python 球的表面积和体积_用公式法求简单几何体的表面积和体积

空间几何体的表面积和体积是立体几何的重要内容之一,空间几何体的表面积、体积的计算是高考常考的热点.解决这类问题的方法主要有:基本几何体的求积公式法、分形割补法、等体积法等. 在高考中多以选择题、填空题出现,其难度属中档题.

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用公式法求简单几何体的表面积和体积

方法一 公式法

使用情景:几何体是规则的几何体

解题步骤:

第一步 先求出几何体表面积和体积公式中的基本量;

第二步 再代入几何体的表面积和体积公式即可得出结论.

【例1】 三棱锥

math?formula=A-BCD的外接球为球

math?formula=O,球

math?formula=O的直径是

math?formula=AD,且

math?formula=%5Ctriangle%20ABC%2C%5Ctriangle%20BCD都是边长为

math?formula=1的等边三角形,则三棱锥

math?formula=A-BCD的体积是 ( )

A.

math?formula=%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%7B6%7D

B.

math?formula=%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%7B12%7D

C.

math?formula=%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%7B4%7D

D.

math?formula=%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B3%7D%7D%7B12%7D

【答案】B

【解析】

math?formula=BC中点

math?formula=M,则有

math?formula=AM%20%5Cbot%20BC

math?formula=DM%20%5Cbot%20BC

math?formula=%5CRightarrow%20BC%20%5Cbot

math?formula=AMD

所以三棱锥

math?formula=A-BCD的体积是

math?formula=%5Cdfrac%7B1%7D%7B3%7D%5Ctimes%20BC%20%5Ctimes%20S_%7B%5Ctriangle%20AMD%7D%3D%5Cdfrac%7B1%7D%7B3%7D%5Ctimes%201%5Ctimes%20%5Cdfrac%7B1%7D%7B2%7D%5Ctimes%20%5Cdfrac%7B1%7D%7B2%7D%5Ctimes%20%5Csqrt%7B2%7D%3D%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%7B12%7D

选B.

【总结】

(1)对于表面积的公式不要死记硬背,多面体的表面积就是表面的几个面的面积直接相加,旋转体的就是展开再求;

(2)直接求解该题的关键是正确求出三棱锥底面的垂线.

【例2】 已知三棱锥

math?formula=S-ABC的所有顶点都在球

math?formula=O的球面上,

math?formula=%5Ctriangle%20ABC是边长为

math?formula=1的正三角形,

math?formula=SC为球

math?formula=O的直径,且

math?formula=SC%3D2,则此棱锥的体积为( )

A.

math?formula=%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B3%7D%7D%7B6%7D

B.

math?formula=%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%7B6%7D

C.

math?formula=%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%7B3%7D

D.

math?formula=%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%7B2%7D

【答案】B

【解析】

因为

math?formula=%5Ctriangle%20ABC是边长为

math?formula=1的正三角形,

所以

math?formula=%5Ctriangle%20ABC外接圆的半径为

math?formula=r%3D%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B3%7D%7D%7B3%7D

math?formula=O到面

math?formula=ABC的距离是

math?formula=d%3D%5Csqrt%7BR%5E2-r%5E2%7D%3D%5Csqrt%7B1-%5Cdfrac%7B1%7D%7B3%7D%7D%3D%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B6%7D%7D%7B3%7D

又因为

math?formula=SC是圆的直径,所以

math?formula=S到面

math?formula=ABC的距离是

math?formula=2d%3D%5Cdfrac%7B2%5Csqrt%7B6%7D%7D%7B3%7D

因此三棱锥的体积是

math?formula=V%3D%5Cdfrac%7B1%7D%7B3%7DS_%7B%5Ctriangle%20ABC%7D%20%5Ctimes%202d%3D%5Cdfrac%7B1%7D%7B3%7D%20%5Ctimes%20%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B3%7D%7D%7B4%7D%20%5Ctimes%20%5Cdfrac%7B2%5Csqrt%7B6%7D%7D%7B3%7D%3D%5Cdfrac%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%7B6%7D

故选B.

【总结】本题主要考查外接球的性质及圆内接三角形的性质、棱锥的体积公式,属于难题.圆内接多面体问题是将多面体和旋转体相结合的题型,既能考查旋转体的对称形又能考查多面体的各种位置关系,做题过程中主要注意以下两点:

①多面体每个面都分别在一个圆面上,圆心是多边形外接圆圆心;

②注意运用性质

math?formula=d%3D%5Csqrt%7BR%5E2-r%5E2%7D.


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