人教B版高中数学必修第四册第十一章立体几何初步11.1.4棱锥与棱台课件(共56张PPT)

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名称 人教B版高中数学必修第四册第十一章立体几何初步11.1.4棱锥与棱台课件(共56张PPT)
格式 ppt
文件大小 2.6MB
资源类型 试卷
版本资源 人教B版(2019)
科目 数学
更新时间 2026-03-28 00:00:00

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文档简介

(共56张PPT)
第十一章 11.1 空间几何体
1.利用实物观察图形,认识棱锥、棱台的几何结构特征.
2.能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构,进行简单计算,会求其表面积.
学习目标
我们见到的很多建筑物呈棱锥形状.如图:
引入
思考:观察棱锥的结构,你能给出一个几何体是棱锥的充要条件吗?
课时精练
一、棱锥、棱台的结构特征
二、棱锥、棱台中的计算问题
三、棱锥、棱台的展开图及其计算
课堂达标
内容索引
棱锥、棱台的结构特征

探究1 日常生活中,你见过下面形状的几何体吗?它们都是什么几何体?
提示 ①②③是棱锥,④⑤是棱台.
探究2 (1)观察下列多面体,分析其与棱锥有何区别与联系?
(2)如何判断一个多面体是棱台?
提示 (1)①区别:该多面体有两个面相互平行而棱锥没有.
②联系:用平行于棱锥底面的平面去截棱锥,其底面和截面之间的部分即为棱台.
(2)要判断一个多面体是不是棱台,首先看两个底面是否平行,其次把侧棱延长后看是否相交于一点,这两条都满足的几何体才是棱台.
1.棱锥的结构特征
(1)棱锥的概念
知识梳理
定义 图形及表示 相关概念 分类
如果一个多面体有一个面是________,且其余各面是有一个公共顶点的________,则称这个多面体为棱锥
如图可记作:棱锥P-ABCD或棱锥P-AC 底面:多边形的面;
侧面:有公共顶点的各________;
侧棱:相邻两侧面的________;
顶点:各侧面的________;
高:过棱锥的顶点作棱锥底面的______,所得到的线段(或它的长度) 按底面的形状分:三棱锥、四棱锥……
多边形
三角形
三角形
公共边
公共顶点
垂线
正多边形
2.棱台的结构特征
(1)棱台的结构特征
定义 图形及表示 相关概念 分类
用_________
________的平面去截棱锥,所得截面与底面间的多面体称为棱台
如图可记作:棱台ABCD-A1B1C1D1 上底面:平行于棱锥底面的_____;
下底面:原棱锥的______;
侧面:其余各面;
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;
高:过棱台一个底面上的任意一个顶点,作另一个底面的______所得到的线段(或它的长度) 由三棱锥、四棱锥、五棱锥……
截得的棱台分别称为三棱台、四棱台、五棱台……
平行于棱
锥底面
截面
底面
垂线
(2)特殊的棱台
正棱台:由________截得的棱台.
正棱台上、下底面都是正多边形,两者中心的连线是棱台的高,正棱台的侧面都全等,且都是等腰梯形,这些等腰梯形的高也都相等,称为棱台的斜高.
正棱锥
(1)下列三种叙述错误的为________(填序号).
①用一个平面去截棱锥,棱锥底面和截面之间的部分是棱台;②两个底面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体是棱台;③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.
例1
①②③
①中的平面不一定平行于底面,故①错误;②③可用反例去检验,如图所示,侧棱延长线不能相交于一点,故②③错误.
(2)以三棱台的顶点为三棱锥的顶点,这样可以把一个三棱台分成三棱锥的个数为
A.1 B.2 C.3 D.0

如图,三棱台ABC-A1B1C1可分割成三棱锥A1-ABC,三棱锥B1-A1BC1,三棱锥C-A1BC1,共3个.
判断棱锥、棱台形状的两个方法:
(1)依据棱锥、棱台的定义;
(2)举反例法:结合棱锥、棱台的定义举反例直接判断关于棱锥、棱台结构特征的某些说法不正确.
思维升华
(1)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
训练1

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.

(2)下列说法中正确的是
A.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
B.棱锥的底面一定是三角形
C.有两个平面互相平行,其余各面都是等腰梯形的六面体是棱台
D.棱台的侧棱都相等,侧面都是全等的平行四边形
棱锥的底面是一个多边形,侧面一定是三角形,故B错误;棱台的侧棱延长后必交于一点,故C中几何体不一定是棱台;棱台的侧棱不一定相等,且侧面应为梯形,故D错误.
棱锥、棱台中的计算问题

例2
作出正三棱锥,如图,
(1)若本例条件不变,求正三棱锥的斜高.
作出正三棱锥,如图,
迁移
如图,在正四棱锥S-ABCD中,
思维升华
1.正棱锥中的直角三角形的应用
已知正棱锥如图(以正四棱锥为例),其高PO,底面为正方形,作PE⊥CD于点E,则PE为斜高.
(1)斜高、侧棱构成直角三角形,如图中Rt△PEC.
(2)斜高、高构成直角三角形,如图中Rt△POE.
(3)侧棱、高构成直角三角形,如图中Rt△POC.
思维升华
2.正棱台中的直角梯形的应用
已知正棱台如图(以正四棱台为例),O1,O分别为上、下底面中心,作O1E1⊥B1C1于点E1,OE⊥BC于点E,则E1E为斜高.
(1)斜高、侧棱构成直角梯形,如图中梯形E1ECC1.
(2)斜高、高构成直角梯形,如图中梯形O1E1EO.
(3)高、侧棱构成直角梯形,如图中梯形O1OCC1.
(1)一个正三棱锥的侧棱和底面边长都是4,则该正三棱锥的高为________.
训练2
(2)如图,在正三棱锥P-ABC中,∠APB=30°,侧棱长为a,E,F分别是PB,PC上的点,则△AEF周长的最小值为________(用a表示).
棱锥、棱台的展开图及其计算

某城市中心广场主题建筑形状为三棱锥,且所有棱长均为10 m,如图所示,其中E,F分别为AD,BC的中点.
(1)画出该几何体的表面展开图,并注明字母;
例3
该几何体的表面展开图如图所示.
(2)为迎接国庆,城管部门拟对该建筑实施亮化工程,现预备从棱BC的中点F处分别过AC,AB上某点向AD中点E处架设LED灯管,所用灯管长度最短为多少?
由该几何体的展开图知,四边形ACBD为菱形,四边形ABCD为菱形.若使由F向E所架设灯管长度最短,可由其展开图中连接线段EF.这两条线段均为10,故所用灯管最短为20 m.
思维升华
多面体展开图问题的解题策略
(1)绘制展开图:绘制多面体的表面展开图要结合多面体的几何特征,发挥空间想象能力或者是亲手制作多面体模型.在解题过程中,常常给多面体的顶点标上字母,先把多面体的底面画出来,然后依次画出各侧面,便可得到其表面展开图.
(2)由展开图复原几何体:若是给出多面体的表面展开图,来判断是由哪一个多面体展开的,则可把上述过程逆推.同一个几何体的表面展开图可能是不一样的,也就是说,一个多面体可有多个表面展开图.
训练3
沿着侧棱VA把正三棱锥V-ABC展开在一个平面内,如图.
【课堂达标】
1.(多选)下列关于棱锥、棱台的说法正确的是
A.棱台的侧面一定不会是平行四边形
B.棱锥的侧面只能是三角形
C.由四个平面围成的封闭图形只能是三棱锥
D.棱锥被平面截成的两部分不可能都是棱锥



A正确,棱台的侧面一定是梯形,而不是平行四边形;
B正确,由棱锥的定义知棱锥的侧面只能是三角形;
C正确,由四个平面围成的封闭图形只能是三棱锥;
D错误,如图所示,四棱锥被平面截成的两部分都是棱锥.

如图所示,在正四棱锥P-ABCD中,连接AC,BD,交于O点,连接PO,取BC的中点E,连接PE,OE,易知PO为正四棱锥P-ABCD的高,PE为斜高,
3.若正四棱台的上、下底面边长分别是3和9,高为3,则该棱台的侧棱长为________.
4.侧面都是等腰直角三角形的正三棱锥,底面边长为a时,该三棱锥的表面积是____________________.
设正三棱锥的侧棱长为b,由条件知2b2=a2,
【课时精练】

1.(多选)观察如图所示的四个几何体,其中判断正确的是
A.①是棱柱 B.②不是棱锥
C.③不是棱锥 D.④是棱台


结合棱柱、棱锥、棱台的定义可知①是棱柱,②是棱锥,④是棱台,③不是棱锥,故B错误.故选ACD.

2.下列说法中正确的是
A.棱锥的侧面不一定是三角形
B.棱锥的各侧棱长一定相等
C.棱台的各侧棱的延长线交于一点
D.用一平面去截棱锥,得到两个几何体,一个是棱锥,一个是棱台
棱锥的侧面是有公共顶点的三角形,但是各侧棱长不一定相等,故A,B不正确;棱台是由平行于棱锥底面的平面截棱锥得到的,故各条侧棱的延长线一定交于一点,C正确;只有用一个平行于底面的平面去截棱锥,得到的两个几何体,才能一个是棱锥,一个是棱台,故D不正确.

截得截面与底面多边形相似,故边长比为2∶3,所以侧棱上、下两部分长度之比为2∶1.


5.如图所示,在三棱台ABC-A′B′C′中,截去三棱锥A′-ABC后,剩余部分是
A.三棱锥    B.四棱锥
C.三棱柱 D.三棱台
剩余部分是四棱锥A′-BB′C′C.
7.已知正三棱锥的底面周长为3,侧棱长为2,则该三棱锥的斜高为________.
8.已知一个正三棱台的两个底面的边长分别为8和18,侧棱长为13,则它的表面积是_________________.
9.已知一个棱台上、下底面面积之比为1∶9,若棱台的高为4,求截得这个棱台的棱锥的高.
将棱台的侧棱延长交于点P,
PO为棱锥的高,OO′为棱台的高,
∴OO′=4.
又∵S△A′B′C′∶S△ABC=1∶9,且△A′B′C′∽△ABC,
∴A′B′∶AB=1∶3,
∴PA′∶PA=1∶3,
10.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?
如图,折起后的几何体是三棱锥.
(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?
(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.

11.(多选)下列说法中错误的是
A.顶点在底面上的射影到底面各顶点的距离相等的三棱锥是正三棱锥
B.底面是正三角形,各侧面是等腰三角形的三棱锥是正三棱锥
C.底面是正三角形,并且有一个侧面与底面全等的三棱锥是正三棱锥
D.底面是正三角形,并且侧棱都相等的三棱锥是正三棱锥


对于A,到三角形各顶点距离相等的点为三角形的外心,该三角形不一定为正三角形,故A错误;对于B,如图所示,△ABC为正三角形,若PA=PB=AB=BC=AC≠PC,则△PAB,△PBC,△PAC都为等腰三角形,但它不是正三棱锥,故B错误;对于C,各侧面不一定全等,故C错误;对于D,顶点在底面上的射影是底面三角形的外心,又底面三角形为正三角形,因此,外心即中心,故D正确.
设四棱台的上、下底面中心分别为O′,O,连接OO′,A′O′,AO,则四边形AOO′A′为直角梯形,OO′为四棱台的高.
在侧面ABB′A′中,A′B′=1,AB=2,
13.如图,正六棱锥的底面周长为24,SO是该正六棱锥的高,H是BC的中点,∠SHO=60°.
求:(1)棱锥的高;
∵正六棱锥的底面周长为24,
∴正六棱锥的底面边长为4.
在正六棱锥S-ABCDEF中,
∵H是BC的中点,∴SH⊥BC.
SO是正六棱锥S-ABCDEF的高,
(2)斜高;(3)侧棱长.
(3)如图,连接OB.
14.所谓“堑堵”:就是底面为直角三角形的直棱柱.如图所示的几何体是一个“堑堵”,其中AB=BC=4,AA1=5,M是A1C1的中点,过点B,C,M的平面把该“堑堵”分为两个几何体,其中一个为三棱台,则该三棱台的表面积为____________________.
过B,C,M的平面交A1B1于点N,则所得的三棱台为A1NM-ABC,其中上、下底面均为等腰直角三角形,三个侧面均为梯形.