(共65张PPT)
第一课时 棱柱、棱锥和棱台
1.通过对实物模型的观察,归纳认知棱柱、棱锥、棱台的结构特征(数学抽象).
2.理解棱柱、棱锥、棱台之间的关系(逻辑推理).
3.能运用棱柱、棱锥、棱台的结构特征描述现实生活中简单几何体的结构(直观想象).
课标要求
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.
情景导入
知识点一 空间几何体、多面体、旋转体的定义
01
知识点二 棱柱的结构特征
02
知识点四 棱台的结构特征
04
目录
课时作业
05
知识点三 棱锥的结构特征
03
知识点一
空间几何体、多面体、旋转体的定义
01
PART
问题1 观察下列物体,它们有什么特点?
提示:可以发现,纸箱、金字塔、茶叶罐、水晶萤石、储物箱等物体有相
同的特点:围成它们的每个面都是平面图形,并且都是平面多边形;纸
杯、腰鼓、奶粉罐、篮球和足球、铅锤等物体也有相同的特点:围成它们
的面不全是平面图形,有些面是曲面.
【知识梳理】
1. 空间几何体:如果只考虑物体的 和 ,而不考虑其他因
素,那么由这些物体抽象出来的空间图形就叫做空间几何体.
2. 多面体、旋转体
形状
大小
类别 多面体 旋转体
定义 一般地,由若干个
围成的几何
体叫做多面体 一条平面曲线(包括直线)绕它所在平面
内的 旋转所形成的曲面叫
做 ,封闭的旋转面围成的几何
体叫做旋转体
平
面多边形
一条定直线
旋转面
类别 多面体 旋转体
图形
相关 概念 面:围成多面体的各个 ; 棱:两个面的 ; 顶点:棱与棱的公共点 轴:平面曲线旋转时所绕的定直线
多边形
公共
边
提醒:(1)各面均为全等的正多边形所围成的几何体称为正多面
体;(2)把一个多面体的任意一个面延展为平面,如果其余各面都在这
个平面的同一侧,那么这样的多面体就叫做凸多面体.
知识点二
棱柱的结构特征
02
PART
问题2 有两个面互相平行,其余各面都是平行四边形的几何体一定是棱
柱吗?
提示:不一定.“其余各面都是平行四边形”并不能保证“相邻两个四边形的公共边都互相平行”,如图所示的几何体就不是棱柱.
【知识梳理】
1. 棱柱的结构特征
棱柱 定义 一般地,有两个面互相 ,其余各面都是 ,并且相邻两个四边形的公共边都互相 ,由这些面所围成的多面体叫做棱柱
图形
及 表示
图中的棱柱记作棱柱ABCDEF-A'B'C'D'E'F'
平行
四边形
平行
棱柱 相关 概念 棱柱的底面:两个互相 的面;
棱柱的侧面:两底面之外的各面;
棱柱的侧棱:相邻侧面的 ;
棱柱的顶点:侧面与底面的
结构 特征 (1)底面互相平行且 ;
(2)侧面都是平行四边形;
(3)侧棱都 ,且互相平行
分类 按底面多边形的边数分为:三棱柱、四棱柱、五棱柱……
平行
公共边
公共顶点
全等
相等
2. 几个特殊的棱柱
(1)直棱柱: 的棱柱叫做直棱柱(如图1、图3);
(2)斜棱柱: 的棱柱叫做斜棱柱(如图2、图4);
(3)正棱柱:底面是正多边形的 叫做正棱柱(如图3);
(4)平行六面体:底面是 的四棱柱也叫做平行六面体
(如图4).
侧棱垂直于底面
侧棱不垂直于底面
直棱柱
平行四边形
【例1】 如图所示,长方体ABCD-A1B1C1D1.
(1)这个长方体是棱柱吗?如果是,是几棱柱?为什么?
解: 是棱柱,并且是四棱柱,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)用平面BCNM把这个长方体分成两部分,各部分形成的几何体还是
棱柱吗?如果是,是几棱柱,并用字母表示;如果不是,请说明理由.
解: 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.
【规律方法】
辨析棱柱的方法
根据棱柱的三个结构特征判定,也可利用等价命题判定:即①有两个面互
相平行(底面);②所有侧棱互相平行.
训练1 (1)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( B )
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.
B
(2)〔多选〕下列关于棱柱的说法正确的有( CD )
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: A错误,棱柱的底面不一定是平行四边形;B错误,棱柱的底面可以是三角形;C正确,由棱柱的定义易知;D正确,棱柱可以被平行于底面的平面截成两个棱柱.
CD
知识点三
棱锥的结构特征
03
PART
问题3 图中的多面体具有怎样的特点?
提示:通过观察图形我们可以发现,共同特点是均由平面图形围成,其中
一个面为多边形,其余各面都是三角形,且这些三角形有一个公共顶点.
【知识梳理】
棱锥 定义 一般地,有一个面是 ,其余各面都是有一个公共顶点
的 ,由这些面所围成的多面体叫做棱锥
图形 及表
示
图中的棱锥记作棱锥S-ABCD
多边形
三角形
棱锥 相关 概念 棱锥的底面: 面;
棱锥的侧面:有公共顶点的各个 面;
棱锥的侧棱:相邻侧面的 ;
棱锥的顶点:各侧面的
结构 特征 (1)有一个面是多边形,其余各面都是三角形;
(2)各侧面三角形有一个公共顶点
多边形
三角形
公共边
公共顶点
棱锥 分类 (1)按底面多边形的边数来分,可以分为:三棱锥、四棱
锥……,其中三棱锥又叫四面体;
(2)底面是 ,并且顶点与底面中心的连线
底面的棱锥叫做正棱锥;
(3)侧棱长与底面边长 的正三棱锥叫做正四面体
正多边形
垂直
于
相等
提醒:注意棱锥的“棱”与“侧棱”的区别.
【例2】 说出图中几何体的名称,
并用字母表示出该几何体,同时指出其顶点、
侧面、底面及侧棱.
解:该几何体为五棱锥;用字母可表示为五棱
锥P-ABCDE;顶点为点P,点A,点B,点C,点D,点E;侧面为△PAB,△PBC,△PCD,△PDE,△PAE;底面为五边形ABCDE;侧棱为PA,PB,PC,PD,PE.
【规律方法】
棱锥的辨析方法
(1)直接法(扣定义):①看面:即观察这个多面体有一个面是多边
形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形;②看线:即观察侧棱是否相
交于一点;
(2)举反例.
训练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
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错误;
棱锥的侧面是有一个公共顶点的三角形,故D错误.
AB
(2)下列说法中正确的是( D )
A. 各侧棱都相等的棱锥为正棱锥
B. 各侧面都是面积相等的等腰三角形的棱锥为正棱锥
C. 各侧面都是全等的等腰三角形的棱锥为正棱锥
D. 底面是正多边形且各侧面是全等三角形的棱锥为正棱锥
D
解析: 对于A,各侧棱都相等,但无法保证底面为正多边形,A错误;对于B,各侧面都是面积相等的等腰三角形,但无法保证各个等腰三角形全等且腰长均为侧棱长,B错误;对于C,各侧面都是全等的等腰三角形,但无法保证等腰三角形的腰长均为侧棱长,C错误;对于D,底面是正多边形,各侧面是全等三角形,则可以保证顶点在底面的射影为底面中心,满足正棱锥定义,D正确.
04
PART
知识点四
棱台的结构特征
问题4 如果用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,想象一下,截得的
下部分具有怎样的特点?
提示:截得的下部分上、下两个面互相平行且相似,各侧面为梯形.
【知识梳理】
棱台 定义 用一个 的平面去截棱锥,底面和截面之间那部
分多面体叫做棱台
图形 及 表示
图中的棱台记作棱台ABCD-A'B'C'D'
平行于棱锥底面
棱台 相关 概念 棱台的上底面:平行于原棱锥底面的 ;
棱台的下底面:原棱锥的 ;
棱台的侧面:其余各面;
棱台的侧棱:相邻侧面的公共边;
棱台的顶点:侧面与上、下底面的公共顶点
结构 特征 (1)上、下底面互相平行,且是相似图形;
(2)各侧棱的延长线交于一点;
(3)各侧面为梯形
截面
底面
棱台 分类 (1)由三棱锥、四棱锥、五棱锥……截得的棱台分别叫做三棱
台、四棱台、五棱台……;
(2)正棱台:上、下底面是相似的正多边形,且上、下底面中心
的连线与底面垂直的棱台,其中上、下底面中心的连线叫做正棱台
的高,侧面等腰梯形的高叫做正棱台的斜高
提醒:棱柱、棱锥、棱台之间的变化关系为:当棱台的上底面与下底
面相同时,棱台就转化为棱柱;当棱台的上底面收缩为一个点时,棱台就
转化为棱锥.如图所示.
【例3】 下面四个几何体中为棱台的是( )
解析: A项中的几何体的两个底面不平行,不是棱台;B项中的几何体
是棱锥;C项中的几何体符合棱台的定义,是棱台;D项中的几何体的棱
AA',BB',CC',DD'的延长线没有交于一点,则D项中的几何体不是棱台.
√
【规律方法】
判断棱台的一般思路
(1)举反例法:结合棱台的定义举反例直接判断关于棱台结构特征的某
些说法不正确;
(2)直接法:①定底面,两个互相平行的面,即为底面(两个多边形相
似);②看侧棱,延长后相交于一点.
训练3 〔多选〕下列选项中,不正确的是( )
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. 有两个面平行且相似,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
√
√
√
解析:A中的平面不一定平行于底面,故A错误;
B、C可用反例去检验,如图所示,侧棱延长线不能相交于一点,故B、C错误;由棱台的定义知,D正确.
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. 下面多面体中,是棱柱的有( )
A. 1个 B. 2个
C. 3个 D. 4个
解析: 根据棱柱的定义进行判定,知这4个多面体都是棱柱.
√
3. 〔多选〕下列说法不正确的是( )
A. 棱台的两个底面相似
B. 棱台的侧棱长都相等
C. 棱锥被平面截成的两部分是棱锥和棱台
D. 棱柱的侧棱都相等,侧面都是全等的平行四边形
解析: 由棱台的定义知A正确,B、C不正确;棱柱的侧棱都相等且
互相平行,且侧面是平行四边形,但侧面并不一定全等,D不正确.
√
√
√
4. 下列几何体中, 是棱柱, 是棱锥, 是棱台(仅
填相应序号).
①③④
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课堂小结
1.理清单
(1)空间几何体、多面体、旋转体的定义;
(2)棱柱的结构特征;
(3)棱锥的结构特征;
(4)棱台的结构特征.
2.应体会
数形结合思想.
3.避易错
对棱台的结构特征认识不清,易导致判断错误.
课时作业
05
PART
1. 下面图形中为棱锥的是( )
A. ①③ B. ①③④
C. ①②④ D. ①②
解析: 根据棱锥的定义和结构特征可以判断,①②④是棱锥,③不是
棱锥.故选C.
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2. 下列关于棱柱的说法中,错误的是( )
A. 三棱柱的底面为三角形
B. 一个棱柱至少有五个面
C. 若棱柱的底面边长相等,则它的各个侧面全等
D. 五棱柱有5条侧棱、5个侧面,侧面为平行四边形
解析: 显然A正确;面数最少的棱柱是三棱柱,它有五个面,故B
正确;当棱柱是斜棱柱时,侧面不全是全等的平行四边形,故C错误,
D正确.
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3. 如图,在三棱台ABC-A1B1C1中,截去三棱锥A1-ABC,则剩余的部分
是( )
A. 三棱锥 B. 四棱锥
C. 三棱柱 D. 五棱锥
解析: 剩余部分是以四边形BCC1B1为底面,A1为顶点的四棱锥.故
选B.
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4. 五棱柱中,不同在任何侧面且不同在任何底面的两顶点的连线称为它的
对角线,那么一个五棱柱对角线的条数为( )
A. 20 B. 15
C. 12 D. 10
√
解析: 如图,在五棱柱ABCDE-A1B1C1D1E1中,从顶点
A出发的对角线有两条,为AC1,AD1,同理从顶点B,
C,D,E出发的对角线均有两条,共2×5=10(条).
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5. 如图,能推断这个几何体可能是三棱台的是( )
A. A1B1=2,AB=3,B1C1=3,BC=4
B. A1B1=1,AB=2,B1C1=1.5,BC=3,A1C1=2,AC
=3
C. A1B1=1,AB=2,B1C1=1.5,BC=3,A1C1=2,AC=4
D. AB=A1B1,BC=B1C1,CA=C1A1
解析: 选项A中 ≠ ,故A不符合题意;选项B中 ≠ ,
故B不符合题意;选项C中 = = ,故C符合题意;选项D中满
足这个条件的可能是一个三棱柱,不可能是三棱台.
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6. 〔多选〕一个几何体有6个顶点,则这个几何体可能是( )
A. 三棱柱 B. 三棱台
C. 五棱锥 D. 四面体
解析: 对于A,三棱柱的顶点是上、下两个三角形的顶点,有6个,
满足题意;对于B,三棱台的顶点是上、下两个三角形的顶点,有6个,满
足题意;对于C,五棱锥的顶点是底面五边形的顶点及一个各侧棱的交
点,有6个,满足题意;对于D,四面体的顶点个数为4,不满足题意.
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7. 〔多选〕下列说法正确的是( )
A. 底面是菱形,且有一个顶点处的三条棱两两垂直的棱柱是正四棱柱
B. 如果两个底面的对应边平行且成比例,那么这个几何是棱台
C. 如果一个棱锥的各个侧面都是等边三角形,那么这个棱锥可能为六棱锥
D. 如果一个棱柱的所有面都是长方形,那么这个棱柱是长方体
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解析: 若底面是菱形,且有一个顶点处的三条棱两两垂直,则该四棱
柱底面为正方形,且侧棱垂直于底面,所以该四棱柱为正四棱柱,故A正
确;棱台是由棱锥被平行于棱锥底面的平面所截而得的,而两个底面的对
边平行且成比例,只能说明该几何体两底面平行且几何图形相似,它们的
侧棱延长后不一定相交于一点,所以这个几何体不一定是棱台,故B错
误;当棱锥的各个侧面的共顶点的角之和是360°时,各侧面构成平面图
形,故这个棱锥不可能为六棱锥,故C错误;若每个侧面都是长方形,则
说明侧棱与底面垂直,又底面也是长方形,符合长方体的定义,故D正确.
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8. 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:面数最少的棱台是三棱台,共有5个面,6个顶点,9条棱.
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9. 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.
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、图2.
①③④⑤
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10. 试从正方体ABCD-A1B1C1D1的八个顶点中任取若干个,连接后构成以
下空间几何体,并且用适当的字母表示出来.
(1)只有一个面是等边三角形的三棱锥;
解: 如图1所示,三棱锥A1-AB1D1(答案不唯一).
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(2)四个面都是等边三角形的三棱锥;
解:如图2所示,三棱锥B1-ACD1(答案不唯一).
(3)三棱柱.
解:如图3所示,三棱柱A1B1D1-ABD(答案不唯一).
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11. 已知(1)由6个平行四边形围成的几何体;
(2)由7个面围成的几何体,其中一个面是六边形,其余6个面都是有一
个公共顶点的三角形;
(3)由5个面围成的几何体,其中上、下两个面是相似三角形,其余3个
面都是梯形,并且这些梯形的腰延长后能相交于一点.则(1),(2),
(3)对应的几何体分别是( )
A. 四棱柱,六棱锥,三棱台 B. 三棱柱,六棱锥,三棱台
C. 长方体,六棱锥,三棱柱 D. 正方体,六棱锥,三棱柱
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解析: (1)这是一个上、下底面是平行四边形,4个侧面也是平行四
边形的四棱柱;(2)这是一个六棱锥;(3)这是一个三棱台.故选A.
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12. 〔多选〕正方体截面的形状有可能为( )
A. 正三角形 B. 正方形
C. 正五边形 D. 正六边形
解析:在正方体ABCD-A1B1C1D1中,截面ACD1为正三角形,平行于底面的所有截面都是正方形,分别取AB,BC,CC1,C1D1,D1A1,A1A六条棱的中点,顺次连接这六个点所得的六边形为正六边形,所以选项A、B、D正确;若截面为五边形,则必有两组对边平行,所以不可能为正五边形,故选项C错误.
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13. 如图所示,这是一个正方体的表面展开图,若把它再折回成正方体,
有下列结论:①点H与点C重合;②点D、点M与点R重合;③点B与点
Q重合;④点A与点S重合.其中正确的是 .(填序号)
解析:依据正方体表面展开图的特征,知②④是正确的.
②④
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14. 如图,在三棱锥V-ABC中,VA=VB=VC=4,∠AVB=∠AVC=∠BVC=30°,过点A作截面AEF,求△AEF周长的最小值.
解: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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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.水的形状就是用一个与棱(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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演示完毕 感谢观看