【學(xué)習(xí)導(dǎo)引】本期課我們來(lái)學(xué)習(xí)空間幾何體。
一,、空間幾何體的結(jié)構(gòu)
1.棱柱的結(jié)構(gòu)特征
有兩個(gè)面互相平行,,其余各面都是四邊形,,并且每相鄰兩個(gè)四邊形的公共邊都互相平行,由這些面所圍成的多面體叫做棱柱.從運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來(lái)看,,棱柱也可以看成是一個(gè)平面多邊形從一個(gè)位置沿一條不與其共面的直線平移到另一位置時(shí),,其運(yùn)動(dòng)軌跡所形成的幾何體.
底面(底):兩個(gè)互相平行的面;
側(cè)面:其余各面;
側(cè)棱:相鄰側(cè)面的公共邊;
頂點(diǎn):側(cè)面與底面的公共頂點(diǎn).
2.棱錐的結(jié)構(gòu)特征
有一個(gè)面是多邊形,其余各面都是有一個(gè)公共頂點(diǎn)的三角形,,由這些面所圍成的多面體叫做棱錐.底面(底):多邊形面;
側(cè)面:有公共頂點(diǎn)的各個(gè)三角形面;
側(cè)棱:相鄰側(cè)面的公共邊;
頂點(diǎn):各側(cè)面的公共頂點(diǎn).
3.棱臺(tái)的結(jié)構(gòu)特征
用一個(gè)平行于棱錐底面的平面去截棱錐,,底面與截面之間的部分叫做棱臺(tái).上底面:原棱錐的截面;
下底面:原棱錐的底面;
側(cè)面:其余各面;
側(cè)棱:相鄰側(cè)面的公共邊;
頂點(diǎn):側(cè)面與上(下)底面的公共頂點(diǎn).
4.圓柱的結(jié)構(gòu)特征
以矩形的一邊所在直線為旋轉(zhuǎn)軸,其余三邊旋轉(zhuǎn)形成的面所圍成的旋轉(zhuǎn)體叫做圓柱.軸:旋轉(zhuǎn)軸叫作圓柱的軸;
底面:垂直于軸的邊旋轉(zhuǎn)而成的圓面叫作圓柱的底面;
側(cè)面:平行于軸的邊旋轉(zhuǎn)而成的曲面叫作圓柱的側(cè)面;
母線:無(wú)論旋轉(zhuǎn)到什么位置,,不垂直于軸的邊都叫做圓柱側(cè)面的母線.
5.圓錐的結(jié)構(gòu)特征
以直角三角形的一條直角邊所在直線為旋轉(zhuǎn)軸,,其余兩邊旋轉(zhuǎn)形成的面所圍成的旋轉(zhuǎn)體叫做圓錐.軸:旋轉(zhuǎn)軸叫作圓錐的軸;
底面:垂直于軸的邊旋轉(zhuǎn)而成的圓面叫作圓錐的底面;
側(cè)面:直角三角形的斜邊旋轉(zhuǎn)而成的曲面叫作圓錐的側(cè)面;
母線:無(wú)論旋轉(zhuǎn)到什么位置,不垂直于軸的邊都叫做圓錐側(cè)面的母線.
6.圓臺(tái)的結(jié)構(gòu)特征
用平行于圓錐底面的平面去截圓錐,,底面與截面之間的部分叫做圓臺(tái).軸:旋轉(zhuǎn)軸叫作圓臺(tái)的軸;
底面:垂直于軸的邊旋轉(zhuǎn)而成的圓面叫作圓臺(tái)的底面;
側(cè)面:直角三角形的斜邊旋轉(zhuǎn)而成的曲面叫作圓臺(tái)的側(cè)面;
母線:無(wú)論旋轉(zhuǎn)到什么位置,,不垂直于軸的邊都叫做圓臺(tái)側(cè)面的母線.
7.球的結(jié)構(gòu)特征
以半圓的直徑所在直線為旋轉(zhuǎn)軸,半圓面旋轉(zhuǎn)一周形成的旋轉(zhuǎn)體叫做球體,簡(jiǎn)稱(chēng)球.球心:半圓的圓心叫作球的球心;
半徑:半圓的半徑叫作球的半徑;
直徑:半圓的直徑叫作球的直徑.
二,、空間幾何體的表面積與體積
1.棱柱,、棱錐、棱臺(tái)的側(cè)面積與表面積
棱柱,、棱錐,、棱臺(tái)都是由若干個(gè)平面圖形圍成的幾何體,因而可以沿著這些幾何體的某些棱(側(cè)棱或底面棱)將其剪開(kāi)成平面圖形,,這個(gè)平面圖形叫作幾何體的平面展開(kāi)圖,。其中沿側(cè)棱剪開(kāi),將各側(cè)面展開(kāi)形成的平面圖形叫作幾何體的側(cè)面展開(kāi)圖.棱柱,、棱錐,、棱臺(tái)的側(cè)面展開(kāi)圖分別是由若干個(gè)平行四邊形、三角形,、梯形所組成.側(cè)面展開(kāi)圖的面積稱(chēng)為幾何體的側(cè)面積.由此可知,棱柱,、棱錐,、棱臺(tái)的側(cè)面積就是它們的各個(gè)側(cè)面的面積之和.
棱柱、棱錐,、棱臺(tái)的平面展開(kāi)圖是將其所有側(cè)面和底面展開(kāi)后形成的一個(gè)平面圖形,,因而平面展開(kāi)圖的面積就是它的表面積.可見(jiàn),棱柱,、棱錐,、棱臺(tái)的表面積就是圍成這些幾何體的各個(gè)平面的面積之和,也可表示為:
,
,
。
2.圓柱,、圓錐,、圓臺(tái)的側(cè)面展開(kāi)圖及表面積
圓柱的側(cè)面展開(kāi)圖是一個(gè)矩形,,如圖所示:如果圓柱的底面半徑為,母線長(zhǎng)為,那么圓柱的底面積為,,側(cè)面積為,因此,,圓柱的表面積:
.圓錐的側(cè)面展開(kāi)圖是一個(gè)扇形,如圖所示:如果圓錐的底面半徑為,母線長(zhǎng)為,,那么圓錐的底面積為,側(cè)面積為,因此,,圓錐的表面積:
.展開(kāi)圖中扇形的圓心角
圓臺(tái)的側(cè)面展開(kāi)圖是一個(gè)扇環(huán),如圖所示:如果圓臺(tái)的上,、下底面半徑為,母線長(zhǎng)為,,那么圓臺(tái)的上、下底面積為,,圓臺(tái)的側(cè)面積為,因此,,圓臺(tái)的表面積:
.扇環(huán)的半徑延長(zhǎng)交于一點(diǎn)得一扇形,,其圓心角
3.柱體、錐體,、臺(tái)體的體積
棱柱,、棱錐、棱臺(tái)的體積公式分別為:,
,
(其中分別為上,、下底面面積,,為高).
圓柱、圓錐,、圓臺(tái)的體積公式分別為:
,
,
(其中分別為上,、下底面半徑,為高).
4.球的表面積和體積
球的表面積:,,其中為球的半徑;
球的體積:,,其中為球的半徑.