小學(xué)三角形教案
發(fā)表時(shí)間:2020-10-13多邊形的面積和面積變換。
競(jìng)賽講座32-多邊形的面積和面積變換
本講在初二幾何范圍內(nèi),通過實(shí)例對(duì)平面圖形的面積和用面積變換解幾何題作些簡(jiǎn)單介紹.所用知識(shí)不多,簡(jiǎn)列如下:
(1)全等形的面積相等;
(2)多邊形的面積定理(三角形、梯形等,略);
(3)等底等高的三角形,平行四邊形,梯形的面積相等(對(duì)梯形底相等應(yīng)理解為兩底和相等);
(4)等底(等高)的三角形,平行四邊形,梯形的面積比等于這底上的高(這高對(duì)應(yīng)的底)的比.
以下約定以△ABC同時(shí)表示△ABC的面積.
1.多邊形的面積
例1(第34屆美國中學(xué)數(shù)學(xué)競(jìng)賽題)在圖23-1的平面圖形中,邊AF與CD平行,BC與ED平行,各邊長(zhǎng)為1,且∠FAB=∠BCD=,該圖形的面積是()
(A)(B)1(C)(D)(E)2
分析將這個(gè)圖形分解為若干個(gè)基本圖形——三角形,連BF、BE、BD得四個(gè)與△ABF全等的正三角形,進(jìn)一步計(jì)算可得圖形面積為.所以選(D).
例2(第5屆美國數(shù)學(xué)邀請(qǐng)賽試題)如圖23-2五條線段把矩形ABCD分成了面積相等的四部分,其中XY=YB+BC+CZ=ZW=WD+DA+AX,而PQ平行于AB.如果BC=19cm,PQ=87cm,則AB的長(zhǎng)度等于_________.
分析如圖,延長(zhǎng)PQ交AD、CB于E、F.由YB+BC+CZ=WD+DA+AX知a+c=b+d,又梯形PQWZ與梯形PQYX面積相等,故E、F分別為AD、CB的中點(diǎn).
而SAXPWD=SBYQZC,∴EP=QF,設(shè)為e.
由SAXPWD=SPQZW得
∴2e=106,
∴AB=2e+87=193.
例3.如圖23-3四邊形ABCD的兩邊BA和CD相交于G,E、F各為BD、AC的中點(diǎn).試證:△EFG的面積等于四邊形ABCD面積的四分之一.
分析注意到E、F各為BD、AC的中點(diǎn),連結(jié)EA、EC和FD.則
如果能夠證明△EFG的面積等于四邊形AEFD的面積,問題即可解決.為此,取AD的中點(diǎn)P,連PE、PF,則PE∥GB,PF∥GC.于是△GEP=△AEP,△GFP=△DFP.而△PEF公用.∴△GEF=SAEFD.至此,問題得解.證明略.
2.利用面積變換解幾何題
先看一個(gè)例子.
例4.以直角三角形ABC的兩直角邊AC、BC為一邊各向外側(cè)作正方形ACDE、BCGH,連結(jié)BE、AH分別交AC、BC于P、Q.求證:CP=CQ.
證明(如圖23-4)顯然S△GCQ=S△HCQ,
∵HB∥AG,
∴S△GCQ=S△ACH=S△ABC.
同理,S△BDP=S△ABC.
∴S△AGQ=S△BDP,
∴CQAG=CPBD.
∵AG=AC+GC
=DC+BC=BD,
∴CP=CQ.
此例是關(guān)于平面圖形中線段的等式,看似與面積無關(guān),然而我們卻利用圖形之間面積的等量關(guān)系達(dá)到了證明的目的.這種不考慮圖形的形狀只從圖形的面積關(guān)系入手來研究圖形的度量關(guān)系和位置關(guān)系的方法即所謂面積變換.
例5(第37屆美國中學(xué)數(shù)學(xué)競(jìng)賽題)圖23-5中,ABCDE是正五邊形,AP、AQ和AR是由A向CD、CB和DE的延長(zhǎng)線上所引的垂線.設(shè)O是正五邊形的中心,若OP=1,則AO+AQ+AR等于().
(A)3(B)1+
(C)4(D)2+(E)5
分析因題設(shè)中AP、AQ、AR分別與CD、CB、DE垂直,這就便于利用面積作媒介.注意到
即
由CD=BC=DE,
則AP+AQ+AR=5OP
故AO+AQ+AR=4.應(yīng)選(C).
例6(第37屆美國中學(xué)數(shù)學(xué)競(jìng)賽題)不等邊三角形ABC的兩條高的長(zhǎng)度分別為4和12.若第三條高也為整數(shù),那么它的長(zhǎng)度最大可能是().
(A)4(B)5(C)6(D)7
(E)不同于(A)-(D)的答案
解設(shè)△ABC第三邊上的高為h,面積為S,則該三角形的三邊可表示為
顯見>.據(jù)“三角形兩邊之和大于第三邊”有+>,+>.
解得3<h<6.所以選(B).
例7圖23-6中,已知AB是直角三角形ABC的斜邊,在射線AC、BC上各取一點(diǎn)、,使P、Q是△ABC內(nèi)兩點(diǎn),如果P,Q到△ABC各邊的距離之和相等,則PQ∥;反之亦然.
證明設(shè)P、Q到△ABC各邊的距離之和分別為S(P),S(Q).連PA、PB、P、P,不難發(fā)現(xiàn)△APB+△AP+△PB-△P=△ABC-△C(定值).
于是
=
同理,
顯然,當(dāng)S(P)=S(Q)時(shí),,
∴PQ∥
反之,當(dāng)PQ∥時(shí),
∴S(P)=S(Q).
3.一個(gè)定理的應(yīng)用定理
已知△ABC、△DBC共邊BC,AD交BC或其延長(zhǎng)線于E,則
分析當(dāng)B或C點(diǎn)與E重合時(shí),結(jié)論顯然成立.當(dāng)B、C都不與E重合時(shí),有兩種情況:若E在BC之間,由△ABE=易知結(jié)論成立;若E在BC之外類似可證.證明略.
這個(gè)定理敘述的事實(shí)雖然簡(jiǎn)單,但卻能解決大問題.
例8(1987年全國初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)如圖23-8已知四邊形ABCD內(nèi)有一點(diǎn)E,連接AE、BE、CE、DE,將四邊形ABCD分成四個(gè)面積相等的三角形,那么命題().
甲.ABCD是凸四邊形;此處無圖
乙.E是對(duì)角線AC的中點(diǎn)或?qū)蔷€BD的中點(diǎn);
丙.ABCD是平行四邊形中.
(A)只有甲正確(B)只有乙正確(C)甲、乙、丙都正確(D)甲、乙、丙都不正確
分析如果ABCD是以AC為對(duì)稱軸的凹四邊形,易見AC的中點(diǎn)具有題中E點(diǎn)所要求的性質(zhì),所以甲、丙都不正確.
設(shè)AE、BE、CE、DE將四邊形ABCD分成四個(gè)面積相等的三角形,BD、AC交于F,由△ABE=△ADE及本講定理知F是BD的中點(diǎn),即E在AF上.
如果F與E重合,則E是BD的中點(diǎn),乙成立.如果F與E不重合,同理由△BEC=△DEC是E在直線CF上,也就是說A、C都在直線EF上.再由△ABE=△BEC,得AE=EC,所以E是AC的中點(diǎn),乙成立.所以選(B).
如果將三點(diǎn)A、B、C在一條直線上看成是△ABC的蛻化情況,那么A、B、C三點(diǎn)共線等價(jià)于△ABC=0.由此引出證明三點(diǎn)共線的一條極自然的思路:欲證三點(diǎn)A、B、C共線,只要證明△ABC=0.為了計(jì)算△ABC的面積,常在A、B、C之外適當(dāng)選一點(diǎn)P,如果△PAB、△PBC、△PAC三者之中一個(gè)等于另兩個(gè)之和,則自然有△ABC=0,這方面?zhèn)鹘y(tǒng)的例子是梅內(nèi)勞斯定理的證明.
例9在圖33-9△ABC的兩邊AB、AC上分別取E、F兩點(diǎn),在BC的延長(zhǎng)線上取點(diǎn)D,使
則D、E、F三點(diǎn)共線.此處無圖
證明設(shè)則
于是①
②
③
由①、②、③易得△BDE=△BEF+△BDF,
∴D、E、F三點(diǎn)共線.
說明:A、B、C共線即點(diǎn)B在直線AC上.由此即知欲證l1、l2、l3共點(diǎn),只要證l1、l2的交點(diǎn)B在直線l3上,若在l3上別取點(diǎn)A、C,則只要證明△ABC=0即可.看來三線共點(diǎn)的問題可轉(zhuǎn)化為三點(diǎn)共線來解決,這方面典型的例子是塞瓦定理的證明(見練習(xí)題).
最后,我們來看一個(gè)漂亮的作圖問題.
例10設(shè)A、B是直線l1上的兩點(diǎn),而C、D是直線l2上的兩點(diǎn),l1與l2交于O,作出平面上一切滿足條件△PAB=△PCD的點(diǎn)P.
分析如圖23-10,在l1上取E、F,使O為EF中點(diǎn)且EO=AB;在l2上取G、H,使O為GH中點(diǎn)且GO=CD.不妨設(shè)E、G、F、H之順序使EGFH成為以O(shè)為中心的平行四邊形.設(shè)EG、GF、FH、HE之中點(diǎn)順次為M、S、N、R,則P點(diǎn)為直線MN和RS上的一切點(diǎn).
設(shè)P為RS上或MN上任一點(diǎn),由作圖知△PAB=△PFO,△PCD=△PGO.由本講定理知△PFO=△PGO,所以△PAB=△PCD.當(dāng)P點(diǎn)不在直線MN上且不在RS上時(shí),可以用反證法證明△PAB≠△PCD.
練習(xí)二十三
1.選擇題
(1)等腰△ABC中,一腰上的高線長(zhǎng)為,這個(gè)高線與底邊的夾角是,△ABC的面積是().
(A)(B)2(C)2(D)(E)以上答案都不對(duì)
(2)如圖,ABCD是面積為1的正方形,△PBC為正三角形,則△BPD的面積為().
(A)(B)(C)(D)(E)
(3)已知等腰△ABC一腰上的中線為15,底邊上的高為18,則△ABC的面積是().
(A)124(B)144(C)150(D)以上答案都不對(duì)
2.填空題
(1)已知一張矩形紙片ABCD,AB=a,BC=Ka,將紙片折疊一次,使頂點(diǎn)A與C重合,如果紙片不重合部分面積為,則K=__________.
(2)已知等腰梯形ABCD的兩對(duì)角線AC、BD互相垂直相交,且梯形的面積為100cm2,則梯形的高h(yuǎn)=_________.
(3)(第3屆美國數(shù)學(xué)邀請(qǐng)賽試題)如圖所示,將△ABC的三個(gè)頂點(diǎn)與同一個(gè)內(nèi)點(diǎn)連接起來,所得三條聯(lián)線把△ABC分成六個(gè)小三角形,其中四個(gè)小三角形的面積已在圖上標(biāo)明.△ABC的面積是_________.
(4)(1984年西安初中數(shù)學(xué)競(jìng)賽題)設(shè)△ABC的面積為1,則△DEF的面積是___________.
3.如圖,B在AC上,Q在PR上,PB∥QC,AQ∥BR.求證:AP∥CR.
4.(1974年加拿大中學(xué)生笛卡爾數(shù)學(xué)競(jìng)賽題)設(shè)AD為△ABC一中線,引任一直線CF交AD于E,交AB于F.
證明AEFB=2AFED.
5.(塞瓦定理)設(shè)X、Y、Z分別是△ABC的邊BC、CA、AB上的點(diǎn),若
則AX、BY、CZ三線共點(diǎn).
6.(1983年中學(xué)生聯(lián)合數(shù)學(xué)競(jìng)賽題)如圖,在四邊形ABCD中△ABD,△BCD,△ABC的面積比是3:4:1,點(diǎn)M,N分別在AC,CD上,滿足AM:AC=CN:CD,并且B、M、N三點(diǎn)共線,求證:M與N分別是AC與CD的中點(diǎn).
此處無圖
7.P為△ABC內(nèi)部一點(diǎn),P到邊AB、AC的距離為PE、PF,PE=q,PF=r,PA=x,求證:ax≥cq+br.(a,b,c為相應(yīng)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的邊長(zhǎng))
8.三角形的兩邊不等,則大邊加上這邊上的高,不小于小邊加上小邊上的高.
9.設(shè)△ABC的面積S=1.試分別在邊BC、CA、AB上依次我一內(nèi)點(diǎn)E、F、G,使得△EFG的面積適合<<
練習(xí)二十三
1.ADB
2.(1)4-.(2)10(3)315.
(4)
3.連PC、BQ.△PQC=△BQC,△ABR=△BQR
∴△PRC=SQRCB=△ARC,∴AP∥CR.
4.連BE后,引入三個(gè)面積參數(shù),即S1=△AEF,S2=△BEF,S3=△BED=△DEC則△AEC=△ABE=S1+S2.
5.設(shè)AX與BY交于點(diǎn)O,連ZO、OC.設(shè)易知△AOZ=λ△BOZ,△AOC=λμ△AOB=λμ()=λ△BOC,
∴△BOZ+△BOC=△ABC-△AOZ-△AOC
=△ABC-λ△BOZ-λ△BOC
∴△BOZ+△BOC=△ABC=△BZC
∴Z、O、C共線.∴AX、BY、CZ共點(diǎn).
6.設(shè)及△ABC=1.
這時(shí),△ABD=3,△BCD=4,△ACD=3+4-1=6.△ABM=r,△BCM=1-r,△BCN=4r,△ACN=6r,△CNM=△BCN-△BCM=4r-(1-r)=5r-1,△AMN=△ACN-△CNM=6r-(5r-1)=r+1
.因此,所以解得即M與N分別是AC與CD的中點(diǎn).
7作AH⊥BC,設(shè)AH=h.又作PD⊥BC,設(shè)PD=p.顯然ah=ap+cq+rb,∴cq+br=a(h-p)≤ax.
8.如圖,設(shè)AB=c,AC=b,c>b.BD=hb,CE=hc.易知b-hc≥0,c-hb≥0,chc=bhb.∴bc-chc=bc-bhb=b(c-hb)<c(c-hb),即c(b-hc)<c(c-hb),∴b-hc<c-hb,即b+hb<c+hc.
9.作法:如圖,作△ABC的中位線B′C′并延長(zhǎng)B′C′至M,使B′M=B′C′.作B′E⊥BC,垂足為E(當(dāng)∠A為△ABC的最大內(nèi)角時(shí),E必為BC的內(nèi)點(diǎn)),作MD∥B′E,交AB于D.選DC′的任一內(nèi)點(diǎn)G,連結(jié)GB′、CE,并將點(diǎn)B′改名為F,則△EFG即為所求.
練習(xí)二十三
1.ADB
2.(1)4-.(2)10(3)315.
(4)
3.連PC、BQ.△PQC=△BQC,△ABR=△BQR
∴△PRC=SQRCB=△ARC,∴AP∥CR.
4.連BE后,引入三個(gè)面積參數(shù),即S1=△AEF,S2=△BEF,S3=△BED=△DEC則△AEC=△ABE=S1+S2.
5.設(shè)AX與BY交于點(diǎn)O,連ZO、OC.設(shè)易知△AOZ=λ△BOZ,△AOC=λμ△AOB=λμ()=λ△BOC,
∴△BOZ+△BOC=△ABC-△AOZ-△AOC
=△ABC-λ△BOZ-λ△BOC
∴△BOZ+△BOC=△ABC=△BZC
∴Z、O、C共線.∴AX、BY、CZ共點(diǎn).
7.設(shè)及△ABC=1.
這時(shí),△ABD=3,△BCD=4,△ACD=3+4-1=6.△ABM=r,△BCM=1-r,△BCN=4r,△ACN=6r,△CNM=△BCN-△BCM=4r-(1-r)=5r-1,△AMN=△ACN-△CNM=6r-(5r-1)=r+1
.因此,所以解得即M與N分別是AC與CD的中點(diǎn).
7作AH⊥BC,設(shè)AH=h.又作PD⊥BC,設(shè)PD=p.顯然ah=ap+cq+rb,∴cq+br=a(h-p)≤ax.
此處無圖
8.如圖,設(shè)AB=c,AC=b,c>b.BD=hb,CE=hc.易知b-hc≥0,c-hb≥0,chc=bhb.∴bc-chc=bc-bhb=b(c-hb)<c(c-hb),即c(b-hc)<c(c-hb),∴b-hc<c-hb,即b+hb<c+hc.
9.作法:如圖,作△ABC的中位線B′C′并延長(zhǎng)B′C′至M,使B′M=B′C′.作B′E⊥BC,垂足為E(當(dāng)∠A為△ABC的最大內(nèi)角時(shí),E必為BC的內(nèi)點(diǎn)),作MD∥B′E,交AB于D.選DC′的任一內(nèi)點(diǎn)G,連結(jié)GB′、CE,并將點(diǎn)B′改名為F,則△EFG即為所求.
此處無圖.
相關(guān)知識(shí)
球的表面積與體積
第三課時(shí)球的表面積與體積
(一)教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)了解球的表面積與體積公式(不要求記憶公式).
(2)培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力和思維能力.
2.過程與方法
通過作軸截面,尋找旋轉(zhuǎn)體類組合體中量與量之間的關(guān)系.
3.情感、態(tài)度與價(jià)值
讓學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)空間幾何體的結(jié)構(gòu)特征,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.
(二)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):球的表面積與體積的計(jì)算
難點(diǎn):簡(jiǎn)單組合體的體積計(jì)算
(三)教學(xué)方法
講練結(jié)合
教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容師生互動(dòng)設(shè)計(jì)意圖
新課引入復(fù)習(xí)柱體、錐體、臺(tái)體的表面積和體積,點(diǎn)出主題.師生共同復(fù)習(xí),教師點(diǎn)出點(diǎn)題(板書)復(fù)習(xí)鞏固
探索新知1.球的體積:
2.球的表面積:
師:設(shè)球的半徑為R,那么它的體積:,它的面積現(xiàn)在請(qǐng)大家觀察這兩個(gè)公式,思考它們都有什么特點(diǎn)?
生:這兩個(gè)公式說明球的體積和表面積都由球的半徑R惟一確定.其中球的體積是半徑R的三次函數(shù),球的表面積是半徑R的二次函數(shù).
師(肯定):球的體積公式和球的表面積公式以后可以證明.這節(jié)課主要學(xué)習(xí)它們的應(yīng)用.加強(qiáng)對(duì)公式的認(rèn)識(shí)培養(yǎng)學(xué)生理解能力
典例分析例1如圖,圓柱的底面直徑與高都等于球的直徑.求證:
(1)球的體積等于圓柱體積的;
(2)球的表面積等于圓柱的側(cè)面積.
證明:(1)設(shè)球的半徑為R,則圓柱的底面半徑為R,高為2R.
因?yàn)椋?br>
,
所以,.
(2)因?yàn)椋?br>
,
所以,S球=S圓柱側(cè).
例2球與圓臺(tái)的上、下底面及側(cè)面都相切,且球面面積與圓臺(tái)的側(cè)面積之比為3:4,則球的體積與圓臺(tái)的體積之比為()
A.6:13B.5:14
C.3:4D.7:15
【解析】如圖所示,作圓臺(tái)的軸截面等腰梯形ABCD,球的大圓O內(nèi)切于梯形ABCD.
設(shè)球的半徑為R,圓臺(tái)的上、下底面半徑分別為r1、r2,由平面幾何知識(shí)知,圓臺(tái)的高為2R,母線長(zhǎng)為r1+r2.
∵∠AOB=90°,OE⊥AB(E為切點(diǎn)),
∴R2=OE2=AEBE=r1r2.
由已知S球∶S圓臺(tái)側(cè)=4R2∶(r1+r2)2=3∶4
(r1+r2)2=
V球∶V圓臺(tái)=
=故選A.
例3在球面上有四個(gè)點(diǎn)P、A、B、C,如果PA、PB、PC兩兩垂直且PA=PB=PC=a,求這個(gè)球的體積.
解:∵PA、PB、PC兩兩垂直,
PA=PB=PC=a.
∴以PA、PB、PC為相鄰三條棱可以構(gòu)造正方體.
又∵P、A、B、C四點(diǎn)是球面上四點(diǎn),
∴球是正方體的外接球,正方體的對(duì)角線是球的直徑.
∴.
∴
教師投影例1并讀題,學(xué)生先獨(dú)立完成.教師投影答案并點(diǎn)評(píng)(本題聯(lián)系各有關(guān)量的關(guān)鍵性要素是球的半徑)
教師投影例2并讀題,
師:請(qǐng)大家思考一下這道題中組合體的結(jié)構(gòu)特征.
生:球內(nèi)切于圓臺(tái).
師:你準(zhǔn)備怎樣研究這個(gè)組合體?
生:畫出球和圓臺(tái)的軸截面.
師:圓臺(tái)的高與球的哪一個(gè)量相等?
生:球的直徑.
師:根據(jù)球和圓臺(tái)的體積公式,你認(rèn)為本題解題關(guān)鍵是什么?
生:求出球的半徑與圓臺(tái)的上、下底面半徑間的關(guān)系.
師投影軸截面圖,邊分析邊板書有關(guān)過程.
師:簡(jiǎn)單幾何體的切接問題,包括簡(jiǎn)單幾何體的內(nèi)外切和內(nèi)外接,在解決這類問題時(shí)要準(zhǔn)確地畫出它們的圖形,一般要通過一些特殊點(diǎn),如切點(diǎn),某些頂點(diǎn),或一些特殊的線,如軸線或高線等,作幾何體的截面,在截面上運(yùn)用平面幾何的知識(shí),研究有關(guān)元素的位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系,進(jìn)而把問題解決.
教師投影例3并讀題,學(xué)生先思考、討論,教師視情況控制時(shí)間,給予引導(dǎo),最后由學(xué)生分析,教師板書有關(guān)過程.
師:計(jì)算球的體積,首先必須先求出球的半徑.由于PA、PB、PC是兩兩垂直的而且相等的三條棱,所以P–ABC可以看成一個(gè)正方體的一角,四點(diǎn)P、A、B、C在球上,所以此球可視為PA、PB、PC為相鄰三條棱的正方體的外接球,其直徑為正方體的對(duì)角線.本題較易,學(xué)生獨(dú)立完成,有利于培養(yǎng)學(xué)生問題解決的能力.
通過師生討論,突破問題解決的關(guān)鍵,培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力和問題解決的能力.
本題有兩種解題方法,此處采用構(gòu)造法解題,目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想,轉(zhuǎn)化化歸的能力.另一種方法,因要應(yīng)用球的性質(zhì),可在以后討論.
隨堂練習(xí)1.(1)將一個(gè)氣球的半徑擴(kuò)大1倍,它的體積擴(kuò)大到原來的幾倍?
(2)一個(gè)正方體的頂點(diǎn)都在球面上,它的棱長(zhǎng)是acm,求球的體積.
(3)一個(gè)球的體積是100cm2,試計(jì)算它的表面積(取3.14,結(jié)果精確到1cm2,可用計(jì)算器).
參考答案:
1.(1)8倍;(2)(3)104.學(xué)生獨(dú)立完成鞏固所學(xué)知識(shí)
歸納總結(jié)1.球的體積和表面積
2.等積變換
3.軸截面的應(yīng)用學(xué)生獨(dú)立思考、歸納,然后師生共同交流、完善歸納知識(shí),提高學(xué)生自我整合知識(shí)的能力.
課后作業(yè)1.3第三課時(shí)習(xí)案學(xué)生獨(dú)立完成固化練習(xí)
提升能力
備用例題
例1.已知過球面上三點(diǎn)A、B、C的截面到球心的距離等于球半徑的一半,且AC=BC=6,AB=4,求球面面積與球的體積.
【分析】可以用球的截面性質(zhì)。即截面小圓的圓心到球心的線段垂直于截面小圓平面.
【解析】如圖,設(shè)球心為O,球半徑為R,作OO1⊥平面ABC于O1,由于OA=OB=OC=R,則O1是△ABC的外心.
設(shè)M是AB的中點(diǎn),由于AC=BC,則O1∈CM.
設(shè)O1M=x,易知O1M⊥AB,則O1A=,O1C=CM–O1M=–x
又O1A=O1C
∴.解得
則O1A=O1B=O1C=.
在Rt△OO1A中,O1O=,∠OO1A=90°,OA=R,
由勾股定理得.解得.
故.
例2.如圖所示棱錐P–ABCD中,底面ABCD是正方形,邊長(zhǎng)為a,PD=a,PA=PC=,且PD是四棱錐的高.
(1)在這個(gè)四棱錐中放入一個(gè)球,求球的最大半徑;
(2)求四棱錐外接球的半徑.
【分析】(1)當(dāng)所放的球與四棱錐各面都相切時(shí)球的半徑最大,即球心到各個(gè)面的距離均相等,聯(lián)想到用體積分割法求解.(2)四棱錐的外接球的球心到P、A、B、C、D五點(diǎn)的距離均為半徑,只要找出球心的位置即可.球心O在過底面中心E且垂直于底面的垂線上.
【解析】(1)設(shè)此球半徑為R,最大的球應(yīng)與四棱錐各個(gè)面都相切,設(shè)球心為S,連結(jié)SA、SB、SC、SP,則把此四棱錐分為五個(gè)棱錐,設(shè)它們的高均為R.
,
,
,
S□ABCD=a2.
VP–ABCD=VS–PDA+VS–PDC+VS–ABCD+VS–PAB+Vs–PBC,
,
,
所以,,
即球的最大半徑為.
(2)法一:設(shè)PB的中點(diǎn)為F.
因?yàn)樵赗t△PDB中,F(xiàn)P=FB=FD,
在Rt△PAB中,F(xiàn)A=FP=FB,
在Rt△PBC中,F(xiàn)P=FB=FC,
所以FP=FB=FA=FC=FD.
所以F為四棱錐外接球的球心,則FP為外接球的半徑.
法二:球心O在如圖EF上,設(shè)OE=x,EA=,
又
即球心O在PB中點(diǎn)F上.
【評(píng)析】方法二為求多面體(底面正多面邊形)外接球半徑的通法;求多面體內(nèi)切球半徑經(jīng)常采用體積分割求和方法.
柱體、錐體、臺(tái)體的表面積
第一課時(shí)柱體、錐體、臺(tái)體的表面積
(一)教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)了解柱體、錐體與臺(tái)體的表面積(不要求記憶公式).
(2)能運(yùn)用公式求解柱體、錐體和臺(tái)體的全面積.
(3)培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力和思維能力.
2.過程與方法
讓學(xué)生經(jīng)歷幾何體的側(cè)面展開過程,感知幾何體的形狀,培養(yǎng)轉(zhuǎn)化化歸能力.
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過學(xué)習(xí),使學(xué)生感受到幾面體表面積的求解過程,激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的意識(shí),增強(qiáng)學(xué)習(xí)的積極性.
(二)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):柱體、錐體、臺(tái)體的表面積公式的推導(dǎo)與計(jì)算.
難點(diǎn):展開圖與空間幾何體的轉(zhuǎn)化.
(三)教學(xué)方法
學(xué)導(dǎo)式:學(xué)生分析交流與教師引導(dǎo)、講授相結(jié)合.
教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容師生互動(dòng)設(shè)計(jì)意圖
新課導(dǎo)入問題:現(xiàn)有一棱長(zhǎng)為1的正方體盒子AC′,一只螞蟻從A點(diǎn)出發(fā)經(jīng)側(cè)面到達(dá)A′點(diǎn),問這只螞蟻?zhàn)哌叺淖疃搪烦淌嵌嗌伲?br>
學(xué)生先思考討論,然后回答.
學(xué)生:將正方體沿AA′展開得到一個(gè)由四個(gè)小正方形組成的大矩形如圖
則即所求.
師:(肯定后)這個(gè)題考查的是正方體展開圖的應(yīng)用,這節(jié)課,我們圍繞幾何體的展開圖討論幾何體的表面積.情境生動(dòng),激發(fā)熱情教師順勢(shì)帶出主題.
探索新知1.空間多面體的展開圖與表面積的計(jì)算.
(1)探索三棱柱、三棱錐、三棱臺(tái)的展開圖.
(2)已知棱長(zhǎng)為a,各面均為等邊三角形S–ABC(圖1.3—2),求它的表面積.
解:先求△SBC的面積,過點(diǎn)S作SD⊥BC,交B于D,因?yàn)锽C=a,
∴.
∴四面體S–ABC的表面積
.
師:在初中,我們已知學(xué)習(xí)了正方體和長(zhǎng)方體的表面積以及它們的展開圖,你知道上述幾何體的展開圖與其表面積的關(guān)系嗎?
生:相等.
師:對(duì)于一個(gè)一般的多面,你會(huì)怎樣求它的表面積.
生:多面體的表面積就是各個(gè)面的面積之和,我們可以把它展成平面圖形,利用平面圖形求面積的方法求解.
師:(肯定)棱柱、棱錐、棱臺(tái)邊是由多個(gè)平面圖形圍成的多面體,它們的展開圖是什么?如何計(jì)算它們的體積?
……
生:它的表面積都等于表面積與側(cè)面積之和.
師以三棱柱、三棱錐、三棱臺(tái)為例,利用多媒體設(shè)備投放它們的展開圖,并肯定學(xué)生說法.
師:下面讓我們體會(huì)簡(jiǎn)單多面體的表面積的計(jì)算.
師打出投影片、學(xué)生閱讀、分析題目、整理思想.
生:由于四面體S–ABC的四個(gè)面都全等的等邊三角形,所以四面體的表面積等于其中任何一個(gè)面積的4倍.
學(xué)生分析,教師板書解答過程.
讓學(xué)生經(jīng)歷幾何體展開過程感知幾何體的形狀.
推而廣之,培養(yǎng)探索意識(shí)會(huì)
探索新知2.圓柱、圓錐、圓臺(tái)的表面積
(1)圓柱、圓錐、圓臺(tái)的表面積公式的推導(dǎo)
S圓柱=2r(r+1)
S圓錐=r(r+1)
S圓臺(tái)=(r12+r2+r1l+rl)
(2)討論圓臺(tái)的表面積公式與圓柱及圓錐表面積公式之間的變化關(guān)系
(3)例題分析
例2如圖所示,一個(gè)圓臺(tái)形花盆盆口直徑為20cm,盆底直徑為15cm,底部滲水圓孔直徑為1.5cm,盆壁長(zhǎng)15cm.為了美化花盆的外觀,需要涂油漆.已知每平方米用100毫升油漆,涂100個(gè)這樣的花盆需要多少油漆(取3.14,結(jié)果精確到1毫升,可用計(jì)算器)?
分析:只要求出每一個(gè)花盆外壁的表面積,就可求出油漆的用量.而花盆外壁的表面積等于花盆的側(cè)面面積加上下底面面積,再減去底面圓孔的面積.
解:如圖所示,由圓臺(tái)的表積公式得一個(gè)花盆外壁的表面積
≈1000(cm2)=0.1(m2).
涂100個(gè)花盆需油漆:0.1×100×100=1000(毫升).
答:涂100個(gè)這樣的花盆約需要1000毫升油漆.師:圓柱、圓錐的側(cè)面展開圖是什么?
生:圓柱的側(cè)面展開圖是一個(gè)矩形,圓錐的側(cè)面展開圖是一個(gè)扇形.
師:如果它們的底面半徑均是r,母線長(zhǎng)均為l,則它們的表面積是多少?
師:打出投影片(教材圖1.3.3和圖1.3—4)
生1:圓柱的底面積為,側(cè)面面積為,因此,圓柱的表面積:
生2:圓錐的底面積為,側(cè)面積為,因此,圓錐的表面積:
師:(肯定)圓臺(tái)的側(cè)面展開圖是一個(gè)扇環(huán),如果它的上、下底面半徑分別為r、r′,母線長(zhǎng)為l,則它的側(cè)面面積類似于梯形的面積計(jì)算S側(cè)=
所以它的表面積為
現(xiàn)在請(qǐng)大家研究這三個(gè)表面積公式的關(guān)系.
學(xué)生討論,教師給予適當(dāng)引導(dǎo)最后學(xué)生歸納結(jié)論.
師:下面我們共同解決一個(gè)實(shí)際問題.
(師放投影片,并讀題)
師:本題只要求出花盆外壁的表面積,就可求出油漆的用量,你會(huì)怎樣用它的表面積.
生:花盆的表積等于花盆的側(cè)面面積加上底面面積,再減去底面圓孔的面積.(學(xué)生分析、教師板書)讓學(xué)生自己推導(dǎo)公式,加深學(xué)生對(duì)公式的認(rèn)識(shí).
用聯(lián)系的觀點(diǎn)看待三者之間的關(guān)系,更加方便于學(xué)生對(duì)空間幾何體的了解和掌握,靈活運(yùn)用公式解決問題.
隨堂練習(xí)1.練習(xí)圓錐的表面積為acm2,且它的側(cè)面展開圖是一個(gè)半圓,求這個(gè)圓錐的底面直徑.
2.如圖是一種機(jī)器零件,零件下面是六棱柱(底面是正六邊形,側(cè)面是全等的矩形)形,上面是圓柱(尺寸如圖,單位:mm)形.電鍍這種零件需要用鋅,已知每平方米用鋅0.11kg,問電鍍10000個(gè)零件需鋅多少千克(結(jié)果精確到0.01kg)
答案:1.m;
2.1.74千克.學(xué)生獨(dú)立完成
歸納總結(jié)1.柱體、錐體、臺(tái)體展開圖及表面積公式1.
2.柱體、錐體、臺(tái)體表面積公式的關(guān)系.學(xué)生總結(jié),老師補(bǔ)充、完善
作業(yè)1.3第一課時(shí)習(xí)案學(xué)生獨(dú)立完成固化知識(shí)
提升能力
備用例題
例1直平行六面體的底面是菱形,兩個(gè)對(duì)角面面積分別為Q1,Q2,求直平行六面體的側(cè)面積.
【分析】解決本題要首先正確把握直平行六面體的結(jié)構(gòu)特征,直平行六面體是側(cè)棱與底面垂直的平行六面體,它的兩個(gè)對(duì)角面是矩形.
【解析】如圖所示,設(shè)底面邊長(zhǎng)為a,側(cè)棱長(zhǎng)為l,兩條底面對(duì)角線的長(zhǎng)分別為c,d,即BD=c,AC=d,則
由(1)得,由(2)得,代入(3)得,
∴,∴.
∴S側(cè)=.
例2一個(gè)正三棱柱的三視圖如圖所示,求這個(gè)三棱柱的表面積.
【解析】由三視圖知正三棱柱的高為2mm.
由左視圖知正三棱柱的底面三角形的高為mm.
設(shè)底面邊長(zhǎng)為a,則,∴a=4.
∴正三棱柱的表面積為
S=S側(cè)+2S底=3×4×2+2×
(mm2).
例3有一根長(zhǎng)為10cm,底面半徑是0.5cm的圓柱形鐵管,用一段鐵絲在鐵管上纏繞8圈,并使鐵絲的兩個(gè)端點(diǎn)落在圓柱的同一母線的兩端,則鐵絲的最短長(zhǎng)度為多少厘米?(精確到0.01cm)
【解析】如圖,把圓柱表面及纏繞其上的鐵絲展開在平面上,得到矩形ABCD.
由題意知,BC=10cm,AB=2cm,點(diǎn)A與點(diǎn)C就是鐵絲的起止位置,故線段AC的長(zhǎng)度即為鐵絲的最短長(zhǎng)度.
∴AC=(cm).
所以,鐵絲的最短長(zhǎng)度約為27.05cm.
【評(píng)析】此題關(guān)鍵是把圓柱沿這條母線展開,將問題轉(zhuǎn)化為平面幾何問題.探究幾何體表面上最短距離,常將幾何體的表面或側(cè)面展開,化折(曲)為直,使空間圖形問題轉(zhuǎn)化為平面圖形問題.空間問題平面化,是解決立體幾何問題基本的、常用的方法.
例4.粉碎機(jī)的下料是正四棱臺(tái)形如圖,它的兩底面邊長(zhǎng)分別是80mm和440mm,高是200mm.計(jì)算制造這一下料斗所需鐵板是多少?
【分析】問題的實(shí)質(zhì)是求四棱臺(tái)的側(cè)面積,欲求側(cè)面積,需求出斜高,可在有關(guān)的直角梯形中求出斜高.
【解析】如圖所示,O、O1是兩底面積的中心,則OO1是高,設(shè)EE1是斜高,在直角梯形OO1E1E中,
EE1=
=
∵邊數(shù)n=4,兩底邊長(zhǎng)a=440,a′=80,斜高h(yuǎn)′=269.
∴S正棱臺(tái)側(cè)==(mm2)
答:制造這一下料斗約需鐵板2.8×105mm2.
空間幾何體的表面積
學(xué)生們有一個(gè)生動(dòng)有趣的課堂,離不開老師辛苦準(zhǔn)備的教案,是時(shí)候?qū)懡贪刚n件了。在寫好了教案課件計(jì)劃后,才能夠使以后的工作更有目標(biāo)性!你們會(huì)寫多少教案課件范文呢?小編為此仔細(xì)地整理了以下內(nèi)容《空間幾何體的表面積》,僅供參考,歡迎大家閱讀。
總課題空間幾何體的表面積和體積總課時(shí)第15課時(shí)
分課題空間幾何體的表面積分課時(shí)第1課時(shí)
教學(xué)目標(biāo)了解柱、錐、臺(tái)、球的表面積的計(jì)算公式.
重點(diǎn)難點(diǎn)柱、錐、臺(tái)、球的表面積計(jì)算公式的運(yùn)用.
引入新課
1.簡(jiǎn)單幾何體的相關(guān)概念:
直棱柱:.
正棱柱:.
正棱錐:.
正棱臺(tái):.
正棱錐、正棱臺(tái)的形狀特點(diǎn):(1)底面是正多邊形;(2)頂點(diǎn)在底面的正投影是底面的中心,即頂點(diǎn)和底面中心連線垂直于底面(棱錐的高);(3)當(dāng)且僅當(dāng)它是正棱錐、正棱臺(tái)時(shí),才有斜高.
平行六面體:.
直平行六面體:.
長(zhǎng)方體:.
正方體:.
2.直棱柱、正棱錐和正棱臺(tái)的側(cè)面積公式:
,其中指的是.
,其中指的是.
.
3.圓柱、圓錐和圓臺(tái)的側(cè)面積公式:
.
.
.
例題剖析
例1設(shè)計(jì)一個(gè)正四棱錐形冷水塔塔頂,高是,底面的邊長(zhǎng)是,制造這種塔頂需要多少平方米鐵板?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
例2一個(gè)直角梯形上底、下底和高之比為.將此直角梯形以垂直于底的腰為軸旋轉(zhuǎn)一周形成一個(gè)圓臺(tái),求這個(gè)圓臺(tái)上底面積、下底面積和側(cè)面積之比.
鞏固練習(xí)
1.已知正四棱柱的底面邊長(zhǎng)是,側(cè)面的對(duì)角線長(zhǎng)是,
則這個(gè)正四棱柱的側(cè)面積為.
2.求底面邊長(zhǎng)為,高為的正三棱錐的全面積.
3.如果用半徑為的半圓形鐵皮卷成一個(gè)圓錐筒,那么這個(gè)圓錐筒的高是多少?
課堂小結(jié)
柱、錐、臺(tái)、球的表面積計(jì)算公式的運(yùn)用.
課后訓(xùn)練
一基礎(chǔ)題
1.棱長(zhǎng)都為的正三棱錐的全面積等于________________________.
2.正方體的一條對(duì)角線長(zhǎng)為,則其全面積為_________________.
3.在正三棱柱中,,且,
則正三棱柱的全面積為_____________________.
4.一張長(zhǎng)、寬分別為、的矩形硬紙板,以這硬紙板為側(cè)面,將它折成正四棱柱,
則此四棱柱的對(duì)角線長(zhǎng)為___________________.
5.已知四棱錐底面邊長(zhǎng)為,側(cè)棱長(zhǎng)為,則棱錐的側(cè)面積為____________________.
6.已知圓臺(tái)的上、下底面半徑為、,圓臺(tái)的高為,則圓臺(tái)的側(cè)面積為_______.
二提高題
7.一個(gè)正三棱臺(tái)的上、下底面邊長(zhǎng)分別為和,高是,求三棱臺(tái)的側(cè)面積.
8.已知一個(gè)正三棱臺(tái)的兩個(gè)底面的邊長(zhǎng)分別為和,側(cè)棱長(zhǎng)為,
求它的側(cè)面積.
三能力題
9.已知六棱錐,其中底面是正六邊形,點(diǎn)在底面的投影是
正六邊形的中心點(diǎn),底面邊長(zhǎng)為,側(cè)棱長(zhǎng)為,求六棱錐
的表面積.
簡(jiǎn)單幾何體的側(cè)面積學(xué)案(精品)
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。作為教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生們充分體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂,幫助教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。怎么才能讓教案寫的更加全面呢?小編收集并整理了“簡(jiǎn)單幾何體的側(cè)面積學(xué)案(精品)”,相信能對(duì)大家有所幫助。
內(nèi)容:簡(jiǎn)單幾何體的側(cè)面積班級(jí)______姓名______
預(yù)習(xí)目標(biāo):
1、了解簡(jiǎn)單幾何體的側(cè)面積和表面積的概念.
2、了解棱柱、棱錐、棱臺(tái)、圓錐、圓臺(tái)的側(cè)面積的計(jì)算公式.
預(yù)習(xí)重點(diǎn):柱體、棱體、臺(tái)體的側(cè)面積、表面積的計(jì)算.
預(yù)習(xí)難點(diǎn):柱體、棱體、臺(tái)體的側(cè)面積公式的推導(dǎo).
預(yù)習(xí)方法:
過程:
預(yù)習(xí)內(nèi)容:
1.兩個(gè)概念
空間幾何體的側(cè)面積:把柱、錐、臺(tái)的側(cè)面沿著它們的一條側(cè)棱或母線剪開后展在一個(gè)平面上,展開圖的面積就是它們的側(cè)面積.
空間幾何體的全面積:側(cè)面積與底面積的和.
2.側(cè)面展開圖
直棱柱的側(cè)面展開圖是一個(gè)________.C:DocumentsandSettingsLenovo桌面簡(jiǎn)單幾何體的側(cè)面積(石油中學(xué)李維華)直棱柱側(cè)面展開圖.exe
圓柱的側(cè)面展開圖是一個(gè)________,它的一條邊長(zhǎng)等于_______,另一條邊長(zhǎng)等于圓柱的____________.C:DocumentsandSettingsLenovo桌面簡(jiǎn)單幾何體的側(cè)面積(石油中學(xué)李維華)p50圓柱體.swf
正棱錐的側(cè)面展開圖是由___________所組成的圖形.C:DocumentsandSettingsLenovo桌面簡(jiǎn)單幾何體的側(cè)面積(石油中學(xué)李維華)正棱錐1.exe
圓錐的側(cè)面展開圖是一個(gè)________,扇形弧長(zhǎng)等于圓錐底面圓的________,它的半徑等于圓錐的__________.C:DocumentsandSettingsLenovo桌面簡(jiǎn)單幾何體的側(cè)面積(石油中學(xué)李維華)p50圓錐.swf
正棱臺(tái)的側(cè)面展開圖是由________________________________所組成的圖形.C:DocumentsandSettingsLenovo桌面簡(jiǎn)單幾何體的側(cè)面積(石油中學(xué)李維華)正棱臺(tái)側(cè)面展開圖.exe
圓臺(tái)的側(cè)面展開圖是一個(gè)________,其內(nèi)圓弧長(zhǎng)等于圓臺(tái)______________,它的外圓弧長(zhǎng)等于圓臺(tái)______________.C:DocumentsandSettingsLenovo桌面簡(jiǎn)單幾何體的側(cè)面積(石油中學(xué)李維華)p51圓臺(tái).swf
3.圓柱、圓錐、圓臺(tái)的側(cè)面積
S圓柱側(cè)=_____,S圓錐側(cè)=πrl.(其中r為底面半徑,l為側(cè)面母線長(zhǎng))
S圓臺(tái)側(cè)=___________.(請(qǐng)同學(xué)們寫出證明過程,并準(zhǔn)備展示)
(其中r1,r2分別為上、下底半徑,l為母線長(zhǎng))
4.直棱柱、正棱錐、正棱臺(tái)的側(cè)面積
S直棱柱側(cè)=______(c為底面周長(zhǎng),h為高)
S正棱錐側(cè)=______(c為底面周長(zhǎng),h′為斜高)
S正棱臺(tái)側(cè)=12(c+c′)h′(c′,c分別為上、下底面周長(zhǎng),h′為斜高)
提出質(zhì)疑:
同學(xué)們,通過你的自主學(xué)習(xí),你還有那些疑惑,請(qǐng)?zhí)钤谙旅娴谋砀裰?br>
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1、了解簡(jiǎn)單幾何體的側(cè)面積和表面積的概念.
2、了解棱柱、棱錐、棱臺(tái)、圓錐、圓臺(tái)的側(cè)面積的計(jì)算公式.熟悉臺(tái)體與柱體和錐體之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系.
3、會(huì)分析柱體、錐體、臺(tái)體及其簡(jiǎn)單組合體的結(jié)構(gòu)特征.會(huì)利用面積公式解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題.
4、通過了解簡(jiǎn)單幾何體的面積計(jì)算公式,進(jìn)一發(fā)展學(xué)生將空間問題平面化的基本思想.
重點(diǎn):柱體、棱體、臺(tái)體的面積及公式的應(yīng)用.
難點(diǎn):不同空間幾何體側(cè)面積公式之間的聯(lián)系與區(qū)別.
合作探究:
基于學(xué)生已有的對(duì)空間幾何體側(cè)面展開的知識(shí)基礎(chǔ),通過提供直觀形象的側(cè)面展開圖,給出柱、錐、臺(tái)的側(cè)面積公式,體現(xiàn)了空間問題平面化的思想.
將圓柱、圓錐、圓臺(tái)的側(cè)面積公式進(jìn)行類比,感受它們的區(qū)別和聯(lián)系
將直棱柱、正棱錐、正棱臺(tái)的側(cè)面積公式進(jìn)行類比,感受它們的區(qū)別和聯(lián)系.
將柱體、錐體、臺(tái)體的側(cè)面積公式進(jìn)行類比,感受它們的區(qū)別和聯(lián)系.
知識(shí)點(diǎn)一:多面體的側(cè)面積與表面積的計(jì)算
例1、正四棱錐底面正方形邊長(zhǎng)為4cm,高與斜高的夾角為30°,求正四棱錐的側(cè)面積和表面積.(單位:cm2)
點(diǎn)評(píng)求棱柱、棱錐、棱臺(tái)的表面積,就是在側(cè)面積的基礎(chǔ)上加上底面面積,因此在求表面積時(shí)需要注意先按照求側(cè)面積的方法把棱柱、棱錐、棱臺(tái)的側(cè)面積求出來,然后再把它們的底面面積計(jì)算出來,將二者相加即可,而求側(cè)面積時(shí)要設(shè)法把斜高求出來,而這可通過解直角三角形求得.
變式訓(xùn)練1已知正四棱臺(tái)上底面邊長(zhǎng)為4cm,側(cè)棱和下底面邊長(zhǎng)都是8cm,求它的側(cè)面積.
知識(shí)點(diǎn)二:旋轉(zhuǎn)體的側(cè)面積計(jì)算
例2、設(shè)圓臺(tái)的高為3,在軸截面中,母線AA1與底面圓直徑AB的夾角為60°,且軸截面的一條對(duì)角線垂直于腰,求圓臺(tái)的側(cè)面積.
點(diǎn)評(píng)旋轉(zhuǎn)體側(cè)面積的計(jì)算一般通過軸截面尋找其中的數(shù)量關(guān)系.
變式訓(xùn)練2一個(gè)圓臺(tái)的母線所在直線與軸線所在直線的夾角為30°,兩底面半徑的比為1∶2,其側(cè)面展開圖是半圓環(huán),面積為54π,求這個(gè)圓臺(tái)的高及兩底半徑.
知識(shí)點(diǎn)三:組合體的表面積
例3、圓錐的高和底面半徑相等,它的一個(gè)內(nèi)接圓柱的高和圓柱底面半徑也相等.求圓柱的表面積和圓錐的表面積之比.
點(diǎn)評(píng)解旋轉(zhuǎn)體的有關(guān)問題時(shí),常常需要畫出其軸截面,將空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題,應(yīng)用平面幾何知識(shí)解決.
變式訓(xùn)練3一個(gè)直角梯形的兩底長(zhǎng)為2和5,高為4,將其繞較長(zhǎng)的底旋轉(zhuǎn)一周,求所得旋轉(zhuǎn)體的表面積.
課堂小結(jié):1.在解決正棱錐、正棱臺(tái)的側(cè)面積、表面積問題時(shí)往往將已知條件歸結(jié)到一個(gè)_____中求解,為此在解此類問題時(shí),要注意_______的應(yīng)用.
2.有關(guān)旋轉(zhuǎn)體的表面積的計(jì)算要充分利用其_____,就是說將已知條件盡量歸結(jié)到_____中求解.而對(duì)于圓臺(tái)有時(shí)需要將它還原成圓錐,再借助相似的相關(guān)知識(shí)求解.
課后練習(xí)與提高
一、選擇題
1.正三棱錐的底面邊長(zhǎng)為a,高為66a,則三棱錐的側(cè)面積等于()
A.34a2B.32a2C.334a2D.332a2
2.正四棱錐的側(cè)面積為60,高為4,則正四棱錐的底面邊長(zhǎng)為()
A.24B.20C.12D.6
3.一個(gè)圓柱的側(cè)面展開圖是一個(gè)邊長(zhǎng)為1的正方形,這個(gè)圓柱的全面積為()
A.1+1πB.1+2π
C.1+12πD.1+14π
4.在正方體的八個(gè)頂點(diǎn)中,有四個(gè)恰好是正四面體的頂點(diǎn),則正方體的表面積與此正四面體的表面積的比值為()
A.2B.3C.62D.33
5.長(zhǎng)方體的高等于h,底面面積等于a,過相對(duì)側(cè)棱的截面面積等于b,則此長(zhǎng)方體的側(cè)面積等于()
A.2b2+ah2B.22b2+ah2
C.2b2+2ah2D.b2+2ah2
二、填空題
6.側(cè)面都是直角三角形的正三棱錐,底面邊長(zhǎng)為a,該三棱錐的表面積為
______________.
7.若圓錐的側(cè)面展開圖是圓心角為120°,半徑為l的扇形,則這個(gè)圓錐的表面積與側(cè)面積的比為________.
8.若一個(gè)直立圓柱的側(cè)視圖是面積為S的正方形,則該圓柱的表面積為________.
三、解答題
9.直平行六面體的底面是菱形,兩個(gè)對(duì)角面面積分別為8cm2,6cm2,求此直平行六面體的側(cè)面積.
10.已知一個(gè)圓錐的底面半徑為R,高為H,在其中有一個(gè)高為x的內(nèi)接圓柱.
(1)求圓柱的側(cè)面積;
(2)x為何值時(shí),圓柱的側(cè)面積最大?