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必修二立体几何部分第一节空间几何体的面积与体积一、空间几何体的侧面积、表面积(1)棱柱侧面展开图的面积就是棱柱的侧面积,棱柱的表面积就是它的侧面积与两底面面积的和.因为直棱柱的各个侧面都是等高的矩形,所以它的展开图是以棱柱的底面周长与高分别为长和宽的矩形.如果设直棱柱底面周长为c,高为h,则侧面积Sch侧.若长方体的长、宽、高分别是a、b、c,则其表面积2()Sabbcca表.(2)圆柱的侧面展开图是一个矩形.矩形的宽是圆柱母线的长,矩形的长为圆柱底面周长.如果设圆柱母线的长为l,底面半径为r,那么圆柱的侧面积2πSrl侧,此时圆柱底面面积2πSr底.所以圆柱的表面积222π2π2π()SSSrlrrrl侧底.(3)圆锥的侧面展开图是以其母线为半径的扇形.如果设圆锥底面半径为r,母线长为l,则侧面积πSrl侧,那么圆锥的表面积是由其侧面积与底面面积的和构成,即为2πππ()SSSrlrrrl侧底.(4)正棱锥的侧面展开图是n个全等的等腰三角形.如果正棱锥的周长为c,斜高为h,则它的侧面积12Sch侧.(5)正棱台的侧面积就是它各个侧面积的和.如果设正棱台的上、下底面的周长是cc,,斜高是h,那么它的侧面积是12Sch侧.(6)圆台侧面展开图是以截得该圆台的圆锥母线为大圆半径,圆锥与圆台的母线之差为小圆半径的一个扇环.如果设圆台的上、下底面半径分别为rr,,母线长为l,那么它的侧面积是π()Srrl侧.圆台的表面积等于它的侧面积与上、下底面积的和,即2222π()πππ()SSSSrrlrrrrrlrl侧上底下底.(7)球的表面积24πSR,即球的表面积等于其大圆面积的四倍.二、空间几何体的体积(1)柱体(棱柱、圆柱)的体积等于它的底面积S和高h的积,即VSh柱体.其中底面半径是r,高是h的圆柱的体积是2πVrh圆柱.(2)如果一个锥体(棱锥、圆锥)的底面积是S,高是h,那么它的体积是13VSh锥体.其中底面半径是r,高是h的圆锥的体积是21π3Vrh圆锥,就是说,锥体的体积是与其同底等高柱体体积的13.(3)如果台体(棱台、圆台)的上、下底面积分别是SS,,高是h,那么它的体积是1()3VSSSSh台体.其中上、下底半径分别是rR,,高是h的圆台的体积是221π()3VrRrRh圆台.(4)球的体积公式:334RV.三、三视图的位置关系与投影规律1、三视图的位置关系为:俯视图在主视图的下方、左视图在主视图的右方.2、三视图之间的投影规律为:主、俯视图———长对正;主、左视图———高平齐;俯、左视图———宽相等.例1、已知某几何体的俯视图是如图5所示的矩形,正视图(或称主视图)是一个底边长为8、高为4的等腰三角形,侧视图(或称左视图)是一个底边长为6、高为4的等腰三角形.(1)求该几何体的体积V;(2)求该几何体的侧面积S例2、(2008山东)右图是一个几何体的三视图,根据图中数据,可得该几何体的表面积是()A.9πB.10πC.11πD.12π。俯视图正(主)视图侧(左)视图2322D1B1DABCE1A1C第二节立体几何中平行与垂直的证明例1.已知正方体ABCD—A1B1C1D1,O是底ABCD对角线的交点.求证:(1)C1O//平面AB1D1;(2)A1C⊥平面AB1D1.【变式一】如图,在长方体1111DCBAABCD中,1,11ABAAAD,点E在棱AB上移动。求证:ED1⊥DA1;【变式一】D1ODBAC1B1A1CDC1B1A1CBA【变式二】如图平面ABCD⊥平面ABEF,ABCD是正方形,ABEF是矩形,且,221ADAFG是EF的中点,(1)求证平面AGC⊥平面BGC;(2)求空间四边形AGBC的体积。【变式二】【变式三】如图,在直三棱柱(侧棱与底面垂直的三棱柱)111ABCABC中,8AB,6AC,10BC,D是BC边的中点.(Ⅰ)求证:1ABAC;(Ⅱ)求证:1AC∥面1ABD;.【变式三】【变式四】如图组合体中,三棱柱111ABCABC的侧面11ABBA是圆柱的轴截面,C是圆柱底面圆周上不与A、B重合一个点.(Ⅰ)求证:无论点C如何运动,平面1ABC平面1AAC;(Ⅱ)当点C是弧AB的中点时,求四棱锥111ABCCB与圆柱的体积比.【变式四】BCADEFM【变式五】如图,四边形ABCD为矩形,AD⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.(1)求证:AE⊥BE;(2)设M在线段AB上,且满足AM=2MB,试在线段CE上确定一点N,使得MN∥平面DAE..【变式五】【变式六】如图5所示,在三棱锥PABC中,PA平面ABC,3ABBCCA,M为AB的中点,四点P、A、M、C都在球O的球面上。(1)证明:平面PAB平面PCM;(2)证明:线段PC的中点为球O的球心;【变式六】课后练习1.如图所示,在直三棱柱ABC—A1B1C1中,AB=BB1,AC1⊥平面A1BD,D为AC的中点。(I)求证:B1C//平面A1BD;(II)求证:B1C1⊥平面ABB1A(III)设E是CC1上一点,试确定E的位置,使平面A1BD⊥平面BDE,并说明理由。_M_P_C_B_AEDCBAPSABCDE2.如图,已知AB平面ACD,DE平面ACD,三角形ACD为等边三角形,2ADDEAB,F为CD的中点(1)求证://AF平面BCE;(2)求证:平面BCE平面CDE;3.如图,四棱锥ABCDP中,PA底面ABCD,ADAB,CDAC,60ABC,BCABPA,E是PC的中点.(1)求证:AECD;(2)求证:PD面ABE.4.如图,四棱锥P—ABCD中,PA⊥平面ABCD,PA=AB,底面ABCD为直角梯形,∠ABC=∠BAD=90°,PA=BC=.21AD(I)求证:平面PAC⊥平面PCD;(II)在棱PD上是否存在一点E,使CE∥平面PAB?若存在,请确定E点的位置;若不存在,请说明理由.5.如图,在四棱锥SABCD中,2SAAB,22SBSD,底面ABCD是菱形,且60ABC,E为CD的中点.(1)证明:CD平面SAE;(2)侧棱SB上是否存在点F,使得//CF平面SAE?并证明你的结论.
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