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- 2021-05-14 发布
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第7讲 空间几何体表面积或体积的求解
学习目标
【目标分解一】几何体的表面积或体积
【目标分解二】球与几何体的切、接问题
重点
球与几何体的切、接问题
【课前自主复习区】
■核心知识储备
提炼1 求解几何体的表面积或体积
(1)对于规则几何体,可直接利用公式计算.
(2)对于不规则几何体,可采用割补法求解;对于某些三棱锥,有时可采用等体积转换法求解.
(3)求解旋转体的表面积和体积时,注意圆柱的轴截面是矩形,圆锥的轴截面是等腰三角形,圆台的轴截面是等腰梯形的应用.
提炼2 球与几何体的外接与内切
(1)正四面体与球:设正四面体的棱长为a ,由正四面体本身的对称性,可知其内切球和外接球的球心相同,则内切球的半径r=a,外接球的半径R=a.
(2)正方体与球:设正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为a,O为其对称中心,E,F,H,G 分别为AD,BC,B1C1,A1D1的中点,J为HF的中点,如图所示.
①正方体的内切球:截面图为正方形EFHG的内切圆,故其内切球的半径为OJ=;
②正方体的棱切球:截面图为正方形EFHG的外接圆,故其棱切球的半径为OG=;
③正方体的外接球:截面图为矩形ACC1A1的外接圆,故其外接球的半径为OA1=.
[高考真题回访]
1.(2017·全国卷Ⅱ)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分后所得,则该几何体的体积为( )
A.90π B.63π
C.42π D.36π
2.(2016·全国卷Ⅱ)如图,是由圆柱与圆锥组合而成的几何体的三视图,则该几何体的表面积为( )
A.20π B.24π
C.28π D.32π
5
3.(2015·全国卷Ⅱ)一个正方体被一个平面截去一部分后,剩余部分的三视图如图,则截去部分体积与剩余部分体积的比值为( )
A. B. C. D.
4.(2017·全国卷Ⅲ)已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为2的同一个球的球面上,则该圆柱的体积为( )
A.π B. C. D.
5.(2015·全国卷Ⅱ)已知A,B是球O的球面上两点,∠AOB=90°,C为该球面上的动点.若三棱锥OABC体积的最大值为36,则球O的表面积为( )
A.36π B.64π
C.144π D.256π
6.(2013·全国卷Ⅰ)如图,有一个水平放置的透明无盖的正方体容器,容器高8 cm,将一个球放在容器口,再向容器内注水,当球面恰好接触水面时测得水深为6 cm,如果不计容器厚度,则球的体积为( )
A. cm3 B. cm3 C. cm3 D. cm3
7.(2016·全国Ⅲ卷)在封闭的直三棱柱ABCA1B1C1内有一个体积为V的球.若AB⊥BC,AB=6,BC=8,AA1=3,则V的最大值是( )
A.4π B.
C.6π D.
5
【课堂互动探究区】
【目标分解一】几何体的表面积或体积
【例1】 (1)(2017·黄山二模)一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )
A.4 B.4
C.4 D.
(2)(2016·全国卷Ⅲ)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某多面体的三视图,则该多面体的表面积为( )
A.18+36 B.54+18
C.90 D.8
【我会做】
(1)(2017·平顶山二模)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )
A.+ B.5+
C.5+ D.+
★(2)(2017·江西七校联考)若某空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积是( )
A.48+π B.48-π
C.48+2π D.48-2π
★★(3)(名师押题)如图910,从棱长为6 cm的正方体铁皮箱ABCD A1B1C1D1中分离出来由三个正方形面板组成的几何图形.如果用图示中这样一个装置来盛水,那么最多能盛的水的体积为________cm3.
5
【目标分解二】球与几何体的切、接问题
【例2】 (1)(2016·南昌二模)一个几何体的三视图如图911所示,其中正视图是正三角形,则该几何体的外接球的表面积为( )
A. B. C. D.
(2)(2017·全国卷Ⅰ)已知三棱锥SABC的所有顶点都在球O的球面上,SC是球O的直径.若平面SCA⊥平面SCB,SA=AC,SB=BC,三棱锥SABC的体积为9,则球O的表面积为________.
【我会做】
(1).已知直三棱柱ABCA1B1C1的6个顶点都在球O 的球面上,若AB=3,AC=1,∠BAC=60°,AA1=2,则该三棱柱的外接球的体积为( )
A. B. C. D.20π
★(2)(2017·江西七校联考)如图,ABCD是边长为2的正方形,点E,F分别为边BC,CD的中点,将△ABE,△ECF,△FDA分别沿AE,EF,FA折起,使B,C,D三点重合于点P,若四面体PAEF的四个顶点在同一个球面上,则该球的表面积是( )
A.6π B.12π
C.18π D.9π
★★(3)如图,在三棱锥ABCD中,△ACD与△BCD都是边长为4的正三角形,
且平面ACD⊥平面BCD,则该三棱锥外接球的表面积为________.
★★(4)(2017·银川二模)点A,B,C,D在同一个球的球面上,AB=BC=,∠ABC=90°,若四面体ABCD
5
体积的最大值为3,则这个球的表面积为( )
A.2π B.4π
C.8π D.16π
【课后作业】
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