13.1.1 棱柱、棱锥和棱台
1.下列几何体中是棱柱的有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
2.如图所示,在三棱台ABC-A'B'C'中,截去三棱锥A'-ABC,则剩余部分是( )
A.三棱锥 B.四棱锥
C.三棱柱 D.四棱柱
3.设集合M={正四棱柱},N={长方体},P={直四棱柱},Q={正方体},则这四个集合之间的关系是( )
A.P N M Q B.Q M N P
C.P M N Q D.Q N M P
4.一个正棱锥有6个顶点,所有侧棱长的和为60,则每条侧棱长为( )
A.6 B.8
C.10 D.12
5.(多选)给出下列命题,其中为真命题的是( )
A.棱柱的侧棱都相等,侧面都是全等的平行四边形
B.有的棱台的侧棱长相等
C.在四棱柱中,若两个过相对侧棱的截面都垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱
D.存在每个面都是直角三角形的四面体
6.(多选)如图都是正方体的表面展开图,还原成正方体后,其中两个完全一样的是( )
7.一个棱台至少有 个面,面数最少的棱台有 个顶点,有 条棱.
8.如图所示的几何体,下列描述正确的有 (填序号).
①这是一个六面体;②这是一个四棱台;③这是一个四棱柱;④此几何体可由三棱柱截去一个小三棱柱得到;⑤此几何体可由四棱柱截去一个三棱柱得到.
9.一个长方体共顶点的三个面的面积分别是,,,则这个长方体对角线的长是 .
10.分别画出六面体:(1)使它是一个四棱柱;(2)使它由两个三棱锥组成;(3)使它是五棱锥.
11.一个三棱锥,如果它的底面是直角三角形,那么它的三个侧面( )
A.至多有一个是直角三角形
B.至多有两个是直角三角形
C.可能都是直角三角形
D.必然都是非直角三角形
12.一个棱锥的各条棱都相等,那么这个棱锥必不是( )
A.三棱锥 B.四棱锥
C.五棱锥 D.六棱锥
13.(2024·苏州月考)如图,在三棱锥V-ABC中,VA=VB=VC=4,∠AVB=∠AVC=∠BVC=30°,过点A作截面AEF,则△AEF周长的最小值为 .
14.如图,在边长为2a的正方形ABCD中,E,F分别为AB,BC的中点,沿图中虚线将3个三角形折起,使点A,B,C重合,重合后记为点P.
(1)折起后形成的几何体是什么几何体?
(2)这个几何体共有几个面,每个面的三角形有何特点?
(3)每个面的三角形面积为多少?
15.如图,在一个长方体的容器中装有部分水,现将容器绕着其底部的一条棱倾斜,在倾斜的过程中:
(1)水面的形状不断变化,可能是矩形,也可能变成不是矩形的平行四边形,对吗?
(2)水的形状也不断变化,可以是棱柱,也可能变为棱台或棱锥,对吗?
(3)如果倾斜时不是绕着底部的一条棱,而是绕着其底部的一个顶点,上面的第(1)题和第(2)题对不对?
13.1.1 棱柱、棱锥和棱台
1.C 由棱柱的定义,观察图形满足棱柱概念的几何体有①③⑤,共3个.故选C.
2.B 余下部分是四棱锥A'-BCC'B'.故选B.
3.B 根据定义知,正方体是特殊的正四棱柱,正四棱柱是特殊的长方体,长方体是特殊的直四棱柱,所以{正方体} {正四棱柱} {长方体} {直四棱柱},故选B.
4.D 因为此正棱锥有6个顶点,所以此正棱锥为正五棱锥.又正棱锥的侧棱都相等,五条侧棱长的和为60,可知每条侧棱长为12.
5.BCD A不正确,根据棱柱的定义,棱柱的各个侧面都是平行四边形,但不一定全等;易知B正确;C正确,因为过两个相对侧棱的截面的交线平行于侧棱,又垂直于底面;D正确,如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中的三棱锥C1-ABC,四个面都是直角三角形.故选B、C、D.
6.BC A图还原成正方体后,①⑤对面,②④对面,③⑥对面;B图还原成正方体后,①④对面,②⑤对面,③⑥对面;C图还原成正方体后,①④对面,②⑤对面,③⑥对面;D图还原成正方体后,①⑥对面,②⑤对面,③④对面.综上可得,还原成正方体后,正方体完全一样的是B、C.
7.5 6 9 解析:三棱台的面数、顶点数、棱数最少.
8.①③④⑤ 解析:①正确,因为有六个面,属于六面体;②错误,因为侧棱的延长线不能交于一点,所以不正确;③正确,如果把几何体中两个梯形作为底面就会发现是一个四棱柱;④⑤都正确,如图(1)(2).
9. 解析:设长方体长、宽、高分别为x,y,z,则yz=,xz=,yx=,三式相乘得x2y2z2=6,即xyz=,解得x=,y=,z=1,所以==.
10.解:如图所示.图①是一个四棱柱;图②是一个由两个三棱锥组成的几何体;图③是一个五棱锥.
11.C 在如图所示的长方体中,三棱锥A A1C1D1的三个侧面都是直角三角形.故选C.
12.D 正六棱锥的底面是个正六边形,正六边形由6个等边三角形构成.设每个等边三角形的边长为r,正六棱锥的高为h,正六棱锥的侧棱长为l.由正六棱锥的高、底面正六边形的边、侧棱构成直角三角形得h2+r2=l2,故侧棱长l和底面正六边形的边长r不可能相等.故选D.
13.4 解析:将三棱锥沿侧棱VA剪开,并将其侧面展开平铺在一个平面上,如图,线段AA1的长为所求△AEF周长的最小值.因为∠AVB=∠A1VC=∠BVC=30°,所以∠AVA1=90°,又VA=VA1=4,所以AA1=4 .所以△AEF周长的最小值为4 .
14.解:(1)如图,折起后形成的几何体是三棱锥.
(2)这个几何体共有4个面,其中△DEF为等腰三角形,△PEF为等腰直角三角形,△DPE和△DPF均为直角三角形.
(3)S△PEF=a2,S△DPF=S△DPE=×2a·a=a2,S△DEF=S正方形ABCD-S△PEF-S△DPF-S△DPE=(2a)2-a2-a2-a2=a2.
15.解:(1)不对.水面的形状就是用一个与棱(将长方体倾斜时固定不动的棱)平行的平面截长方体时截面的形状,因而可以是矩形,但不可能是非矩形的平行四边形.
(2)不对.水的形状就是用与棱(将长方体倾斜时固定不动的棱)平行的平面将长方体截去一部分后剩余部分的几何体,此几何体是棱柱,水比较少时,是三棱柱,水多时,可能是四棱柱或五棱柱,但不可能是棱台或棱锥.
(3)用任意一个平面去截长方体,其截面形状可以是三角形、四边形、五边形、六边形,因而水面的形状可以是三角形、四边形、五边形、六边形,水的形状可以是棱锥、棱柱,但不可能是棱台,故此时(1)对,(2)不对.
2 / 213.1.1 棱柱、棱锥和棱台
新课程标准解读 核心素养
利用实物、计算机软件等观察空间图形,认识棱柱、棱锥、棱台的结构特征,能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构 数学抽象、直观想象
观察下面的图片,这些图片你都不陌生吧.小到精巧的家居装饰,大到宏伟庞大的建筑;从远古的金字塔,到现代的国家大剧院、埃菲尔铁塔,设计师、建筑师们匠心独具,为我们留下了精美绝伦的建筑物,每当看到这些建筑物都会给人以震撼的美.
【问题】 你知道设计师是如何设计这些建筑物的吗?应用到哪些数学知识?
知识点一 棱柱的结构特征
类 别 定义 图形及表示 相关概念 分类
棱 柱 由一个平面多边形沿某一方向平移形成的空间图形叫作棱柱 如图可记作: 棱柱ABCDEF- A'B'C'D'E'F' 底面:平移起止位置的两个面; 侧面:多边形的边平移所形成的面; 侧棱:相邻侧面的公共边; 顶点:侧面与底面的公共点 底面为三角形、四边形、五边形……的棱柱分别称为三棱柱、四棱柱、五棱柱……
【想一想】
棱柱的侧棱是否都互相平行且相等?
知识点二 棱锥的结构特征
类 别 定义 图形及表示 相关概念 分类
棱 锥 当棱柱的一个底面收缩为一个点时,得到的空间图形叫作棱锥 如图可记作:棱锥S-ABCD 底面:多边形; 侧面:有一个公共顶点的三角形; 侧棱:相邻侧面的 ; 顶点:由棱柱的一个底面收缩而成 按底面多边形的边数分:三棱锥、四棱锥……
【想一想】
各个面都是三角形的几何体是棱锥吗?
知识点三 棱台的结构特征
类 别 定义 图形及表示 相关概念 分类
棱 台 用一个 的平面去截棱锥,截面和底面之间的部分称为棱台 如图可记作:棱台ABCD-A'B'C'D' 上底面:原棱锥的截面; 下底面:原棱锥的底面; 侧面:其余各面; 侧棱:相邻侧面的公共边; 顶点:侧面与上(下)底面的公共点 由三棱锥、四棱锥、五棱锥……截得的棱台分别叫作三棱台、四棱台、五棱台……
提醒 (1)棱柱、棱锥、棱台的关系(以三棱柱、三棱台、三棱锥为例)
(2)常见的几种四棱柱之间的转化关系
【想一想】
棱台的侧棱延长后是否会相交于一点?
知识点四 多面体
定义 由若干个 围成的空间图形
图形
相关 概念 面:围成多面体的各个 ; 棱:相邻两个面的 ; 顶点:棱与棱的公共点
分类 按平面多边形的个数分为四面体、五面体、六面体……
1.(2024·南京金陵中学期中)下列几何体中,棱数最多的是( )
A.五棱锥 B.三棱台
C.三棱柱 D.四棱锥
2.(多选)下面多面体中,是棱锥的为( )
3.下列几何体中,是棱台的为( )
题型一 棱柱的结构特征
【例1】 (1)(多选)下列关于棱柱的说法中正确的是( )
A.所有的面都是平行四边形
B.每一个面都不会是三角形
C.两底面平行,并且各侧棱也平行
D.被平面截成的两部分可以都是棱柱
(2)如图所示,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别为棱A1B1,C1D1的中点.
①这个长方体是棱柱吗?如果是,是几棱柱?为什么?
②用平面BCNM把这个长方体分成两部分,各部分形成的空间图形还是棱柱吗?如果是,是几棱柱,并用符号表示;如果不是,请说明理由.
通性通法
棱柱结构特征的辨析方法
判断一个几何体是不是棱柱,关键看它是否具备棱柱的三个本质特征:
(1)有两个面互相平行;
(2)其余各面都是平行四边形;
(3)每相邻两个四边形的公共边都互相平行.
提醒 (1)以上三个本质特征缺一不可;(2)在概念辨析时,也可用举反例法直接判断(否定).
【跟踪训练】
下列命题中正确的是( )
A.有两个面互相平行,其余各面都是四边形的空间图形叫棱柱
B.棱柱中互相平行的两个面叫棱柱的底面
C.棱柱的侧面都是平行四边形,而底面不是平行四边形
D.棱柱的侧棱都相等,侧面是平行四边形
题型二 棱锥、棱台的结构特征
【例2】 (1)(多选)下列说法中正确的有( )
A.棱锥的各个侧面都是三角形
B.四面体的任何一个面都可以作为棱锥的底面
C.棱锥的侧棱平行
D.有一个面是多边形,其余各面是三角形的几何体是棱锥
(2)下列说法中正确的是( )
A.用一个平面去截棱锥,棱锥底面和截面之间的部分是棱台
B.两个面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体是棱台
C.有两个面互相平行,其余四个面都是等腰梯形的六面体是棱台
D.棱台的侧棱延长后必交于一点
通性通法
判断棱锥、棱台的方法
(1)举反例法:结合棱锥、棱台的定义举反例直接排除关于棱锥、棱台结构特征的某些不正确的说法;
(2)直接法
棱锥 棱台
定底面 只有一个面是多边形,此面即为底面 两个互相平行的面,即为底面
看侧棱 相交于一点 延长后相交于一点
【跟踪训练】
下列关于棱锥、棱台的说法:
①棱台的侧面一定不会是平行四边形;
②由四个平面围成的封闭图形只能是三棱锥;
③棱锥被平面截成的两部分不可能都是棱锥.
其中正确说法的序号是 .
题型三 棱柱、棱台、棱锥的画法
【例3】 (链接教科书第153页例1)画一个三棱柱和四棱台.
通性通法
棱柱、棱锥、棱台的画法步骤
(1)画棱柱:①画上底面:画出上底面多边形(要注意与平面图形有所区别,这里的多边形是直观图形);②画侧棱:从上底面多边形的每一个顶点画平行且相等的线段;③画下底面:顺次连接这些线段的另一个端点.
(2)画棱锥:①画底面:画出底面多边形(要注意与平面图形有所区别,这里的多边形是直观图形);②画顶点:在底面的上方取一个符合要求的空间点;③画侧棱:顺次连接底面多边形的顶点与棱锥的顶点.
(3)画棱台:首先画一个棱锥,在它的一条侧棱上取一点,然后从这点开始,顺次在各个侧面内画出与底面对应边平行的线段,最后将多余的线段擦去.
提醒 在画棱柱、棱锥和棱台时,要特别注意被遮挡的线要画成虚线,未被遮挡的线要画成实线.这样不仅虚实分明,还使得空间图形更加富有立体感.
【跟踪训练】
画一个四面体(三棱锥).
题型四 多面体的侧面展开图
【例4】 某同学制作了一个对面图案均相同的正方体礼品盒,如图所示,则这个正方体礼品盒的表面展开图应该为( )
通性通法
多面体表面展开图可以有不同的形状,应多实践,观察并大胆想象立体图形与表面展开图的关系,一定先观察立体图形的每一个面的形状,借助展开图,培养直观想象素养.
【跟踪训练】
如图是三个空间图形的表面展开图,请问各是什么空间图形?
1.有一个多面体,由五个面围成,只有一个面不是三角形,则这个几何体为( )
A.四棱柱 B.四棱锥
C.三棱柱 D.三棱锥
2.下列说法错误的是( )
A.多面体至少有六条棱
B.九棱柱有9条侧棱,9个侧面,侧面为平行四边形
C.长方体、正方体都是棱柱
D.三棱柱的侧面为三角形
3.如图中的几何体叫作 (填“棱柱”“棱锥”“棱台”),PA,PB是它的 ,△PBC,△PCD是它的 ,四边形ABCD是它的 .
4.若棱台上、下底面的对应边之比为1∶2,则上、下底面的面积之比是 .
13.1.1 棱柱、棱锥和棱台
【基础知识·重落实】
知识点一
想一想
提示:由棱柱的定义及特点可知,棱柱的侧棱都互相平行且相等.
知识点二
公共边
想一想
提示:不一定是棱锥.如图所示的几何体不是棱锥.
知识点三
平行于棱锥底面
想一想
提示:由棱台的特点知棱台的侧棱延长后都相交于一点.
知识点四
平面多边形 平面多边形 交线
自我诊断
1.A 因为五棱锥有10条棱,三棱台有9条棱,三棱柱有9条棱,四棱锥有8条棱,所以这些几何体中棱数最多的是五棱锥.故选A.
2.ABD 根据棱锥的定义和结构特征可以判断,A、B、D是棱锥,C不是棱锥,故选A、B、D.
3.D A、C不是由棱锥截成的,不符合棱台的定义;B中的截面不平行于底面,不符合棱台的定义;D符合棱台的定义.
【典型例题·精研析】
【例1】 (1)CD 棱柱的侧面是平行四边形,上下底面可以是三角形,也可以是四边形及多边形,故A错误,B错误;由棱柱的定义易知C正确;对于D,棱柱可以被平行于底面的平面截成两个棱柱,故D正确.故选C、D.
(2)解:①是棱柱,且是四棱柱,因为以长方体相对的两个面作底面,是互相平行的,其余各面都是矩形,且四条侧棱互相平行,符合棱柱的定义.
②是棱柱,截面BCNM右上方部分是三棱柱BB1M-CC1N,左下方部分是四棱柱ABMA1-DCND1.
跟踪训练
D 由棱柱的定义知D正确.
【例2】 (1)AB (2)D 解析:(1)由棱锥的定义,知棱锥的各个侧面都是三角形,故A正确;四面体就是由四个三角形所围成的几何体,因此四面体的任何一个面都可以作为三棱锥的底面,故B正确;棱锥的侧棱交于一点,不平行,故C错;棱锥的侧面是有一个公共顶点的三角形,故D错.
(2)对于A,用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,截面和底面之间部分是棱台,A中的平面不一定平行于底面,故A错误;对于选项B、C,可以用反例验证,如图所示,侧棱延长线不能相交于一点,故B、C错误;对于D,由棱台的定义知,棱台的侧棱延长后必交于一点,故D正确.故选D.
跟踪训练
①② 解析:①正确,棱台的侧棱延长后必交于一点,故侧面一定不是平行四边形,而是梯形;②正确,由四个平面围成的封闭图形是四面体(三棱锥);③错误,如图所示的四棱锥被平面截成的两部分都是棱锥.
【例3】 解:(1)画三棱柱可分以下三步完成:
第一步,画上底面——画一个三角形;
第二步,画侧棱——从三角形的每一个顶点画平行且相等的线段;
第三步,画下底面——顺次连接这些线段的另一个端点(如图所示,被遮挡的线要画成虚线).
(2)画四棱台可分以下三步完成:
第一步,画一个四棱锥;
第二步,在它的一条侧棱上取一点,然后从这点开始,顺次在各个侧面内画出与底面对应边平行的线段;
第三步,将多余的线段擦去(如图所示,被遮挡的线要画成虚线).
跟踪训练
解:画四面体可分以下两步完成:
第一步,画底面——画一个△ABC;
第二步,画侧棱——在底面上方任取一点P,顺次连接PA,PB,PC,三棱锥P-ABC即为所画的四面体(如图所示).
【例4】 A 其展开图是沿盒子的棱剪开,无论从哪条棱剪开,剪开的相邻面在展开图中可以不相邻,但未剪开的相邻面在展开图中一定相邻.相同的图案是盒子上相对的面,展开后不能相邻.
跟踪训练
解:在图①中,有5个平行四边形,而且还有两个全等的五边形,符合棱柱特点;在图②中,有5个三角形且具有共同的顶点,还有一个五边形,符合棱锥特点;在图③中,有3个梯形,且其腰的延长线交于一点,还有两个相似的三角形,符合棱台的特点.把表面展开图还原为原空间图形,如图所示:
所以①为五棱柱,②为五棱锥,③为三棱台.
随堂检测
1.B 根据棱锥的定义可知该几何体是四棱锥.
2.D 由棱柱的定义知D不正确.故选D.
3.棱锥 侧棱 侧面 底面
4.1∶4 解析:由棱台的结构特征知,棱台上、下底面是相似多边形,面积之比为对应边之比的平方.
6 / 6(共69张PPT)
13.1.1
棱柱、棱锥和棱台
新课程标准解读 核心素养
利用实物、计算机软件等观察空间图形,认识棱柱、棱
锥、棱台的结构特征,能运用这些特征描述现实生活中
简单物体的结构 数学抽象、
直观想象
目录
基础知识·重落实
01
典型例题·精研析
02
知能演练·扣课标
03
基础知识·重落实
01
课前预习 必备知识梳理
观察下面的图片,这些图片你都不陌生吧.小到精巧的家居装
饰,大到宏伟庞大的建筑;从远古的金字塔,到现代的国家大剧院、
埃菲尔铁塔,设计师、建筑师们匠心独具,为我们留下了精美绝伦的
建筑物,每当看到这些建筑物都会给人以震撼的美.
【问题】 你知道设计师是如何设计这些建筑物的吗?应用到哪些数
学知识?
知识点一 棱柱的结构特征
类别 定义 图形及表示 相关概念 分类
棱 柱 由一个平面多边形沿某一方
向平移形成的空间图形叫作
棱柱 如图可记作:棱柱ABCDEF-
A'B'C'D'E'F' 底面:平移起止位置的两个面; 侧面:多边形的边平移所形成的面; 侧棱:相邻侧面的公共边; 顶点:侧面与底面的公共点 底面为三角
形、四边
形、五边
形……的棱
柱分别称为
三棱柱、四
棱柱、五棱
柱……
【想一想】
棱柱的侧棱是否都互相平行且相等?
提示:由棱柱的定义及特点可知,棱柱的侧棱都互相平行且相等.
知识点二 棱锥的结构特征
类别 定义 图形及表示 相关概念 分类
棱 锥 当棱柱的一
个底面收缩
为一个点
时,得到的
空间图形叫
作棱锥 如图可记作:棱
锥S-ABCD 底面:多边形; 侧面:有一个公共
顶点的三角形; 侧棱:相邻侧面
的 ; 顶点:由棱柱的一
个底面收缩而成 按底面
多边形
的边数
分:三
棱锥、
四棱
锥……
公共边
【想一想】
各个面都是三角形的几何体是棱锥吗?
提示:不一定是棱锥.如图所示的几何体不是棱锥.
知识点三 棱台的结构特征
类
别 定义 图形及表示 相关概念 分类
棱 台 用一
的平面去截棱
锥,截面和底
面之间的部分
称为棱台 如图可记作:棱台
ABCD-A'B'C'D' 上底面:原棱锥
的截面; 下底面:原棱锥
的底面; 侧面:其余各面; 侧棱:相邻侧面
的公共边; 顶点:侧面与上
(下)底面的公
共点 由三棱锥、四棱锥、
五棱锥……
截得的棱台分别叫作
三棱台、四
棱台、五棱
台……
平行于棱
锥底面
提醒 (1)棱柱、棱锥、棱台的关系(以三棱柱、三棱台、三棱锥
为例)
(2)常见的几种四棱柱之间的转化关系
【想一想】
棱台的侧棱延长后是否会相交于一点?
提示:由棱台的特点知棱台的侧棱延长后都相交于一点.
知识点四 多面体
定义 由若干个 围成的空间图形
图形
相关 概念 面:围成多面体的各个 ;
棱:相邻两个面的 ;
顶点:棱与棱的公共点
分类 按平面多边形的个数分为四面体、五面体、六面
体……
平面多边形
平面多边形
交线
1. (2024·南京金陵中学期中)下列几何体中,棱数最多的是
( )
A. 五棱锥 B. 三棱台
C. 三棱柱 D. 四棱锥
解析: 因为五棱锥有10条棱,三棱台有9条棱,三棱柱有9
条棱,四棱锥有8条棱,所以这些几何体中棱数最多的是五棱
锥.故选A.
√
2. (多选)下面多面体中,是棱锥的为( )
解析: 根据棱锥的定义和结构特征可以判断,A、B、D是
棱锥,C不是棱锥,故选A、B、D.
√
√
√
3. 下列几何体中,是棱台的为( )
√
解析: A、C不是由棱锥截成的,不符合棱台的定义;B中的截
面不平行于底面,不符合棱台的定义;D符合棱台的定义.
典型例题·精研析
02
课堂互动 关键能力提升
题型一 棱柱的结构特征
【例1】 (1)(多选)下列关于棱柱的说法中正确的是( )
A. 所有的面都是平行四边形
B. 每一个面都不会是三角形
C. 两底面平行,并且各侧棱也平行
D. 被平面截成的两部分可以都是棱柱
√
√
解析: 棱柱的侧面是平行四边形,上下底面可以是三角
形,也可以是四边形及多边形,故A错误,B错误;由棱柱的定
义易知C正确;对于D,棱柱可以被平行于底面的平面截成两个
棱柱,故D正确.故选C、D.
(2)如图所示,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别为棱
A1B1,C1D1的中点.
①这个长方体是棱柱吗?如果是,是几棱柱?为什么?
②用平面BCNM把这个长方体分成两部分,各部分形成的空间
图形还是棱柱吗?如果是,是几棱柱,并用符号表示;如果不
是,请说明理由.
解:①是棱柱,且是四棱柱,因为以长方体相对的两个面
作底面,是互相平行的,其余各面都是矩形,且四条侧棱互相
平行,符合棱柱的定义.
②是棱柱,截面BCNM右上方部分是三棱柱BB1M-CC1N,左下
方部分是四棱柱ABMA1-DCND1.
通性通法
棱柱结构特征的辨析方法
判断一个几何体是不是棱柱,关键看它是否具备棱柱的三个本质
特征:
(1)有两个面互相平行;
(2)其余各面都是平行四边形;
(3)每相邻两个四边形的公共边都互相平行.
提醒 (1)以上三个本质特征缺一不可;(2)在概念辨析
时,也可用举反例法直接判断(否定).
【跟踪训练】
下列命题中正确的是( )
A. 有两个面互相平行,其余各面都是四边形的空间图形叫棱柱
B. 棱柱中互相平行的两个面叫棱柱的底面
C. 棱柱的侧面都是平行四边形,而底面不是平行四边形
D. 棱柱的侧棱都相等,侧面是平行四边形
解析: 由棱柱的定义知D正确.
√
题型二 棱锥、棱台的结构特征
【例2】 (1)(多选)下列说法中正确的有( AB )
A. 棱锥的各个侧面都是三角形
B. 四面体的任何一个面都可以作为棱锥的底面
C. 棱锥的侧棱平行
D. 有一个面是多边形,其余各面是三角形的几何体是棱锥
AB
解析: 由棱锥的定义,知棱锥的各个侧面都是三角形,故
A正确;四面体就是由四个三角形所围成的几何体,因此四面体
的任何一个面都可以作为三棱锥的底面,故B正确;棱锥的侧棱
交于一点,不平行,故C错;棱锥的侧面是有一个公共顶点的三
角形,故D错.
(2)下列说法中正确的是( D )
A. 用一个平面去截棱锥,棱锥底面和截面之间的部分是棱台
B. 两个面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体是棱台
C. 有两个面互相平行,其余四个面都是等腰梯形的六面体是棱台
D. 棱台的侧棱延长后必交于一点
D
解析:对于A,用一个平行于棱锥底面的平面去
截棱锥,截面和底面之间部分是棱台,A中的
平面不一定平行于底面,故A错误;对于选项
B、C,可以用反例验证,如图所示,侧棱延长
线不能相交于一点,故B、C错误;对于D,由
棱台的定义知,棱台的侧棱延长后必交于一
点,故D正确.故选D.
通性通法
判断棱锥、棱台的方法
(1)举反例法:结合棱锥、棱台的定义举反例直接排除关于棱锥、
棱台结构特征的某些不正确的说法;
(2)直接法
棱锥 棱台
定底面 只有一个面是多边形,此面
即为底面 两个互相平行的面,即为
底面
看侧棱 相交于一点 延长后相交于一点
【跟踪训练】
下列关于棱锥、棱台的说法:
①棱台的侧面一定不会是平行四边形;
②由四个平面围成的封闭图形只能是三棱锥;
③棱锥被平面截成的两部分不可能都是棱锥.
其中正确说法的序号是 .
解析:①正确,棱台的侧棱延长后必交于一点,故侧面一定
不是平行四边形,而是梯形;②正确,由四个平面围成的封
闭图形是四面体(三棱锥);③错误,如图所示的四棱锥被
平面截成的两部分都是棱锥.
①②
题型三 棱柱、棱台、棱锥的画法
【例3】 (链接教科书第153页例1)画一个三棱柱和四棱台.
解:(1)画三棱柱可分以下三步完成:
第一步,画上底面——画一个三角形;
第二步,画侧棱——从三角形的每一个顶点画平行且相等的线段;
第三步,画下底面——顺次连接这些线段的另一个端点(如图所示,被遮挡的线要画成虚线).
(2)画四棱台可分以下三步完成:
第一步,画一个四棱锥;
第二步,在它的一条侧棱上取一点,然后从这点开始,顺次在各个侧面内画出与底面对应边平行的线段;第三步,将多余的线段擦去(如图所示,被遮挡的线要画成虚线).
通性通法
棱柱、棱锥、棱台的画法步骤
(1)画棱柱:①画上底面:画出上底面多边形(要注意与平面图形
有所区别,这里的多边形是直观图形);②画侧棱:从上底面
多边形的每一个顶点画平行且相等的线段;③画下底面:顺次
连接这些线段的另一个端点.
(2)画棱锥:①画底面:画出底面多边形(要注意与平面图形有所
区别,这里的多边形是直观图形);②画顶点:在底面的上方
取一个符合要求的空间点;③画侧棱:顺次连接底面多边形的
顶点与棱锥的顶点.
(3)画棱台:首先画一个棱锥,在它的一条侧棱上取一点,然后从
这点开始,顺次在各个侧面内画出与底面对应边平行的线段,
最后将多余的线段擦去.
提醒 在画棱柱、棱锥和棱台时,要特别注意被遮挡的线要画
成虚线,未被遮挡的线要画成实线.这样不仅虚实分明,还使得
空间图形更加富有立体感.
【跟踪训练】
画一个四面体(三棱锥).
解:画四面体可分以下两步完成:
第一步,画底面——画一个△ABC;
第二步,画侧棱——在底面上方任取一点
P,顺次连接PA,PB,PC,三棱锥P-ABC即为所画的四面体(如图所示).
题型四 多面体的侧面展开图
【例4】 某同学制作了一个对面图案均相同的正方体礼品盒,如图
所示,则这个正方体礼品盒的表面展开图应该为( )
√
解析: 其展开图是沿盒子的棱剪开,无论从哪条棱剪开,剪开的
相邻面在展开图中可以不相邻,但未剪开的相邻面在展开图中一定相
邻.相同的图案是盒子上相对的面,展开后不能相邻.
通性通法
多面体表面展开图可以有不同的形状,应多实践,观察并大胆想
象立体图形与表面展开图的关系,一定先观察立体图形的每一个面的
形状,借助展开图,培养直观想象素养.
【跟踪训练】
如图是三个空间图形的表面展开图,请问各是什么空间图形?
解:在图①中,有5个平行四边形,而且还有两个全等的五边形,
符合棱柱特点;在图②中,有5个三角形且具有共同的顶点,还有一
个五边形,符合棱锥特点;在图③中,有3个梯形,且其腰的延长线
交于一点,还有两个相似的三角形,符合棱台的特点.把表面展开
图还原为原空间图形,如图所示:
所以①为五棱柱,②为五棱锥,③为三棱台.
1. 有一个多面体,由五个面围成,只有一个面不是三角形,则这个几
何体为( )
A. 四棱柱 B. 四棱锥
C. 三棱柱 D. 三棱锥
解析: 根据棱锥的定义可知该几何体是四棱锥.
√
2. 下列说法错误的是( )
A. 多面体至少有六条棱
B. 九棱柱有9条侧棱,9个侧面,侧面为平行四边形
C. 长方体、正方体都是棱柱
D. 三棱柱的侧面为三角形
解析: 由棱柱的定义知D不正确.故选D.
√
3. 如图中的几何体叫作 (填“棱柱”“棱锥”“棱
台”),PA,PB是它的 ,△PBC,△PCD是它的
,四边形ABCD是它的 .
棱锥
侧棱
侧
面
底面
4. 若棱台上、下底面的对应边之比为1∶2,则上、下底面的面积之比
是 .
解析:由棱台的结构特征知,棱台上、下底面是相似多边形,面积
之比为对应边之比的平方.
1∶4
知能演练·扣课标
03
课后巩固 核心素养落地
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1. 下列几何体中是棱柱的有( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
√
解析: 由棱柱的定义,观察图形满足棱柱概念的几何体有①③
⑤,共3个.故选C.
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2. 如图所示,在三棱台ABC-A'B'C'中,截去三棱锥A'-ABC,则剩余
部分是( )
A. 三棱锥 B. 四棱锥
C. 三棱柱 D. 四棱柱
解析: 余下部分是四棱锥A'-BCC'B'.故选B.
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3. 设集合M={正四棱柱},N={长方体},P={直四棱柱},Q=
{正方体},则这四个集合之间的关系是( )
A. P N M Q B. Q M N P
C. P M N Q D. Q N M P
解析: 根据定义知,正方体是特殊的正四棱柱,正四棱柱是特
殊的长方体,长方体是特殊的直四棱柱,所以{正方体} {正四棱
柱} {长方体} {直四棱柱},故选B.
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4. 一个正棱锥有6个顶点,所有侧棱长的和为60,则每条侧棱长为
( )
A. 6 B. 8
C. 10 D. 12
解析: 因为此正棱锥有6个顶点,所以此正棱锥为正五棱锥.又
正棱锥的侧棱都相等,五条侧棱长的和为60,可知每条侧棱长为
12.
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5. (多选)给出下列命题,其中为真命题的是( )
A. 棱柱的侧棱都相等,侧面都是全等的平行四边形
B. 有的棱台的侧棱长相等
C. 在四棱柱中,若两个过相对侧棱的截面都垂直于底面,则该四棱
柱为直四棱柱
D. 存在每个面都是直角三角形的四面体
√
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解析: A不正确,根据棱柱的定义,棱柱的
各个侧面都是平行四边形,但不一定全等;易知B
正确;C正确,因为过两个相对侧棱的截面的交线
平行于侧棱,又垂直于底面;D正确,如图,正方
体ABCD-A1B1C1D1中的三棱锥C1-ABC,四个面
都是直角三角形.故选B、C、D.
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6. (多选)如图都是正方体的表面展开图,还原成正方体后,其中两
个完全一样的是( )
√
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解析: A图还原成正方体后,①⑤对面,②④对面,③⑥对
面;B图还原成正方体后,①④对面,②⑤对面,③⑥对面;C图
还原成正方体后,①④对面,②⑤对面,③⑥对面;D图还原成正
方体后,①⑥对面,②⑤对面,③④对面.综上可得,还原成正方
体后,正方体完全一样的是B、C.
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7. 一个棱台至少有 个面,面数最少的棱台有 个顶点,
有 条棱.
解析:三棱台的面数、顶点数、棱数最少.
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①这是一个六面体;②这是一个四棱台;③这是一个四棱柱;④此几何体可由三棱柱截去一个小三棱柱得到;⑤此几何体可由四棱柱截去一个三棱柱得到.
解析:①正确,因为有六个面,属于六面
体;②错误,因为侧棱的延长线不能交于一
点,所以不正确;③正确,如果把几何体中
两个梯形作为底面就会发现是一个四棱柱;
④⑤都正确,如图(1)(2).
8. 如图所示的几何体,下列描述正确的有 (填序号).
①③④⑤
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9. 一个长方体共顶点的三个面的面积分别是 , , ,则这个
长方体对角线的长是 .
解析:设长方体长、宽、高分别为x,y,z,则yz= ,xz=
,yx= ,三式相乘得x2y2z2=6,即xyz= ,解得x=
,y= ,z=1,所以 = = .
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10. 分别画出六面体:(1)使它是一个四棱柱;(2)使它由两个三
棱锥组成;(3)使它是五棱锥.
解:如图所示.图①是一个四棱柱;图②是一个由两个三棱锥组成的几何体;图③是一个五棱锥.
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11. 一个三棱锥,如果它的底面是直角三角形,那么它的三个侧面
( )
A. 至多有一个是直角三角形
B. 至多有两个是直角三角形
C. 可能都是直角三角形
D. 必然都是非直角三角形
解析: 在如图所示的长方体中,三棱锥
A A1C1D1的三个侧面都是直角三角形.故选C.
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12. 一个棱锥的各条棱都相等,那么这个棱锥必不是( )
A. 三棱锥 B. 四棱锥
C. 五棱锥 D. 六棱锥
解析: 正六棱锥的底面是个正六边形,正六边形由6个等边三
角形构成.设每个等边三角形的边长为r,正六棱锥的高为h,正
六棱锥的侧棱长为l.由正六棱锥的高、底面正六边形的边、侧棱
构成直角三角形得h2+r2=l2,故侧棱长l和底面正六边形的边长
r不可能相等.故选D.
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解析:将三棱锥沿侧棱VA剪开,并将其侧面展开
平铺在一个平面上,如图,线段AA1的长为所求
△AEF周长的最小值.因为∠AVB=∠A1VC=
∠BVC=30°,所以∠AVA1=90°,又VA=VA1
=4,所以AA1=4 .所以△AEF周长的最小值为
4 .
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14. 如图,在边长为2a的正方形ABCD中,E,F分别为AB,BC的中点,沿图中虚线将3个三角形折起,使点A,B,C重合,重合后记为点P.
(1)折起后形成的几何体是什么几何体?
解: 如图,折起后形成的几何体是三棱锥.
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(2)这个几何体共有几个面,每个面的三角形有何特点?
解: 这个几何体共有4个面,其中△DEF为等腰三角形,△PEF为等腰直角三角形,△DPE和△DPF均为直角三角形.
(3)每个面的三角形面积为多少?
解: S△PEF= a2,S△DPF=S△DPE= ×2a·a=a2,
S△DEF=S正方形ABCD-S△PEF-S△DPF-S△DPE=(2a)2-
a2-a2-a2= a2.
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15. 如图,在一个长方体的容器中装有部分水,现将容器绕着其底部
的一条棱倾斜,在倾斜的过程中:
(1)水面的形状不断变化,可能是矩形,也可能变成不是矩形的
平行四边形,对吗?
解: 不对.水面的形状就是用一个与
棱(将长方体倾斜时固定不动的棱)平行
的平面截长方体时截面的形状,因而可以
是矩形,但不可能是非矩形的平行四边形.
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(2)水的形状也不断变化,可以是棱柱,也可能变为棱台或棱
锥,对吗?
解: 不对.水的形状就是用与棱(将长方体倾斜时固定不动的棱)平行的平面将长方体截去一部分后剩余部分的几何
体,此几何体是棱柱,水比较少时,是三棱柱,水多时,可能是四棱柱或五棱柱,但不可能是棱台或棱锥.
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(3)如果倾斜时不是绕着底部的一条棱,而是绕着其底部的一个
顶点,上面的第(1)题和第(2)题对不对?
解: 用任意一个平面去截长方体,其截面形状可以是三角形、四边形、五边形、六边形,因而水面的形状可以是三角
形、四边形、五边形、六边形,水的形状可以是棱锥、棱柱,但不可能是棱台,故此时(1)对,(2)不对.
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谢 谢 观 看!