备战2017高考技巧大全之高中数学黄金解题模板专题34简单几何体表面积和体积求法Word版含解析
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【高考地位】
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.
【方法点评】
方法一 公式法
使用情景:几何体是规则的几何体
解题模板: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A BCD -的外接球为球O ,球O 的直径是AD ,且,ABC BCD ∆∆都是边长为的等边三角形,则三棱锥A BCD -的体积是 ( )
A .
6 B .12 C.4
D .12
【答案】B 【解析】
考点:三棱锥体积
【点评】(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S ABC -的所有顶点都在球O 的球面上,△ABC 是边长为1的正三角形,
SC 为球O 的直径,且2SC =,则此棱锥的体积为( )
A B D 【答案】B 【解析】
试题分析:因为ABC ∆是边长为的正三角形,所以ABC ∆
外接圆的半径为r =
O 到面ABC
的距离是3
d ===又因为SC 是圆的直径,所以S 到面ABC 的
距离是23
d =
,因此三棱锥的体积是11233436ABC V S d ∆=⨯=⨯=,故选B.
考点:1、外接球的性质及圆内接三角形的性质;2、棱锥的体积公式.
【方法点晴】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d =
.
【变式演练1】在三棱锥P ABC -中,侧面PAB 、侧面PAC 、侧PBC 两两互相垂直,且
::1:2:3PA PB PC =,设三棱锥P ABC -的体积为1V ,三棱锥P ABC -的外接球的体积
为2V ,则
2
1
V V =( ) A
B .113π C
D .8
3
π 【答案】A 【解析】
考点:1、三棱锥的外接球;2、三棱锥与球的体积.
【变式演练2】已知一个圆柱的底面半径和高分别为和,2h r π<,侧面展开图是一个长方形,这个长方形的长是宽的2倍,则该圆柱的表面积与侧面积的比是( ) A .
1π
π
+ B .
12π
π
+ C .
122ππ+ D .142ππ
+ 【答案】A
【解析】
试题分析:由题意可知22r h r h ππ=∴=,侧面积为2rh π,底面积为22r π,所以圆柱的表
面积与侧面积的比是22212r rh rh πππ
ππ
++=.
考点:圆柱表面积侧面积.
方法二 割补法
使用情景:几何体是不规则的几何体或者直接求比较困难 解题模板:第一步 先分割或补形;
第二步 再求分割的各部分的面积和体积或求补形后的几何体的体积; 第三步 最后求出所求的几何体的体积.
例2 如图1,已知三棱锥P ABC -中,10PA BC PB AC ====,
PC AB ==P ABC -的体积.
【答案】详见解析.
【点评】(1)补形法是立体几何中最为常用的辅助工具,它能将一般几何体的有关问题通过补形成特殊的几何体再求解。如本题将三棱锥补成特殊的长方体便可轻松求解。当然补形前
后的两种图形的内在联系应该非常熟悉是求解关键。(2)若按常规方法利用体积公式求解,底面积可以设法求出,但顶点到底面的高无法作出,自然无法求出。若能换个角度来思考,注意到三棱锥有三对边两两相等,若能把它放在一个特定的长方体中,则问题不难解决。 【变式演练3】四边形ABCD 中,A(0,0),B(1,0),C(2,1),D(0,3),绕y 轴旋转一周,求所得旋转体的体积.
【答案】详见解析.
考点:空间立体几何的体积、表面积;割补法;
【变式演练4】如图,已知四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为菱形,且60,DAB PAB ∠=∆是边长为的正三角形,且平面PAB ⊥平面ABCD ,已知点M 是PD 的中点. (1) 证明:PB 平面AMC ; (2) 求三棱锥P AMC -的体积.
【答案】(1)见解析;(2)2
116
a . 【解析】
试题分析:(1) 连结BD 交AC 于O ,连结OM ,由三角形中位线性质可得OM
PB ,由线
面平行的判定定理可得PB 平面ACM .(2) 取AB 中点N ,连接PN ,则PN AB ⊥,由平面PAB ⊥平面ABCD ,可知PN ⊥平面ABCD ,利用求之即可.
考点:1.线面平行的判定与性质;2.线面垂直的判定与性质;3.多面体体积.
【名师点睛】本题考查线面平行的判定与性质、线面垂直的判定与性质、多面体体积,属中档题;线面平行是空间位置关系中一种重要的关系,也是高考常考知识点之一,高考对线面平行的考查常有以下两个命题角度:1.以多面体为载体,证明线面平行;2.以多面体为载体,考查与线面平行有关的探索性问题.
方法三 等体积法
使用情景:一般三棱锥
解题模板:第一步 先变换三棱锥的顶点; 第二步 运用等体积法求出几何体的体积.