第九章  直线、平面、简单几何体(B)
 §9.7 棱柱与棱锥

复习目标 知识梳理 应用举例 实践体验 拓展探究 基础训练 提高训练 学习感悟

    一、复习目标
    了解棱柱的概念,掌握棱柱的性质,会画直棱柱的直观图;了解棱锥的概念,掌握正棱锥的性质,会画正棱锥的直观图.

    二、重点难点
    (这里输入)

    三、特别提示
    (1)棱柱、棱锥是立体几何中的重要几何体.在复习时,除了牢固地掌握棱柱的有关概念、性质、体积公式外,还要灵活地运用线面平行、线面垂直、面面平行与面面垂直等有关知识,进行位置关系的判断与论证,进而达到计算的目的.在计算时要注意把某些平面图形(如直截面、对角面、中截面等)分离出来,从而运用平面几何方法进行解决.

    (2)直棱柱、正棱柱的侧面都垂直于底面,正棱柱的高通过上、下底面正多边形的中心,它们的侧棱都等于高的长.熟悉以上性质,有利于寻找立体图形的位置关系和数量关系.
    在柱体的体积计算中,除正确熟练地运用体积公式计算外,还要灵活运用等体积法和割补法.如将三棱柱分割成三个棱锥,将三棱柱补成一个平行六面体.

    (3)在锥体中许多问题与平行于底面的截面有关.这种问题通常利用下面的重要性质定理:如果棱锥被平行于底面的平面所截,那么截面和底面相似,并且它们面积的比等于截得的棱锥的高和已知棱锥的高的平方比,进一步可以得到截得棱锥的侧面积与已知棱锥的侧面积的比等于两个棱锥高的平方比,全面积比等于它们高的平方比,体积比等于它们高的立方比.这里的高的比实际是一种相似比,所以也可以是两个棱锥中两条对应线段的比.

    (4)在三棱锥的体积计算中,要注意换底法的应用,通过恰当的换底可以提高运算速度,减少运算量,所以换底法不失是求体积的好办法.另外有时也可通过换底求体积的方法去解决空间中的点与平面的距离问题.

    知识梳理

    一、棱柱的概念及相关问题
    1、棱柱的概念
    有两个面互相平行,其余各面都是平行四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的几何体叫做棱柱.

    但是,要注意“有两个面互相平行,其余各面都是平行四边形的几何体”不一定是棱柱.如图的几何体有两个面平行,其余各面都是平行四边形,但它不满足“每相邻两个侧面的公共边互相平行”.所以,它不是棱柱.   

   

    2、棱柱的性质
    (1)侧棱都相等,侧而是平行四边形;
    (2)两个底面与平行于底面的截面是对应边互相平行的全等多边形;
    (3)过不相邻的两条侧棱的截面是平行四边形.

   

    3、棱柱的分类
    (1)按底面多边形的边数分类:三棱柱,四棱柱,…,`n`棱柱.

    (2)按侧棱与底面的位置关系分类:

    棱柱`{(斜棱柱),(直棱柱(侧棱垂直于底面)),(正棱柱(底面为正多边形的直棱柱)),(其他直棱柱):}`

   

    4、特殊的四棱柱
    一些特殊的四棱柱是本节研究内容之一,为便于理解与掌握,我们把四棱柱与平行六面休及特殊的平行六面体之间的关系图示如下:

    四棱柱`stackrel"底面为平行四边形"->`平行六面体`stackrel"侧棱垂直于底面"->`直棱柱

   

    二、棱锥的概念及相关问题

    1、棱锥的概念

    有一个面是多边形,其余各面是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体叫棱锥.

    如果一个棱锥的底面是正多边形,并且顶点在底面的射影是底面的中心,这样的棱锥叫做正棱锥.

   

    2、棱锥的性质

    (1)正棱锥的性质

    ①各侧棱相等,各侧面都是全等的等腰三角形.

    ②正棱锥的高、斜高、和斜高在底面内的射影组成一个直角三角形;正棱锥的高、侧棱、和侧棱在底面内的射影也组成一个直角三角形.

 

    (2)一般棱锥的性质

    定理:如果棱锥被平行于棱锥底面的平面所截,那么截面和底面相似,并且它们面积的比等于顶点到截面距离与棱锥高的平方比.

   

    3、棱锥的体积

    `V=1/3Sh`,其中`S`是棱锥的底面积,`h`是高.

    应用举例
    一、应用特点
    1、棱柱的求解策略
    2、棱锥的求解策略
    3、与棱柱、棱锥有关的最值问题

    二、案例示范
    回味相关知识与方法,寻找解题办法,若有困难,可以参考“提示”,还有困难,可以参考“解答”或倾听老师的分析示范

    1、如图,正三棱柱`ABC-A_1B_1C_1`的底面边为3,侧棱`A A_1=(3sqrt3)/2`,`D`是`CB`延长线上的一点,且`BD=BC`

    (1)求证:直线`BC_1"//"平面AB_1D`

    (2)求二面角`B_1-AD-B`的大小

    (3)求三棱锥`C_1-ABB_1`的体积

 

    提示 示范  

   

    2、在四棱锥`P-ABCD`中,底面是边长为2的菱形,`/_DAB=60°`,对角线`AC`与`BD`相交于点`O`,`PO_|_`平面`ABCD`,`PB`与平面`ABCD`所成的角为`60°`

    (1)求四棱锥`P-ABCD`的体积
    (2)若`E`是`PB`的中点,求异面直线`DE`与`PA`所成角的大小(结果用反三角函数值表示)

                                                

    提示 示范  

   

    3、如图,`M`为正三棱锥`P-ABC`侧棱`PA`上任一点,若底面边长为12,`P`到底面的距离8,求截面`MBC`面积的最小值

                                                 

    提示 示范  

    实践体验
    在实践中提高能力,在体验中反思感悟,力求独立,力求提高

    1、设棱台上、下底面积分别为`S_1、S_2`,一个平行于底面的截面将棱台的高分为两部分,这上、下两部分的长之比为`lambda`,则截面面积为(     )

    A.`(S_1+lambdaS_2)/(1+lambda)`     B.`(S_2+lambdaS_1)/(1+lambda)`     C.`(sqrt(S_1)+lambdasqrt(S_2))/(1+lambda)`     D.`(sqrt(S_2)+lambdasqrt(S_1))/(1+lambda)`
    提示 示范  

    

    2、如图,在四棱锥`P-ABCD`中,侧面`PCD`是正三角形,且与底面`ABCD`垂直 .已知底面`ABCD`是面积为`2sqrt3`的菱形,`/_ADC=60°`,`M`是`PB`的中点.

    (1)求证:`PA_|_CD`              

    (2)求二面角`P-AB-D`的度数

    (3)求证:平面`CDM_|_`平面`PAB`   

    (4)求三棱锥`B-CDM`的体积

    提示 示范  

    拓展探究
    1、如图,已知平行六面体`ABCD-A_1B_1C_1D_1`中的底面`ABCD`是菱形,且`/_C_1CB=``/_C_1CD=``/_BCD=60°`

    (1)证明:`C C_1_|_BD`
    (2)假设`CD=2`,`C C_1=3/2`,记平面`C_1BD`为`alpha`,平面`CBD`为`beta`,求二面角`alpha-BD-beta`的平面角的余弦值

                                                 

    提示 示范  

 

    基础训练
    参考答案
     
    提高训练
    参考答案

    学习感悟
    1、要从底面、侧面、棱(特别是侧棱)和截面(对角面及平行于底面的截面)四个方而掌握几何性质,能应用这些性质研究几何中的线面关系.

    2、在涉及棱柱有关计算中,常会出现—些未知的几何量,此时应注意方程思想的应用,即适当地选取未知数,找出等量关系,转化为代数方程求解;对于非特殊图形的侧面积,往往采用“分解”的思路,分别求出各个侧面的面积.

    3、在熟练掌握棱锥的定义、性质以及侧面和体积公式的同时,一定要注意综合运用知识.立体几何学科特点决定立体几何问题解答模式为推理论证和计算求解相结合,一般按照“作(作图)、证(证明)、述(必要的文字叙述)、算(计算求解)程序进行.

    4、要学会识图、理解图、利用图,要善于从图形中发现需要的东西.

    5、注意转化思想的运用,比如用等积法(面积、体积)割补法变换求解体积或距离问题.

返回

本课件完全公益,使用过程中有任何问题,或想参与新课件制作,请加开心教练QQ:29443574