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立体几何体表面积与体积

一.【要点归纳】
1.多面体的面积和体积公式
表中S 表示面积,c ′、c 分别表示上、下底面周长,h 表斜高,h ′表示斜高,l 表示侧棱长。

2.旋转体的面积和体积公式 表中l 、h 分别表示母线、高,r 表示圆柱、圆锥与球冠的底半径,r 1、r 2分别表示圆台 上、下底面半径,R 表示半径 二.【典例解析】
题型1:柱体的体积和表面积
例1.一个长方体全面积是20cm 2,所有棱长的和是24cm ,求长方体的对角线长.
点评:涉及棱柱面积问题的题目多以直棱柱为主,而直棱柱中又以正方体、长方体的
名称 侧面积(S 侧) 全面积(S 全) 体 积(V) 棱 柱 棱柱 直截面周长×l
S 侧+2S 底
S 底·h=S 直截面·h
直棱柱 ch
S 底·h
棱 锥 棱锥 各侧面积之和
S 侧+S 底
3
1
S 底·h 正棱锥 2
1
ch ′ 棱 台
棱台 各侧面面积之和
S 侧+S 上底+S 下底
3
1
h(S 上底+S 下底+下底下底S S )
正棱台
2
1
(c+c ′)h ′ 名称 圆柱 圆锥 圆台 球
S 侧 2πrl πrl π(r 1+r 2)l
S 全 2πr(l+r) πr(l+r)
π(r 1+r 2)l+π(r 21+r 22)
4πR 2
V
πr 2
h(即πr 2
l)
3
1
πr 2h 3
1
πh(r 21+r 1r 2+r 22) 3
4
πR 3
表面积多被考察。

我们平常的学习中要多建立一些重要的几何要素(对角线、内切)与面积、体积之间的关系。

例2.在平行六面体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,已知AB=5,AD=4,AA 1=3,AB ⊥AD ,∠A 1AB=∠A 1AD=
3
π。

(1)求证:顶点A 1在底面ABCD 上的射影O 在∠BAD 的平分线上;(2)求这个平行六面体的体积
题型2:柱体的表面积、体积综合问题
例3.一个长方体共一顶点的三个面的面积分别是6,3,2,这个长方体对角线的长是( ) A .23
B .32
C .6
D .6
点评:解题思路是将三个面的面积转化为解棱柱面积、体积的几何要素—棱长。

例4.如图,三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,若E 、F 分别为AB 、AC 的中点,平面EB 1C 1将三棱柱分成体积为V 1、V 2的两部分,那么V 1∶V 2= ____ _。

点评:解题的关键是棱柱、棱台间的转化关系,建立起求解体积的几何元素之间的对应关系。

最后用统一的量建立比值得到结论即可 题型3:锥体的体积和表面积
例5.一空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( ).
A.223π+
B. 423π+
C. 323π+
D. 23
43
π+
【命题立意】:本题考查了立体几何中的空间想象能力,
由三视图能够想象得到空间的立体图,并能准确地计算出.几何体的体积.
例6、设OA 是球O 的半径,M 是OA 的中点,过M 且与OA 成45°角的平面截球O 的表面得到圆C 。

若圆C 的面积等于
4

,则球O 的表面积等于 例7.ABCD 是边长为4的正方形,E 、F 分别是AB 、AD 的中点,GB 垂直于正方形ABCD 所在
2 2
侧(左)视
2 2
正(主)
D
B
A
O C
E
F
的平面,且GC =2,求点B 到平面EFC 的距离
点评:该问题主要的求解思路是将点面的距离问题转化为体积问题来求解。

构造以点B 为顶点,△EFG 为底面的三棱锥是解此题的关键,利用同一个三棱锥的体积的唯一性列方程是解这类题的方法,从而简化了运算。

例8.已知三个球的半径1R ,2R ,3R 满足32132R R R =+,则它们的表面积1S ,2S ,3S ,满足的等量关系是______.
例11.如图所示,球面上有四个点P 、A 、B 、C ,如果PA ,PB ,PC 两两互相
垂直,且PA=PB=PC=a ,求这个球的表面积。

点评:本题也可用补形法求解。

将P —ABC 补成一个正方体,由对称性可知,正方体内接于球,则球的直径就是正方体的对角线,易得球半径R=2
3
a ,下略 题型4:球的面积、体积综合问题
例9.(1)表面积为324π的球,其内接正四棱柱的高是14,求这个正四棱柱的表面积。

(2)正四面体ABCD 的棱长为a ,球O 是内切球,球O 1是与正四面体的三个面和球O 都相切的一个小球,求球O 1的体积。

题型5:球面距离问题
例10.在北纬45圈上有,A B 两点,设该纬度圈上,A B 两点的劣弧长为2
4
R π(R 为地球半径),求,A B 两点间的球面距离
点评:要求两点的球面距离,必须先求出两点的直线距离,再求出这两点的球心角,进而求出这两点的球面距离。

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