空间几何体与三视图、体积表面积(含答案).doc

空间几何体的结构，三视图直观图、表面积及体积
1.几种常凸多面体间的关系
2.一些特殊棱柱、棱锥、棱台的概念和主要性质
名称
棱柱
直棱柱
正棱柱
图 形

定 义
有两个面互相平行，而其余每相邻两个面的交线都互相平行的多面体
侧棱垂直于底面的棱柱
底面是正多边形的直棱柱
侧棱
平行且相等
平行且相等
平行且相等
侧面的形状
平行四边形
矩形
全等的矩形
对角面的形状
平行四边形
矩形
矩形
平行于底面的截面的形状
与底面全等的多边形
与底面全等的多边形
与底面全等的正多边形

名称
棱锥
正棱锥
棱台
正棱台
图形

定义
有一个面是多边形，其余各面是有一个公共顶点的三角形的多面体
底面是正多边形，且顶点在底面的射影是底面的中心
用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥，底面和截面之间的部分
由正棱锥截得的棱台
侧棱
相交于一点但不一定相等
相交于一点且相等
延长线交于一点
相等且延长线交于一点
侧面的形状
三角形
全等的等腰三角形
梯形
全等的等腰梯形
对角面的形状
三角形
等腰三角形
梯形
等腰梯形
平行于底的截面形状
与底面相似的多边形
与底面相似的正多边形
与底面相似的多边形
与底面相似的正多边形
其他性质

高过底面中心；侧棱与底面、侧面与底面、相邻两侧面所成角都相等

两底中心连线即高；侧棱与底面、侧面与底面、相邻两侧面所成角都相等
几种特殊四棱柱的特殊性质
名称
特殊性质
平行六面体
底面和侧面都是平行四边行；四条对角线交于一点，且被该点平分
直平行六面体
侧棱垂直于底面，各侧面都是矩形；四条对角线交于一点，且被该点平分
长方体
底面和侧面都是矩形；四条对角线相等，交于一点，且被该点平分
正方体
棱长都相等，各面都是正方形四条对角线相等，交于一点，且被该点平分
3．（1）正视图：物体前后方向投影所得到的投影图；它能反映物体的高度和长度；
（2）侧视图：物体左右方向投影所得到的投影图；它能反映物体的高度和宽度；
（3）俯视图：物体上下方向投影所得到的投影图；它能反映物体的长度和宽度；

三视图画法规则
高平齐：主视图与左视图的高要保持平齐
长对正：主视图与俯视图的长应对正
宽相等：俯视图与左视图的宽度应相等

空间几何体的直观图
（1）斜二测画法
①建立直角坐标系，在已知水平放置的平面图形中取互相垂直的OX，OY，建立直角坐标系；
②画出斜坐标系，在画直观图的纸上（平面上）画出对应的O’X’,O’Y’,使=450（或1350），它们确定的平面表示水平平面；
③画对应图形，在已知图形平行于X轴的线段，在直观图中画成平行于X‘轴，且长度保持不变；在已知图形平行于Y轴的线段，在直观图中画成平行于Y‘轴，且长度变为原来的一半；
④擦去辅助线，图画好后，要擦去X轴、Y轴及为画图添加的辅助线（虚线）。
（2）平行投影与中心投影
平行投影的投影线是互相平行的，中心投影的投影线相交于一点投影线垂直于投影面产生的投影叫做正投影，投影线不垂直于投影面产生的投影叫做斜投影。物体投影的形状、大小与它相对于投影面的位置和角度有关。三视图指正投影
（3）射影：所谓射影，就是正投影其中，从一点到一条直线所作垂线的垂足，叫做这点在这条直线上的正投影。一条线段的两个端点在一条直线上的正投影之间的线段，叫做这条线段在这直线上的正投影

题型1.空间几何体的结构
例题1正方体ABCD—的棱上到异面直线AB，C的距离相等的点的个数为（ c）
A．2 B．3 C. 4 D. 5
【答案】：C
【解析】解析如图示，则BC中点，点，点，A1D1的中点分别到两异面直线的距离相等。即满足条件的点有四个，故选C项
变式练习：到两互相垂直的异面直线的距离相等的点
（A）只有1个 （B）恰有3个
（C）恰有4个 （D）有无穷多个
【答案】 D
【解析】放在正方体中研究,显然，线段、EF、FG、GH、HE的中点到两垂直异面直线AB、CD的距离都相等，亦可在四条侧棱上找到四个点到两垂直异面直线AB、CD的距离相等、所以排除A、B、C，选D
例2．两相同的正四棱锥组成如图1所示的几何体，可放棱长为1的正方体内，使正四棱锥的底面ABCD与正方体的某一个平面平行，且各顶点均在正方体的面上，则这样的几何体体积的可能值有（ ）
A．1个　　　　　B．2个 C．3个　　　D．无穷多个

解析：由于两个正四棱锥相同，所以所求几何体的中心在正四棱锥底面正方形ABCD中心，有对称性知正四棱锥的高为正方体棱长的一半，影响几何体体积的只能是正四棱锥底面正方形ABCD的面积，问题转化为边长为1的正方形的内接正方形有多少种，所以选D。
题型2：斜二测画法
例3．是正△ABC的斜二测画法的水平放置图形的直观图，若的面积为，那么△ABC的面积为_______________。
解析：。点评：该题属于斜二测画法的应用，解题的关键在于建立实物图元素与直观图元素之间的对应关系。特别底和高的对应关系。
练习：一梯形的直观图是一个如图所示的等腰梯形，且该梯形面积为，则原梯形的面积为(　　)
A．2 B.
C．2 D．4
解析：设直观图中梯形的上底为x，下底为y，高为h.则原梯形的上底为x，下底为y，高为2h，故原梯形的面积为4，选D.
题型3：平行投影与中心投影
例4．（1）如图，在正四面体A－BCD中，E、F、G分别是三角形ADC、ABD、BCD的中心，则△EFG在该正四面体各个面上的射影所有可能的序号是（ ）
① ② ③ ④

A．①③ B．②③④ C．③④ D．②④
练习．一正方体内接于一个球，经过球心作一个截面，则截面的可能图形为________(只填写序号)．

解析：当截面与正方体的某一面平行时，可得①，将截面旋转可得②，继续旋转，过正方体两顶点时可得③，即正方体的对角面，不可能得④.答案：①②③
题型4：三视图
例题5、）如图，网格纸的小正方形的边长是1，在其上用粗线画出了某多面体的三视图，则这个多面体最长的一条棱的长为______.

【答案】
【命题立意】本题考查了三视图视角下多面体棱长的最值问题，考查了同学们的识图能力以及由三视图还原物体的能力。
【解析】由三视图可知，此多面体是一个底面边长为2的正方形且有一条长为2的侧棱垂直于底面的四棱锥，所以最长棱长为
练习一个四面体的顶点在空间直角坐标系中的坐标分别是,画该四面体三视图中的正视图时,以平面为投影面,则得到正视图可以为
（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
多面体的面积和体积公式
名称
侧面积(S侧)
全面积(S全)
体 积(V)
棱
柱
棱柱
直截面周长×l
S侧+2S底
S底·h=S直截面·l
直棱柱
ch
S底·h
棱
锥
棱锥
各侧面积之和
S侧+S底
S底·h
正棱锥
ch′
棱
台
棱台
各侧面面积之和
S侧+S上底+S下底
h(S上底+S下底+)
正棱台
(c+c′)h′
S表示面积，c′、c分别表示上、下底面周长，h表斜高，h′表示斜高，l表示侧棱长。
2．旋转体的面积和体积公式

名称
圆柱
圆锥
圆台
球
S侧
2πrl
πrl
π(r1+r2)l

S全
2πr(l+r)
πr(l+r)
π(r1+r2)l+π(r21+r22)
4πR2
V
πr2h(即πr2l)
πr2h
πh(r21+r1r2+r22)
πR3
表中l、h分别表示母线、高，r表示圆柱、圆锥与球冠的底半径，r1、r2分别表示圆台 上、下底面半径，R表示半径。
例题1.若某空间几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积是 [B]
（A）2 （B）1
（C） （D）
【答案】 B
解析：本题考查立体图形三视图及体积公式
如图，该立体图形为直三棱柱
所以其体积为
例题2已知是球表面上的点，，，
，，则球的表面积等于
（A）4 （B）3 （C）2 （D）
例题3、如图，正方体ABCD-的棱长为2，动点E、F在棱上，动点P，Q分别在棱AD，CD上，若EF=1，E=x，DQ=y，DＰ＝ｚ（ｘ，ｙ，ｚ大于零），则四面体PEＦＱ的体积　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（Ａ）与ｘ，ｙ，ｚ都有关
　　　（Ｂ）与ｘ有关，与ｙ，ｚ无关
　　　（Ｃ）与ｙ有关，与ｘ，ｚ无关
　　　（Ｄ）与ｚ有关，与ｘ，ｙ无关
【答案】D

练习、已知某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则该几何体的体积是【答案】B　

A．108cm3 B．100 cm3 C．92cm3 D．84cm3
作业
练习1、图2中的三个直角三角形是一个体积为20cm2的几何体的三视图，则h= cm
【答案】4
2、一个几何体的三视图如图所示，则这个几何体的体积为
3、如图，在多面体ABCDEF中，已知ABCD是边长为1的正方形，且均为正三角形，EF∥AB，EF=2，则该多面体的体积为( )
A. B.
C. D.
4、某三棱锥的三视图如图所示，该三梭锥的表面积是（ ）

A. 28+6 B. 30+6 C. 56+ 12 D. 60+12
【解析】从所给的三视图可以得到该几何体为三棱锥，如图所示，图中蓝色数字所表示的为直接从题目所给三视图中读出的长度，黑色数字代表通过勾股定理的计算得到的边长。本题所求表面积应为三棱锥四个面的面积之和，利用垂直关系和三角形面积公式，可得：，，，，因此该几何体表面积，故选B。
5、一个几何体的三视图形状都相同，大小均相等，那么这个几何体不可以是（ ）
A．球 B．三棱锥 C．正方体 D．圆柱
考点：空间几何体的三视图。
难度：易。
分析：本题考查的知识点为空间几何体的三视图，直接画出即可。
解答：圆的正视图（主视图）、侧视图（左视图）和俯视图均为圆；
三棱锥的正视图（主视图）、侧视图（左视图）和俯视图可以为全等的三角形；
正方体的正视图（主视图）、侧视图（左视图）和俯视图均为正方形；
圆柱的正视图（主视图）、侧视图（左视图）为矩形，俯视图为圆。
6、某几何体的正视图和侧视图均如图1所示，则该几何体的俯视图不可能是

【答案】D

7．如图，在长方体中，，，则四棱锥的体积为 ▲ cm3．

【解析】∵长方体底面是正方形，∴△中 cm，边上的高是cm（它也是中上的高） ∴四棱锥的体积为。

8、如图，正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1，E,F分别为线段AA1,B1C上的点，则三棱锥D1-EDF的体积为____________。

解析：.
9、若一个圆锥的侧面展开图是面积为的半圆面，则该圆锥的体积为 .【答案】
【解析】根据该圆锥的底面圆的半径为，母线长为，根据条件得到，解得母线长，所以该圆锥的体积为：.

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