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1、課題:多面體和球
教學目的:理解多面體、凸多面體的概念 理解正多面體的概念,懂得歐拉公式和五種正多面體的頂點數(shù)、面數(shù)及棱數(shù)
要使學生理解兩點的球面距離,掌握球的表面積及球的體積公式、求球面面積、球的體積及兩點的球面距離.
球是最常用的幾何體.高考對球的考察重要在如下四個方面:球的截面的性質;球的表面積和體積;球面上兩點間的球面距離;球與其她幾何體的組合體.并且多以選擇題和填空題的形式浮現(xiàn).第()方面有時用綜合題進行考察.
教學重點:
(一) 重要知識及重要措施:
每個面都是有相似邊數(shù)的正多邊形,每個頂點為端點均有相似棱數(shù)的凸多面體,叫做正多面體.
正多面體有且只有種.分別是正
2、四周體、正六面體、正八面體、正十二面體、正二十面體.
簡樸多面體:考慮一種多面體,例如正六面體,假定它的面是用橡膠薄膜做成的,如果充以氣體,那么它就會持續(xù)(不破裂)變形,最后可變?yōu)橐环N球面.如圖:象這樣,表面通過持續(xù)變形可變?yōu)榍蛎娴亩嗝骟w,叫做簡樸多面體.
闡明:棱柱、棱錐、正多面體等一切凸多面體都是簡樸多面體
五種正多面體的頂點數(shù)、面數(shù)及棱數(shù):
正多面體
頂點數(shù)
面數(shù)
棱數(shù)
正四周體
正六面體
正八面體
正十二面體
正二十面體
歐拉定理(歐拉公式):簡樸多面體的頂點數(shù)、面數(shù)及棱數(shù)有關系式: 計算棱數(shù)常用措施
3、: ; 各面多邊形邊數(shù)和的一半;頂點數(shù)與共頂點棱數(shù)積的一半.
球的概念: 與定點距離等于或不不小于定長的點的集合,叫做球體,簡稱球定點叫球心,定長叫球的半徑與定點距離等于定長的點的集合叫做球面.一種球或球面用表達它的球心的字母表達,例如球
球的截面:用一平面去截一種球,設是平面的垂線段,為垂足,且,所得的截面是以球心在截面內的射影為圓心,覺得半徑的一種圓,截面是一種圓面.
球面被通過球心的平面截得的圓叫做大圓,被不通過球心的平面截得的圓叫做小圓
兩點的球面距離:球面上兩點之間的最短距離,就是通過兩點的大圓在這兩點間的一段劣弧的長度,我們把這個弧長叫做兩點的球面距離.(為球心角的弧度數(shù))
4、.
球的表面積和體積公式:,.
(二)典例分析:
問題1.(遼寧)棱長為的正方體,連結相鄰面的中心,以這些線段為棱的
八面體的體積為
已知一種正四周體和一種正八面體的棱長相等且為,把它們拼起來,使一種表面重疊,所得的多面體有多少個面?
問題2.(天津)一種長方體的各頂點均在同一球的球面上,且一種頂點上的三條棱的長分別為,則此球的表面積為
(全國Ⅰ文)正四棱錐的底面邊長和各側棱長都為,點都在同一種球面上,則該球的體積為
(江西文)四周體的外接球球心在上,且,
5、,
在外接球面上兩點、間的球面距離是
(陜西)水平桌面上放有個半徑均為的球,且相鄰的球都相切(球心的連線構成正方形).在這個球的上面放個半徑為的小球,它和下面?zhèn)€球正好都相切,則小球的球心到水平桌面的距離是
問題3. (四川)設球的半徑是,、、是球面上三點,已知到、兩點的球面距離都是,且二面角的大小為,則從點沿球面經(jīng)、兩點再回到點的最短距離是
問題4.三棱錐的兩條棱,其他各棱長均為,求三棱錐的內切球半徑和外接球半徑.
問題5.已知球
6、的半徑為,在球內作一種內接圓柱,這個圓柱底面半徑與高為什么值時,它的側面積最大?側面積的最大值是多少?
(三)課后作業(yè):
正方體、正多面體、凸多面體、簡樸多面體是什么關系?
已知凸多面體每個面都是五邊形,每個頂點均有三條棱相交,試求該凸多面體的面數(shù)、頂點數(shù)和棱數(shù).
一種廣告氣球被一束入射角為的平行光線照射,其投影是一種長半軸為的橢圓,則制作這個廣告氣球至少需要的面料是
在球面上有四個點、、、,如果、、兩兩互相垂直,且,那么這個球面的面積是
7、
北緯的圓把北半球面積分為兩部分,這兩部分面積的比為
已知過球面上、、三點的截面和球心的距離等于球半徑的一半,
且,則球面面積是
正八面體的相鄰兩個面所成二面角的大小為
(四)走向高考:
(陜西)一種正三棱錐的四個頂點都在半徑為的球面上,其中底面的三個頂點在該球的一種大圓上,則該正三棱錐的體積是
(遼寧)若一種底面邊長為,棱長為的正六棱柱的所有頂點都在一種平面上,則此球
8、的體積為
(全國Ⅱ)一種正四棱柱的各個頂點在一種直徑為的球面上。如果正四棱柱的底面邊長為,那么該棱柱的表面積為
(湖南)長方體ABCD-A1B1C1D1的8個頂點在同一球面上,且AB=2,AD=,AA1=1,則頂點A、B間的球面距離是( )
A.2 B. C. D.
(四川)已知正四棱柱的對角線的長為,且對角線與底面所成角的余弦值為,則該正四棱柱的體積等于
(海南)一種六棱柱的底面是正六邊形,其側棱垂直底面.已知該六棱柱的頂點都在同一種球面上,且該六棱柱的體積為,底面周長為3,則這個球的體積為
(山東)右圖是一種幾何體的三視圖,根據(jù)圖中數(shù)據(jù),可得該幾何體的表面積是( )
俯視圖
正(主)視圖
側(左)視圖
2
3
2
2
A. B.
C. D.