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棱台体体积公式推导

正棱台体公式推导(1)将正四棱台切割成九部分(如下图)
C
A
G H
B
F
E
D
I
(鸟瞰图)(立体切面图)
E在棱台体中间位置,是一个方形体;
B、D、H、F是四个三棱柱,分别位于在方形体的四周位置;
A、C、G、I 是四个四棱锥,分别位于棱台体的四个角的位置。

(2)用字母表示图形部位
顶面棱长为,底面棱长为a,棱台体高为h。

(3)体积的计算
(1)一个方形体E,其底面是边长为b、高为h的方形体,体积为h
b2;
(图V1)
(2)四个四棱锥A、C、G、I,用其中三个可以拼合成一个底边两直角边都是为
2
b
a-
、高为h的方形体。

(四棱锥)(三个四棱锥拼合图形)(多出一个四棱锥)
方形体的体积为(
2
b
a-
)2h。

其中一个四棱锥的体积就是
3
1

2
b
a-
)2 h。

四个四棱锥的体积和则

3
4

2
b
a-
)2 h。

化简可得:
3
1
(b
a-)2 h
(3)四个直角三棱柱B、D、F、H,可以拼成两个长、宽、高分别为b、
2
)
(b
a-
、h的长方体,体积和为
b(a-b)h。

(三棱柱) (拼合图形)
(4)四棱台的体积
四棱台的体积等于上述三项(九个部分)之和
V=h b 2+3
1(b a -)2h+ b (a-b )h 解:V= [b 2 +31(b a -)2+ b (a-b )] h
截面积组成:
方形体的截面积:顶面的边长乘以边长; 字母表示 b 2 四个三棱柱截面积和: 字母表示b(a-b)
一个三棱柱截面积等于方形体底面积一半。

四个四棱锥截面积和: 字母表示3
1(b a -)2 一个四棱锥截面积等于方形体底面积的三分之一。

化简可得 h b ab a V )(3122++=。

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