小學(xué)健康的教案
發(fā)表時間:2020-04-03棱柱、棱錐、棱臺的結(jié)構(gòu)特征。
為了促進(jìn)學(xué)生掌握上課知識點(diǎn),老師需要提前準(zhǔn)備教案,大家正在計劃自己的教案課件了。只有規(guī)劃好教案課件計劃,這樣我們接下來的工作才會更加好!有哪些好的范文適合教案課件的?急您所急,小編為朋友們了收集和編輯了“棱柱、棱錐、棱臺的結(jié)構(gòu)特征”,歡迎大家閱讀,希望對大家有所幫助。
1.1.1棱柱、棱錐、棱臺的結(jié)構(gòu)特征
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.感受空間實(shí)物及模型,增強(qiáng)學(xué)生的直觀感知;
2.能根據(jù)幾何結(jié)構(gòu)特征對空間物體進(jìn)行分類;
3.理解多面體的有關(guān)概念;
4.會用語言概述棱柱、棱錐、棱臺的結(jié)構(gòu)特征.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
(預(yù)習(xí)教材P2~P4,找出疑惑之處)
引入:小學(xué)和初中我們學(xué)過平面上的一些幾何圖形如直線、三角形、長方形、圓等等,現(xiàn)實(shí)生活中,我們周圍還存在著很多不是平面上而是“空間”中的物體,它們占據(jù)著空間的一部分,比如粉筆盒、足球、易拉罐等.如果只考慮這些物體的形狀和大小,那么由這些物體抽象出來的空間圖形叫做空間幾何體.它們具有千姿百態(tài)的形狀,有著不同的幾何特征,現(xiàn)在就讓我們來研究它們吧!
二、新課導(dǎo)學(xué)
※探索新知
探究1:多面體的相關(guān)概念
問題:觀察下面的物體,注意它們每個面的特點(diǎn),以及面與面之間的關(guān)系.你能說出它們相同點(diǎn)嗎?
新知1:由若干個平面多邊形圍成的幾何體叫做多面體.圍成多面體的各個多邊形叫做多面體的面,如面ABCD;相鄰兩個面的公共邊叫多面體的棱,如棱AB;棱與棱的公共點(diǎn)叫多面體的頂點(diǎn),如頂點(diǎn)A.具體如下圖所示:
探究2:旋轉(zhuǎn)體的相關(guān)概念
問題:仔細(xì)觀察下列物體的相同點(diǎn)是什么?
新知2:由一個平面圖形繞它所在平面內(nèi)的一條定直線旋轉(zhuǎn)所形成的封閉幾何體叫旋轉(zhuǎn)體,這條定直線叫旋轉(zhuǎn)體的軸.如下圖的旋轉(zhuǎn)體:www.lvshijia.net
探究3:棱柱的結(jié)構(gòu)特征
問題:你能歸納下列圖形共同的幾何特征嗎?
新知3:一般地,有兩個面互相平行,其余各面都是四邊形,并且每相鄰兩個四邊形的公共邊都互相平行,由這些面所圍成的幾何體叫做棱柱(prism).棱柱中,兩個互相平行的面叫做棱柱的底面,簡稱底;其余各面叫做棱柱的側(cè)面;相鄰側(cè)面的公共邊叫做棱柱的側(cè)棱;側(cè)面與底面的公共頂點(diǎn)叫做棱柱的頂點(diǎn).(兩底面之間的距離叫棱柱的高)
試試1:你能指出探究3中的幾何體它們各自的底、側(cè)面、側(cè)棱和頂點(diǎn)嗎?你能試著按照某種標(biāo)準(zhǔn)將探究3中的棱柱分類嗎?
新知4:①按底面多邊形的邊數(shù)來分,底面是三角形、四邊形、五邊形…的棱柱分別叫做三棱柱、四棱柱、五棱柱…
②按照側(cè)棱是否和底面垂直,棱柱可分為斜棱柱(不垂直)和直棱柱(垂直).
試試2:探究3中有幾個直棱柱?幾個斜棱柱?棱柱怎么表示呢?
新知5:我們用表示底面各頂點(diǎn)的字母表示棱柱,如圖(1)中這個棱柱表示為棱柱—.
探究4:棱錐的結(jié)構(gòu)特征
問題:探究1中的埃及金字塔是人類建筑的奇跡之一,它具有什么樣的幾何特征呢?
新知6:有一個面是多邊形,其余各個面都是有一個公共頂點(diǎn)的三角形,由這些面所圍成的幾何體叫做棱錐(pyramid).這個多邊形面叫做棱錐的底面或底;有公共頂點(diǎn)的各個三角形面叫做棱錐的側(cè)面;各側(cè)面的公共頂點(diǎn)叫做棱錐的頂點(diǎn);相鄰側(cè)面的公共邊叫做棱錐的側(cè)棱.頂點(diǎn)到底面的距離叫做棱錐的高;棱錐也可以按照底面的邊數(shù)分為三棱錐(四面體)、四棱錐…等等,棱錐可以用頂點(diǎn)和底面各頂點(diǎn)的字母表示,如下圖中的棱錐.
探究5:棱臺的結(jié)構(gòu)特征
問題:假設(shè)用一把大刀能把金字塔的上部分平行地切掉,則切掉的部分是什么形狀?剩余的部分呢?
新知7:用一個平行于棱錐底面的平面去截棱錐,底面與截面之間的部分形成的幾何體叫做棱臺(frustumofapyramid).原棱錐的底面和截面分別叫做棱臺的下底面和上底面.其余各面是棱臺的側(cè)面,相鄰側(cè)面的公共邊叫側(cè)棱,側(cè)面與兩底面的公共點(diǎn)叫頂點(diǎn).兩底面間的距離叫棱臺的高.棱臺可以用上、下底面的字母表示,分類類似于棱錐.
試試3:請在下圖中標(biāo)出棱臺的底面、側(cè)面、側(cè)棱、頂點(diǎn),并指出其類型和用字母表示出來.
反思:根據(jù)結(jié)構(gòu)特征,從變化的角度想一想,棱柱、棱臺、棱錐三者之間有什么關(guān)系?
※典型例題
例由棱柱的定義你能得到棱柱下列的幾何性質(zhì)嗎?①側(cè)棱都相等,側(cè)面都是平行四邊形;②兩個底面與平行于底面的截面是全等的多邊形;③過不相鄰的兩條側(cè)棱的截面是平行四邊形.仿照棱柱,棱錐、棱臺有哪些幾何性質(zhì)呢?
三、總結(jié)提升
※學(xué)習(xí)小結(jié)
1.多面體、旋轉(zhuǎn)體的有關(guān)概念;
2.棱柱、棱錐、棱臺的結(jié)構(gòu)特征及簡單的幾何性質(zhì).
※知識拓展
1.平行六面體:底面是平行四邊形的四棱柱;
2.正棱柱:底面是正多邊形的直棱柱;
3.正棱錐:底面是正多邊形并且頂點(diǎn)在底面的射影是底面正多邊形中心的棱錐;
4.正棱臺:由正棱錐截得的棱臺叫做正棱臺.
學(xué)習(xí)評價
※自我評價你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(時量:5分鐘滿分:10分)計分:
1.一個多邊形沿不平行于矩形所在平面的方向平移一段距離可以形成().
A.棱錐B.棱柱C.平面D.長方體
2.棱臺不具有的性質(zhì)是().
A.兩底面相似B.側(cè)面都是梯形
C.側(cè)棱都相等D.側(cè)棱延長后都交于一點(diǎn)
3.已知集合A={正方體},B={長方體},C={正四棱柱},D={直四棱柱},E={棱柱},F(xiàn)={直平行六面體},則().
A.
B.
C.
D.它們之間不都存在包含關(guān)系
4.長方體三條棱長分別是=1=2,,則從點(diǎn)出發(fā),沿長方體的表面到C′的最短矩離是_____________.
5.若棱臺的上、下底面積分別是25和81,高為4,則截得這棱臺的原棱錐的高為___________.
課后作業(yè)
1.已知正三棱錐S-ABC的高SO=h,斜高(側(cè)面三角形的高)SM=n,求經(jīng)過SO的中點(diǎn)且平行于底面的截面△A1B1C1的面積.
2.在邊長為正方形ABCD中,E、F分別為AB、BC的中點(diǎn),現(xiàn)在沿DE、DF及EF把△ADE、△CDF和△BEF折起,使A、B、C三點(diǎn)重合,重合后的點(diǎn)記為.問折起后的圖形是個什么幾何體?它每個面的面積是多少?
相關(guān)閱讀
棱柱、棱錐和棱臺的結(jié)構(gòu)特征(二)
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是每個高中教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂趣,幫助高中教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?為滿足您的需求,小編特地編輯了“棱柱、棱錐和棱臺的結(jié)構(gòu)特征(二)”,相信您能找到對自己有用的內(nèi)容。
棱柱、棱錐和棱臺的結(jié)構(gòu)特征(二)
教學(xué)目標(biāo):理解棱錐、棱臺的基本概念
教學(xué)重點(diǎn):理解棱錐、棱臺的基本概念
教學(xué)過程:
1.“一個面是多邊形,其余各面是有一個公共頂點(diǎn)的三角形”是棱錐的本質(zhì)特征.
正棱錐是一種特殊棱錐.正棱錐除具有棱錐的所有特征外,還具有:①底面為正多邊形;②頂點(diǎn)在過底面正多邊形的中心的鉛垂線上.
“截頭棱錐”是棱臺的主要特征,因此,關(guān)于棱臺的問題,常常將其恢復(fù)成相應(yīng)的棱錐來研究.
2.正棱錐的性質(zhì)很多,但要特別注意:
(1)平行于底面截面的性質(zhì)
如果一個棱錐被平行于底面的一個平面所截,那么:
①棱錐的側(cè)棱和高被這個平面分成比例線段.
②所得的截面和度面是對應(yīng)邊互相平行的相似三角形.
③截面面積和底面面積的比,等于從頂點(diǎn)到截面和從頂點(diǎn)到底面的距離平方的比.
(2)有關(guān)正棱錐的計算問題,要抓住四個直角三角形和兩個角:
正棱錐的高、側(cè)棱及其在底面的射影、斜高及其在底面的射影、底面邊長的一半可組成四個直角三角形.
四個直角三角形是解決棱錐計算問題的基本依據(jù),必須牢固掌握.
3.棱臺的性質(zhì)都由截頭棱錐這個特征推出的,掌握它的性質(zhì),就得從這個特征入手
同棱錐一樣,棱臺也有很多重要性質(zhì),但要強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn):
(1)平行于底面的截面的性質(zhì):
設(shè)棱臺上底面面積為S1,下底面面積為S2,平行于底面的截面將棱臺的高分成距上、下兩底的比為m∶n,則截面面積S滿足下列關(guān)系:
(2)有關(guān)正棱臺的計算問題,應(yīng)抓住三個直角梯形、兩個直角三角形:
正棱臺的兩底面中心的連線、相應(yīng)的邊心距、相應(yīng)的外接圓半徑,側(cè)棱,斜高,兩底面邊長的一半,組成三個直角梯形和兩個直角三角形(上、下底面內(nèi)各一個直角三角形).
正棱臺中的所有計算問題的基本依據(jù)就是這三個直角梯形、兩個直角三角形和兩個重要的角,必須牢固掌握.
4.棱錐、棱臺的側(cè)面展開圖的面積,即側(cè)面積,是確定其側(cè)面積公式的依據(jù).
(1)正棱錐的側(cè)面是彼此全等的等腰三角形,由此可得其側(cè)面積公式:
(2)正棱臺的側(cè)面是彼此全等的等腰梯形,由此可得其側(cè)面積公式:
棱錐的全面積等于:S全=S側(cè)+S底
棱臺的全面積等于:S全=S側(cè)+S上底+S下底
(3)棱柱、棱錐和棱臺的側(cè)面公式的內(nèi)在聯(lián)系必須明確,它有利認(rèn)識這三個幾何體的本質(zhì),也有利于區(qū)分這三個幾何體,在正棱臺側(cè)面積公式中:
當(dāng)C=C時,S棱柱側(cè)=Ch
可以聯(lián)想:棱柱、棱錐都是棱臺的特例.
6.關(guān)于截面問題
關(guān)于棱錐、棱臺的截面,與棱柱截面問題要求一樣,只要求會解對角面、平行于底面的截面(含中截面)、以及已給出圖形的截面,或已給出全部頂點(diǎn)的截面,但對于基礎(chǔ)較好,能力較強(qiáng)的同學(xué),也可以解一些其他截面,比如:平行于一條棱的截面,與一條棱垂直的截面,與一個面成定角的截面,與一個面平行的截面等.
作截面就是作兩平面的交線,兩平面的交線就是這兩個平面的兩個公共點(diǎn)的連線,或由線面平行、垂直有關(guān)性質(zhì)確定其交線,這是畫交線,即作截面的基本思路.
課堂練習(xí):教材第11頁練習(xí)A、B
小結(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了棱錐、棱臺的基本概念
課后作業(yè):第34頁習(xí)題1-1A:2、5
棱柱、棱錐和棱臺
總課題空間幾何體總課時第1課時
分課題棱柱、棱錐和棱臺分課時第1課時
教學(xué)目標(biāo)認(rèn)識棱柱、棱錐和棱臺及其簡單組合體的結(jié)構(gòu)特征;了解棱柱、棱錐和棱臺的有關(guān)概念.
重點(diǎn)難點(diǎn)棱柱、棱錐、棱臺的概念理解及圖形識別、畫圖.
引入新課
1.仔細(xì)觀察下面的幾何體,他們有什么共同特點(diǎn)?
(1)(2)(3)(4)
2.棱柱的定義:一般地_________________________________________的幾何體叫棱柱;
___________________________叫底面;__________________________叫棱柱的側(cè)面.
底面為三角形、四邊形、五邊形……的棱柱分別稱為三棱柱、四棱柱、五棱柱……
棱柱的特點(diǎn):_____________________________________________________________;
棱柱的表示:_____________________________________________________________.
3.下面幾何體有什么共同特點(diǎn)?
4.棱錐的定義:_____________________________________________________________;
棱錐的特點(diǎn):_____________________________________________________________;
棱錐的表示圖(2)記為三棱錐.
5.棱臺的定義:_____________________________________________________________;
棱臺的特點(diǎn):上下兩底面平行,側(cè)面是梯形.
6.多面體的概念:___________________________________________________________.
例題剖析
例1畫一個四棱柱和一個三棱臺.
例2如圖,用過的一個平面(此平面不過)截去長方體的一個角,剩下的幾何體是什么?截去的幾何體是什么?請說出各部分的名稱.
鞏固練習(xí)
1.如圖,四棱柱的六個面都是平行四邊形,這個四棱柱可以由哪個平面圖形按怎樣的方向平移得到?
2.畫一個三棱錐和一個四棱臺.
3.多面體至少有幾個面?這個多面體是怎樣的幾何體?
課堂小結(jié)
棱柱、棱錐、棱臺的有關(guān)概念;多面體圖形的識別.
課后訓(xùn)練
一基礎(chǔ)題
1.三棱臺中側(cè)棱和側(cè)面數(shù)分別為()
A.B.C.D.
2.下面幾何體中,不是棱柱的是()
ABCD
3.棱柱的側(cè)面是______________________________________形,
棱錐的側(cè)面是______________________________________形,
棱臺的側(cè)面是______________________________________形.
4.正方體是___________________________棱柱,是__________________________面體.
5.從長方體一個頂點(diǎn)上出發(fā)的三條棱上各取一個點(diǎn),過這三個點(diǎn)作長方體的的截面,
那么截去的幾何體是______________________________.
6.如圖,多面體的名稱是_______________________;
該多面體的各面中,三角形有_______________個,
四邊形有_________________________________個.
二提高題
7.觀察下面三個圖形,分別判斷(1)中的三棱鏡,(2)中的方磚,(3)中的螺桿頭部模型,分別有多少對互相平行的平面?其中能作為棱柱底面的分別有幾對?
(1)(2)
8.根據(jù)下列對幾何體結(jié)構(gòu)的描述,說出幾何體的名稱,并試畫出其立體圖.
(1)由個梯形沿某一方向平移形成;
(2)由個面圍成,其中兩個面是互相平行且全等的正六邊形,其他面都是全等矩形;
(3)由個面圍成,且每個面都是三角形.
棱柱與棱錐
【鼎尖教案】人教版高中數(shù)學(xué)必修系列:9.9棱柱與棱錐(備課資料)
一、對幾種棱柱的理解
1.斜棱柱的底面可以是正多邊形,此時側(cè)棱不垂直于底面,所以它不是直棱柱.
2.直棱柱的底面可以是正多邊形,所以正棱柱是直棱柱的特例.
3.在斜棱柱的側(cè)面中,有的可以是矩形,如果棱柱有兩個相鄰的側(cè)面都是矩形,那么它們的公共側(cè)棱垂直于底面.此棱柱一定為直棱柱.
二、對于四棱柱中關(guān)系的理解
三、參考例題
[例1]在直平行六面體ABCD—A1B1C1D1中,AD=3,A1A=4,AB=5,∠DAB=60°,那么這個直平行六面體的對角線AC1與BD1的長分別是
A.和B.和
C.和D.和
分析:將“空間問題平面化”的思想應(yīng)用到解題中,再結(jié)合平面幾何中的勾股定理、余弦定理使問題獲解.
解析:∵AD=3,AB=5,∠DAB=60°,
由余弦定理得BD2=AB2+AD2-2ABADcos60°.
∴BD=.
而BD12=AA12+BD2,
∴BD1=.同理可求得AC1=.
答案:A
[例2]用一個過四棱柱底面一邊的平面截正四棱柱,截面是
A.正方形B.矩形
C.菱形D.一般平行四邊形
分析:充分利用已知正四棱柱的性質(zhì)以及線線、線面、面面之間的平行、垂直關(guān)系的性質(zhì)、判定定理.
解析:正四棱柱ABCD—A1B1C1D1,過棱AB的平面ABEF交對面CDD1C1于點(diǎn)E、F.
∵平面ABB1A1∥平面CDD1C1,
∴AB∥EF.
∵AB⊥平面BCC1B1,且BE平面BC1,
∴AB⊥BE.
∴ABEF是矩形.
答案:B
評述:靈活地將正四棱柱性質(zhì)應(yīng)用于解題中,可使問題變得簡單易求.
[例3]四棱柱ABCD—A′B′C′D′的底面ABCD是菱形,且A′B=A′D,求證:
(1)對角面AA′C′C⊥截面A′BD;
(2)對角面D′DBB′是矩形.
分析:(1)中通過尋求線面垂直去實(shí)現(xiàn)面面垂直.
(2)中依據(jù)矩形的判定方法證得.
證明:(1)連結(jié)AC與BD交于點(diǎn)O,連結(jié)A′O.
∵A′B=A′D,∴A′O⊥BD.
∵底面ABCD是菱形,
∴AC⊥BD.∴BD⊥平面A′ACC′.
又BD平面A′DB,
∴對角面AA′C′C⊥截面A′BD.
(2)由(1)知BD⊥A′A且A′A∥BB′,
∴BD⊥BB′.
∴對角面D′DBB′是矩形.
評述:此題是以正棱柱為載體考查了空間線線、面面、線面等問題,需對四棱柱的有關(guān)性質(zhì)熟練掌握,否則思維受阻,無法繼續(xù)做下去.
四、參考練習(xí)題
在長方體AC1中,CC1=15,CD=20,求線段B1D和BC之間的距離.
解:連結(jié)AB1、DC1,
∴BC∥平面AB1C1D.
∴BC與B1D之間的距離轉(zhuǎn)化成了BC與平面AB1C1D之間的距離.
又∵平面BB1A⊥平面AB1C1D,
過點(diǎn)B作BH⊥AB1于點(diǎn)H,
∴BH⊥平面AB1C1D.
∴BH的長為所求距離.
∵在Rt△AB1B中,有
BH==12,
∴B1D和BC間的距離為12.
注意:在多面體中,利用線線關(guān)系、線面關(guān)系,把空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題,最終化為解三角形問題,是立體幾何中的常用技巧.
●備課資料
一、教學(xué)中應(yīng)重視平面圖形立體化思想
平面圖形立體化與立體圖形平面化是兩個相反的過程,也是互逆的思想.在平面圖形立體化過程中,應(yīng)要求學(xué)生認(rèn)清平面圖形中各已知條件的相互關(guān)系及其本質(zhì),并且在將一個平面圖形折疊或剪拼成立體圖形后,能分清已知條件中哪些變化了,哪些未發(fā)生變化,而這些未發(fā)生變化的已知條件都是分析和解決問題的重要依據(jù),試舉兩例.
[例1]下圖是正方體的一個展開圖,當(dāng)用它合成原來的正方體時,與邊P重合的邊是哪一條?
分析:此題可先將正方體合成,問題很快得到解決,若只考慮邊的重合,會更快地得出結(jié)論.
解:首先有L和K重合,其次有I和J重合,則P與H重合.
[例2]如圖,在正方形SG1G2G3中,E、F分別是G1G2及G2G3的中點(diǎn),D是EF的中點(diǎn),現(xiàn)在沿SE、SF及EF把這個正方形折成一個由四個三角形圍成的幾何體(以后要學(xué)習(xí)的四面體),使G1、G2、G3三點(diǎn)重合,重合后的點(diǎn)記為G,那么在這個幾何體中必有
A.SG⊥△EFG所在平面
B.SD⊥△EFG所在平面
C.GF⊥△SEF所在平面
D.GD⊥△SEF所在平面
分析:題目中的SG1⊥G1E,EG2⊥G2F,FG3⊥G3S,這些條件在折疊后仍然不變,應(yīng)從這一點(diǎn)入手解決此問題.
解析:∵SG1G2G3是一個正方形,
∴SG1⊥G1E,EG2⊥G2F,FG3⊥G3S.
∴折疊后的幾何體中一定有
SG⊥GE,且SG⊥GF,即SG⊥△EFG所在平面.
答案:A
評述:這道題貌似涉及幾何體(四面體)的概念,實(shí)則主要用來鞏固直線和平面垂直的判定定理,培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力.
二、平行六面體性質(zhì)的應(yīng)用舉例
[例3]已知直平行六面體的側(cè)棱長為100cm,底面兩鄰邊的長分別是23cm和11cm,底面的兩條對角線的比是2∶3,求它的兩個對角面的面積分別是多少?
分析:直平行六面體的對角面是矩形,本題關(guān)鍵是求出底面兩條對角線的長,可應(yīng)用方程思想解之.
解:已知AC1是直平行六面體,故它的兩個對角面都是矩形,其側(cè)棱AA1就是矩形的高.
由題意,得AB=23cm,AD=11cm,AA1=100cm.
∵BD∶AC=2∶3,
設(shè)BD=2x,AC=3x,
在平行四邊形ABCD中,
BD2+AC2=2(AB2+AD2),
即(2x)2+(3x)2=(232+112)×2.
∴x=10.
∴BD=2x=20,AC=3x=30.
∴SBDD1B1=BDBB1=20×100=2000(cm2),
SACC1A1=ACAA1=30×100=3000(cm2).
∴它的兩個對角面的面積分別是2000cm2、3000cm2.
評述:在立體幾何的運(yùn)算中,要注意方程思想的應(yīng)用,適當(dāng)?shù)剡x取未知數(shù),找出等量關(guān)系.
對于平行四邊形對角線的性質(zhì),不僅其本身作用較大,而且可以推廣到空間,即平行六面體各棱的平方和等于對角線的平方和.
●備課資料
一、教學(xué)中“整體思想”解題的應(yīng)用
[例1]長方體的全面積為11,十二條棱長度之和是24,求這個長方體的一條對角線長.
分析:要求長方體對角線的長,只要求長方體的一個頂點(diǎn)上的三條棱的長即可.
解:設(shè)此長方體的長、寬、高分別是x、y、z,對角線長為l,依題意,得
由②,得x+y+z=6,從而由長方體對角線性質(zhì),得
l=
=
==5.
∴長方體一條對角線的長為5.
評述:本題考查長方體的有關(guān)概念和計算,以及代數(shù)式的恒等變形能力.在求解過程中,并不需要把x、y、z單個都求出來,而要由方程組的①②從整體上導(dǎo)出x2+y2+z2.這就是數(shù)學(xué)中常用的一種技巧,給我們比較靈活的感覺.
[例2]直平行六面體的底面是菱形,過不相鄰兩對側(cè)棱的截面的面積是Q1和Q2,求它的側(cè)面積.
分析:由直棱柱的對角面面積求出底面邊長或周長以及側(cè)棱長,從而達(dá)到求出側(cè)面積的目的.
解:設(shè)直平行六面體AC1的底面邊長為a,側(cè)棱長為l.
∵AC1是直平行六面體,
∴對角面ACC1A1和BB1D1D是矩形.
∴Q1=lAC,Q2=lBD.
∴AC=,BD=.
∵底面ABCD是菱形,
∴AC2+BD2=4a2,
即()2+()2=4a2.
∴l(xiāng)2a2=(Q12+Q22),
al=.
∴S側(cè)=4al=2.
評述:以上例題同樣采用了整體求法的手段,即沒有單獨(dú)去求a和l的值,而是求出a和l之積,從而簡化了解題過程.
二、求棱柱側(cè)面積的方法的應(yīng)用
[例3]斜三棱柱ABC—A1B1C1中,底面是邊長為a的正三角形,側(cè)棱長為b,AA1與底面相鄰兩邊AB、AC都成45°角,求棱柱的側(cè)面積.
解法一:如圖作A1O⊥面ABC于點(diǎn)O,
∵AA1與AB、AC都成45°角,
∴AO是∠BAC的平分線.
又△ABC為正三角形,
∴AO⊥BC.
由三垂線定理可知AA1⊥BC,
又AA1∥BB1∥CC1,
∴四邊形BB1C1C為矩形,
S側(cè)=2absin45°+ab=(+1)ab.
解法二:作BM⊥AA1于點(diǎn)M,連結(jié)CM,可證得△BMA≌△CMA,
∴CM⊥AA1.
又△BMC是棱柱的直截面,
∵∠MAB=∠MAC=45°,∴CM=BM=a.
∴C直截面=a+a+a=(+1)a.
∴S側(cè)=(+1)ab.
評述:解法一是采用求各側(cè)面面積之和來求側(cè)面積的;解法二是先作棱柱的直截面,利用直截面周長與側(cè)棱長之積求得側(cè)面積.
[例4]斜三棱柱ABC—A1B1C1的底面△ABC中,AB=AC=10cm,BC=12cm,A1到A、B、C三點(diǎn)距離相等,AA1=13cm,求這個斜三棱柱的全面積.
解:如圖,在側(cè)面A1ABB1中作A1D⊥AB于點(diǎn)D,由A1A=A1B,
∴D是AB的中點(diǎn),那么A1D2=A1A2-AD2=132-52.
∴A1D=12cm.
∴SA1ABB1=SA1ACC1=A1DAB=120cm2.
取BC的中點(diǎn)E,連結(jié)A1E、AE.
由已知A1B=A1C,AB=AC,得
A1E⊥BC,AE⊥BC.
∴BC⊥平面A1AE.∴BC⊥A1A.
又A1A∥B1B,∴BC⊥B1B.
∴側(cè)面BB1C1C是矩形.
∴SBB1C1C=BB1BC=1312=156(cm2).
∴S側(cè)=2SA1ABB1+SBB1C1C=2120+156=396(cm2).
而AE==8(cm),
S底=BCAE=128=48(cm),
∴S全=S側(cè)+2S底=396+248=492(cm2).
[例5]斜三棱柱ABC—A1B1C1中,側(cè)棱AA1=20cm,平面B1A1AB與平面A1C1CA所成的二面角為120°,AA1與BB1、CC1的距離分別為16cm、24cm,求此三棱柱的側(cè)面積.
分析:求斜棱柱的側(cè)面積可求各側(cè)面面積之和,也可以求它的截面周長C與側(cè)棱長l的乘積.
解法一:在AA1上取一點(diǎn)E,過E在平面AA1B1B作中GE⊥AA1,交BB1于點(diǎn)G,過E點(diǎn)在平面AA1C1C中作EF⊥AA1,交C1C于點(diǎn)F,則∠GEF為已知二面角的平面角,所以∠GEF=120°.又AA1⊥平面GEF,由棱柱的性質(zhì),可得AA1∥B1B∥C1C,
∴BB1⊥平面GEF.又GF平面GEF,
∴BB1⊥GF.
由題意,知GE=16cm,EF=24cm.
∵∠GEF=120°,
在△GEF中,
GF=
=
=8cm,
又∵SA1ABB1=AA1GE=20×16=320(cm2),
SA1ACC1=AA1EF=20×24=480(cm2),
SB1BCC1=BB1GF=208=160(cm2),
∴S斜棱柱側(cè)=SA1ABB1+SA1ACC1+SB1BCC1
=320+480+160=160(5+)(cm2).
解法二:在側(cè)棱A1A上取一點(diǎn)E,過E作AA1的垂面分別交BB1、CC1于點(diǎn)G、F,連結(jié)FG,則平面EFG為斜三棱柱ABC—A1B1C1的直截面.
由題意AA1⊥面EFG,
∴AA1⊥EG,AA1⊥EF.
∴∠GEF為已知二面角的平面角.
∴∠GEF=120°,又GE=16cm,EF=24cm,
∴在△EFG中,由余弦定理得
FG=
=8cm.
∴S側(cè)=lC=20(16+24+8)
=160(5+)(cm2).
柱錐臺球的結(jié)構(gòu)特征
第一課時1.1.1柱、錐、臺、球的結(jié)構(gòu)特征(一)
教學(xué)要求:通過實(shí)物模型,觀察大量的空間圖形,認(rèn)識柱體、錐體的結(jié)構(gòu)特征,并能運(yùn)用這些特征描述現(xiàn)實(shí)生活中簡單物體的結(jié)構(gòu).
教學(xué)重點(diǎn):讓學(xué)生感受大量空間實(shí)物及模型,概括出柱體、錐體的結(jié)構(gòu)特征.
教學(xué)難點(diǎn):柱、錐的結(jié)構(gòu)特征的概括.
教學(xué)過程:
一、新課導(dǎo)入:
1.討論:經(jīng)典的建筑給人以美的享受,其中奧秘為何?世間萬物,為何千姿百態(tài)?
2.提問:小學(xué)與初中在平面上研究過哪些幾何圖形?在空間范圍上研究過哪些?
3.導(dǎo)入:進(jìn)入高中,在必修②的第一、二章中,將繼續(xù)深入研究一些空間幾何圖形,即學(xué)習(xí)立體幾何,注意學(xué)習(xí)方法:直觀感知、操作確認(rèn)、思維辯證、度量計算.
二、講授新課:
1.教學(xué)棱柱、棱錐的結(jié)構(gòu)特征:
①提問:舉例生活中有哪些實(shí)例給我們以兩個面平行的形象?
②討論:給一個長方體模型,經(jīng)過上、下兩個底面用刀垂直切,得到的幾何體有哪些公共特征?把這些幾何體用水平力推斜后,仍然有哪些公共特征?
③定義:有兩個面互相平行,其余各面都是四邊形,且每相鄰兩個四邊形的公共邊都互相平行,由這些面所圍成的幾何體叫棱柱.
→列舉生活中的棱柱實(shí)例(三棱鏡、方磚、六角螺帽).
結(jié)合圖形認(rèn)識:底面、側(cè)面、側(cè)棱、頂點(diǎn)、高、對角面、對角線.
④分類:以底面多邊形的邊數(shù)作為分類的標(biāo)準(zhǔn)分為三棱柱、四棱柱、五棱柱等.
表示:棱柱ABCDE-A’B’C’D’E’
⑤討論:埃及金字塔具有什么幾何特征?
⑥定義:有一個面是多邊形,其余各面都是有一個公共頂點(diǎn)的三角形,由這些面所圍成的幾何體叫棱錐.
結(jié)合圖形認(rèn)識:底面、側(cè)面、側(cè)棱、頂點(diǎn)、高.→討論:棱錐如何分類及表示?
⑦討論:棱柱、棱錐分別具有一些什么幾何性質(zhì)?有什么共同的性質(zhì)?
棱柱:兩底面是對應(yīng)邊平行的全等多邊形;側(cè)面、對角面都是平行四邊形;側(cè)棱平行且相等;平行于底面的截面是與底面全等的多邊形
棱錐:側(cè)面、對角面都是三角形;平行于底面的截面與底面相似,其相似比等于頂點(diǎn)到截面距離與高的比的平方.
2.教學(xué)圓柱、圓錐的結(jié)構(gòu)特征:
①討論:圓柱、圓錐如何形成?
②定義:以矩形的一邊所在的直線為軸旋轉(zhuǎn),其余三邊旋轉(zhuǎn)所成的曲面所圍成的幾何體叫圓柱;以直角三角形的一條直角邊為旋轉(zhuǎn)軸,其余兩邊旋轉(zhuǎn)所成的曲面所圍成的幾何體叫圓錐.
→列舉生活中的棱柱實(shí)例→結(jié)合圖形認(rèn)識:底面、軸、側(cè)面、母線、高.→表示方法
③討論:棱柱與圓柱、棱柱與棱錐的共同特征?→柱體、錐體.
④觀察書P2若干圖形,找出相應(yīng)幾何體;舉例:生活中的柱體、錐體.
3.小結(jié):幾何圖形;相關(guān)概念;相關(guān)性質(zhì);生活實(shí)例
三、鞏固練習(xí):1.練習(xí):教材P71、2題.
2.已知圓錐的軸截面等腰三角形的腰長為5cm,,面積為12cm,求圓錐的底面半徑.
3.已知圓柱的底面半徑為3cm,,軸截面面積為24cm,求圓柱的母線長.
4.正四棱錐的底面積為46,側(cè)面等腰三角形面積為6,求正四棱錐側(cè)棱.
第二課時1.1.1柱、錐、臺、球的結(jié)構(gòu)特征(二)
教學(xué)要求:通過實(shí)物模型,觀察大量的空間圖形,認(rèn)識臺體、球體及簡單組合體的結(jié)構(gòu)特征,并能運(yùn)用這些特征描述現(xiàn)實(shí)生活中簡單物體的結(jié)構(gòu).
教學(xué)重點(diǎn):讓學(xué)生感受大量空間實(shí)物及模型,概括出臺體、球體的結(jié)構(gòu)特征.
教學(xué)難點(diǎn):柱、錐、臺、球的結(jié)構(gòu)特征的概括.
教學(xué)過程:
一、復(fù)習(xí)準(zhǔn)備:
1.結(jié)合棱柱、棱錐、圓柱、圓錐的幾何圖形,說出:定義、分類、表示、
2.結(jié)合棱柱、棱錐、圓柱、圓錐的幾何圖形,說出各幾何體的一些幾何性質(zhì)?
二、講授新課:
1.教學(xué)棱臺與圓臺的結(jié)構(gòu)特征:
①討論:用一個平行于底面的平面去截柱體和錐體,所得幾何體有何特征?
②定義:用一個平行于棱錐底面的平面去截棱錐,截面和底面之間的部分叫做棱臺;用一個平行于圓錐底面的平面去截圓錐,截面和底面之間的部分叫做圓臺.
→列舉生活中的實(shí)例
結(jié)合圖形認(rèn)識:上下底面、側(cè)面、側(cè)棱(母線)、頂點(diǎn)、高.
討論:棱臺的分類及表示?圓臺的表示?圓臺可如何旋轉(zhuǎn)而得?
③討論:棱臺、圓臺分別具有一些什么幾何性質(zhì)?
棱臺:兩底面所在平面互相平行;兩底面是對應(yīng)邊互相平行的相似多邊形;側(cè)面是梯形;側(cè)棱的延長線相交于一點(diǎn).
圓臺:兩底面是兩個半徑不同的圓;軸截面是等腰梯形;任意兩條母線的延長線交于一點(diǎn);母線長都相等.
④討論:棱、圓與柱、錐、臺的組合得到6個幾何體.棱臺與棱柱、棱錐有什么關(guān)系?圓臺與圓柱、圓錐有什么關(guān)系?(以臺體的上底面變化為線索)
2.教學(xué)球體的結(jié)構(gòu)特征:
①定義:以半圓的直徑所在直線為旋轉(zhuǎn)軸,半圓面旋轉(zhuǎn)一周形成的幾何體,叫球體.
→列舉生活中的實(shí)例
結(jié)合圖形認(rèn)識:球心、半徑、直徑.
→球的表示.
②討論:球有一些什么幾何性質(zhì)?
③討論:球與圓柱、圓錐、圓臺有何關(guān)系?(旋轉(zhuǎn)體)
棱臺與棱柱、棱錐有什么共性?(多面體)
3.教學(xué)簡單組合體的結(jié)構(gòu)特征:
①討論:礦泉水塑料瓶由哪些幾何體構(gòu)成?燈管呢?
②定義:由柱、錐、臺、球等幾何結(jié)構(gòu)特征組合的幾何體叫簡單組合體.
→列舉生活中的實(shí)例
4.練習(xí):圓錐底面半徑為1cm,高為cm,其中有一個內(nèi)接正方體,求這個內(nèi)接正方體的棱長.(補(bǔ)充平行線分線段成比例定理)
5.小結(jié):學(xué)習(xí)了柱、錐、臺、球的定義、表示;性質(zhì);分類.
三、鞏固練習(xí):
1.練習(xí):書P8A組1~4題.
2.已知長方體的長、寬、高之比為4∶3∶12,對角線長為26cm,則長、寬、高分別為多少?
3.棱臺的上、下底面積分別是25和81,高為4,求截得這棱臺的原棱錐的高
4.若棱長均相等的三棱錐叫正四面體,求棱長為a的正四面體的高.