
2.圖1是一種生活中常見的容器,其結(jié)構如圖2所示,其中ABCD是矩形,ABFE和CDEF都是等腰梯形,且AD⊥平面CDEF.現(xiàn)測得AB=20 cm,AD=15 cm,EF=30 cm,AB與EF間的距離為25 cm,則幾何體EF--ABCD的體積為( )?A.2 500 cm3 B.3 500 cm3C.4 500 cm3 D.3 800 cm3
考點三 空間幾何體的外接球與內(nèi)切球[創(chuàng)新性]角度1 幾何體的外接球[例5] (1)[2023·天津市武清區(qū)檢測]《九章算術》中將四個面都為直角三角形的三棱錐稱之為鱉臑.若三棱錐P--ABC為鱉臑,PA⊥平面ABC,PA=AB=2,AC=4,三棱錐P-ABC的四個頂點都在球O的球面上,則球O的表面積為( )A.12π B.20π C.24π D.32π
反思感悟 處理球的“接”問題的策略把一個多面體的幾個頂點放在球面上即為球的外接問題.解決這類問題的關鍵是抓住外接的特點,即球心到多面體的頂點的距離等于球的半徑.
一題多變 (變條件,變問題)若例6(1)中“若三棱錐P--ABC有一個內(nèi)切球O,”改為“若三棱錐P--ABC的四個頂點都在球O的球面上,”則球O的表面積為________.
反思感悟 (1)處理球的“切”問題的策略,解決與球的內(nèi)切問題主要是指球內(nèi)切多面體與旋轉(zhuǎn)體,解答時首先要找準切點,通過作截面來解決.如果內(nèi)切的是多面體,則作截面時主要抓住多面體過球心的對角面來作.(2)解決與球有關的切、接問題,其通法是作截面,將空間幾何問題轉(zhuǎn)化為平面幾何問題求解,其解題的思維流程是:
微專題28 數(shù)學文化與立體幾何的交匯
縱觀近幾年高考,立體幾何以數(shù)學文化為背景的問題層出不窮,讓人耳目一新.從中國古代數(shù)學文化中挖掘素材,考查立體幾何的有關知識,既符合考生的認知水平又可以引導考生關注中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,并提升審題能力,增加對數(shù)學文化的理解,發(fā)展數(shù)學核心素養(yǎng).
名師點評 求解與數(shù)學文化有關的立體幾何問題,首先要在閱讀理解上下功夫,明確其中一些概念的意義,如“塹堵”“陽馬”和“鱉臑”等的特征是求解相關問題的前提,其次目標要明確,根據(jù)目標聯(lián)想相關公式,然后進行求解.
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