高中数学立体几何专题.docx

高中课程复习专题——数学立体几何 — 空间几何体 ㈠ 空间几何体的类型 多面体：由若干个平面多边形围成的几何体。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。 旋转体：把一个平面图形绕它所在的平面内的一条定直线旋转形成了封闭几何体。其中， 这条直线称为旋转体的轴。 几种空间几何体的结构特征 棱柱的结构特征 棱柱的定义：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柱。 棱柱的分类 图 1图-1 1棱-1柱棱柱 棱柱的性质 ⑴ 侧棱都相等，侧面是平行四边形； ⑵ 两个底面与平行于底面的截面是全等的多边形； ⑶ 过不相邻的两条侧棱的截面是平行四边形； ⑷ 直棱柱的侧棱长与高相等，侧面的对角面是矩形。 长方体的性质 ⑴ 长方体的一条对角线的长的平方等于一个顶点上三 条棱的平方和：AC 2 1 = AB2 + AC2 + AA 2 图 1-2 图 1-2 长方体 ⑵ 长方体的一条对角线AC 1 与过定点A 的三条棱所成 的角分别是α、β、γ，那么： cos2α + cos2β + cos2γ = 1 sin2α + sin2β + sin2γ = 2 ⑶ 长方体的一条对角线AC 与过定点A 的相邻三个面所组成的角分别为α、β、γ，则： 1 cos2α + cos2β + cos2γ = 2 sin2α + sin2β + sin2γ = 1 棱柱的侧面展开图：正n 棱柱的侧面展开图是由n 个全等矩形组成的以底面周长和侧棱为邻边的矩形。 第 １ 页 共 11 页 棱柱的面积和体积公式 S = c·h (c 为底面周长，h 为棱柱的高) 直棱柱侧面 S = c·h+ 2S 直棱柱全 底 V = S ·h 棱柱 底 圆柱的结构特征 圆柱的定义：以矩形的一边所在的直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫圆柱。 图 1-3 图 1-3 圆柱 ⑴ 上、下底及平行于底面的截面都是等圆； ⑵ 过轴的截面(轴截面)是全等的矩形。 圆柱的侧面展开图：圆柱的侧面展开图是以底面周长和母线长为邻边的矩形。 圆柱的面积和体积公式 S = 2π·r·h (r 为底面半径，h 为圆柱的高) 圆柱侧面 S = 2π r h + 2π r2 圆柱全 图 1-4 棱锥V = S h = πr 图 1-4 棱锥 圆柱 底 棱锥的结构特征 棱锥的定义 ⑴ 棱锥：有一个面是多边形，其余各面是有一个公共顶点的三角形，由这些面所围成的几何体叫做棱锥。 ⑵ 正棱锥：如果有一个棱锥的底面是正多边形，并且顶点在底面的投影是底面的中心， 这样的棱锥叫做正棱锥。 正棱锥的结构特征 ⑴ 平行于底面的截面是与底面相似的正多边形，相似比等于顶点到截面的距离与顶点到底面的距离之比； ⑵ 正棱锥的各侧棱相等，各侧面是全等的等腰三角形； ⑶ 正棱锥中的六个元素，即侧棱(SB)、高(SO)、斜高(SH)、侧棱在底面上的射影(OB)、斜高在底面上的射影(OH)、底面边长的一半(BH)，构成四个直角三角形(三角形 SOB、SOH、SBH、OBH 均为直角三角形)。 正棱锥的侧面展开图：正n 棱锥的侧面展开图是由n 个全等的等腰三角形组成。 正棱锥的面积和体积公式 S = 0.5 c h’ (c 为底面周长，h’为侧面斜高) 正棱锥侧 S = 0.5 c h’ + S 正棱锥全 底面 V = 1/3 S ·h (h 为棱锥的高) 棱锥 底面 第 ２ 页 共 11 页 圆锥的结构特征 图 1-5 圆锥圆锥的定义：以直角三角形的一直角边所在的直线为 图 1-5 圆锥 圆锥的结构特征 ⑴ 平行于底面的截面都是圆，截面直径与底面直径之比等于顶点到截面的距离与顶点到底面的距离之比； ⑵ 轴截面是等腰三角形； ⑶ 母线的平方等于底面半径与高的平方和： l2 = r2 + h2 圆锥的侧面展开图：圆锥的侧面展开图是以顶点为圆心，以母线长为半径的扇形。 圆锥的面积和体积的公式 S = π r·l (r 为底面半径，l 为母线长) 圆锥侧 S = πr·(r + l) 圆锥全 V = 1/3 πr2·h (h 为圆锥高) 圆锥 棱台的结构特征 棱台的定义：用一个平行于底面的平面去截棱锥， 我们把截面和底面之间的部分称为棱台。 正棱台的结构特征 ⑴ 各侧棱相等，各侧面都是全等的等腰梯形； 图 1-6 图 1-6 棱台 ⑶ 正棱台的对角面也是等腰梯形； ⑷ 棱台经常被补成棱锥，然后利用形似三角形进行研究。 5-3 正棱台的面积和体积公式 S 边数) = n/2 (a + b)·h’ (a 为上底边长，b 为下底边长，h’为棱台的斜高，n 为 棱台侧 S = S + S + S 棱台全