人教版（B版2019课标）高中数学必修四11.1.4棱锥与棱台 学案（word版含答案）

棱锥和棱台
【学习目标】
借助棱锥、棱台结构特征的学习，培养直观抽象的数学核心素养。
【学习重难点】
1．棱锥、棱台的定义和结构特征。
2．棱锥、棱台中构造恰当的特征图形，研究其中的线段数量关系和位置关系。
【学习过程】
一、初试身手
1．棱锥的侧面和底面可以都是( )
A．三角形 B．四边形 C．五边形 D．六边形
2．下面四个几何体中，是棱台的是( )
A B C D
二、合作探究
1．棱锥、棱台的概念
【例】 下列关于棱锥、棱台的说法中，正确说法的序号是________。
（1）用一个平面去截棱锥，底面和截面之间的部分组成的几何体叫棱台；
（2）棱台的侧面一定不会是平行四边形；
（3）棱锥的侧面只能是三角形；
（4）棱台的各侧棱延长后必交于一点；
（5）棱锥被平面截成的两部分不可能都是棱锥。
2．几何体的计算问题
[探究问题]
（1）计算正三棱锥中底面边长，斜高，高时，通常是将所求线段转化到直角三角形中，常用到的直角三角形有哪些？
[提示] 常用到的直角三角形有：①由斜高、高、底面中心到边的距离构成的三角形，②由高、侧棱和底面中心与底面顶点的连线构成的三角形。
（2）其他正棱锥的计算是否与正三棱锥计算用同样的方法？
[提示] 是。
（3）正棱台中的计算呢？
[提示] 根据正棱锥与正棱台的关系，转化到直角梯形中求解。
【例】 正三棱锥的底面边长为3，侧棱长为2，求正三棱锥的高。
[思路探究] 正三棱锥 侧棱、高和底面三角形外接圆半径组成直角三角形 勾股定理求解。
【母题探究】
1．将本例中“侧棱长为2”，改为“斜高为2”，则结论如何？
2．将本例中“三棱锥”改为“四棱锥”，如何解答？
【学习小结】
1．棱锥的结构特征。
定义 有一个面是多边形，其余各面都是有一个公共顶点的三角形，由这些面围成的多面体
图示及相关概念 底面：多边形面 侧面：有公共顶点的各个三角形面 侧棱：相邻两侧面的公共边 顶点：各侧面的公共顶点
分类 按底面多边形的边数分：三棱锥、四棱锥……
2．棱台的结构特征。
定义 用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥，底面与截面之间的部分
图示及相关概念 上底面：原棱锥的截面 下底面：原棱锥的底面 侧面：除上下底面以外的面 侧棱：相邻两侧面的公共边 顶点：侧面与上(下)底面的公共顶点
分类 按由几棱锥截得分：三棱台、四棱台……
【精炼反馈】
1．判断（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）有一个底面为多边形，其余各面都是有一个公共顶点的三角形，由这些面所围成的几何体是棱锥。 ( )
（2）棱台的侧棱长都相等。 ( )
（3）棱柱的侧面都是平行四边形，而底面不是平行四边形。 ( )
（4）棱柱的侧棱都相等，侧面都是全等的平行四边形。 ( )
2．下列几何体中是棱柱的个数有( )
A．5个 B．4个 C．3个 D．2个
3．画一个三棱台，再把它分成：
（1）一个三棱柱和另一个多面体；
（2）三个三棱锥，并用字母表示。
答案：
【学习过程】
一、初试身手
1．A [棱锥的侧面都是三角形，所以底面和侧面相同只能是三角形。]
2．C [棱台的侧棱延长后相交于同一点，故C正确。]
二、合作探究
1．【例】（2）（3）（4） [（1）错误，若平面不与棱锥底面平行，用这个平面去截棱锥，棱锥底面和截面之间的部分不是棱台；
（2）正确，棱台的侧面一定是梯形，而不是平行四边形；
（3）正确，由棱锥的定义知棱锥的侧面只能是三角形；
（4）正确，棱台是由平行于棱锥底面的平面截得的，故棱台的各侧棱延长后必交于一点；
（5）错误，如图所示四棱锥被平面PBD截成的两部分都是棱锥。]
2．[思路探究]
[解] 作出正三棱锥如图，SO为其高，连接AO，作OD⊥AB于点D，则点D为AB的中点。
在Rt△ADO中，AD＝，
∠OAD＝30°，
故AO＝＝。
在Rt△SAO中，SA＝2，AO＝，
故SO＝＝3，其高为3．
【母题探究】
1．[解] 在Rt△SDO中，SD＝2，DO＝AO＝，故SO＝＝＝。
2．[解] 如图正四棱锥S ABCD中，SO为高，连接OC．则△SOC是直角三角形，由题意BC＝3，则OC＝，又因为SC＝2，则SO＝＝＝＝。
故其高为。
【精炼反馈】
1．判断（正确的打“√”，错误的打“×”）
[答案] （1）√ （2）× （3）× （4）×
2．D [由棱柱的定义知①③是棱柱，选D．]
3．[解] 画三棱台一定要利用三棱锥。
① ②
（1）如图①所示，三棱柱是棱柱A′B′C′ AB″C″，另一个多面体是C′B′BCC″B″。
（2）如图②所示，三个三棱锥分别是A′ ABC，B′ A′BC，C′ A′B′C．
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