空间几何体的表面积和体积周.
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空间几何体的表面积与体积公式大全一、 全(表)面积(含侧面积) 1、柱体① 棱柱② 圆柱 2、锥体①棱锥:h c S ‘底棱锥侧21=② 圆锥:l c S 底圆锥侧21=3、 台体① 棱台:h c c S)(21‘下底上底棱台侧+=②圆台:l c c S )(21下底上底棱台侧+=4、 球体① 球:r S 24π=球 ② 球冠:略 ③ 球缺:略 二、 体积 1、柱体① 棱柱 ② 圆柱 2、锥体① 棱锥 ② 圆锥3、① 棱台 ② 圆台 4、球体① 球:r V 334π=球② 球冠:略 ③ 球缺:略说明:棱锥、棱台计算侧面积时使用侧面的斜高h '计算;而圆锥、圆台的侧面积计算时使用母线l 计算。
三、 拓展提高 1、祖暅原理:(祖暅:祖冲之的儿子)夹在两个平行平面间的两个几何体,如果它们在任意高度上的平行截面面积都相等,那么这两个几何体的体积相等。
最早推导出球体体积的祖冲之父子便是运用这个原理实现的。
2、阿基米德原理:(圆柱容球)圆柱容球原理:在一个高和底面直径都是r 2的圆柱形容器内装一个最大的球体,则该球体的全面积等于圆柱的侧面积,体积等于圆柱体积的32。
分析:圆柱体积:r r h S V r 3222)(ππ=⨯==圆柱圆柱侧面积:r h cS r r 242)2(ππ=⨯==圆柱侧因此:球体体积:r r V 3334232ππ=⨯=球 球体表面积:r S 24π=球通过上述分析,我们可以得到一个很重要的关系(如图)+ =即底面直径和高相等的圆柱体积等于与它等底等高的圆锥与同直径的球体积之和 3、台体体积公式公式: )(31S SS S h V 下下上上台++=证明:如图过台体的上下两底面中心连线的纵切面为梯形ABCD 。
延长两侧棱相交于一点P 。
设台体上底面积为S 上,下底面积为S 下高为h 。
易知:PDC ∆∽PAB ∆,设h PE 1=, 则h h PF +=1由相似三角形的性质得:PFPEAB CD =即:hh hSS +=11下上(相似比等于面积比的算术平方根)整理得:SS h S h 上下上-=1又因为台体的体积=大锥体体积—小锥体体积 ∴h S S S h h S h h S V 下上下上下台)(31)(313131111+-=-+=代入:SS h S h 上下上-=1得:hS S S SS h S V 下上下上下上台31)(31+--=即:)(3131)(31S SS S h h S S S hS V 下下上上下上下上台++=++=∴)(31S SS S h V 下下上上台++=4、球体体积公式推导分析:将半球平行分成相同高度的若干层(层n ),n 越大,每一层越近似于圆柱,+∞→n 时,每一层都可以看作是一个圆柱。
空间几何体表面积和体积公式
空间几何体表面积和体积公式如下:
表面积公式:
S = 2 × (a + b + c)
其中,a、b、c分别表示几何体的长、宽、高。
体积公式:
V = a × b × c
其中,a、b、c分别表示几何体的长、宽、高。
还有一些常用的表面积和体积公式:
1. 如果一个几何体只有一个面是正方形或正多边形,那么它的
表面积和体积都可以用一个简单的公式计算:S = 4a,V = a × b。
2. 如果一个几何体的边长为c,那么它的表面积可以表示为:S = 2 × (c + d),其中d表示几何体的长宽比。
体积可以表示为:V = c ×d。
3. 如果一个几何体是正多边形,且每个内角都相等,那么它的表
面积和体积都可以用一个复杂的公式计算:S = (n-2) × 4a,V = (n-2) × a × b。
其中n表示正多边形的边数。
4. 如果一个几何体只有一个面是矩形或圆形,那么它的表面积
和体积都可以用一个简单的公式计算:S = a + b + c,V = π× r ×(a + b + c)。
其中π是圆周率,r表示几何体的半径。
这些公式只是一些基本的几何公式,实际上还有很多更复杂的公
式可以用于计算几何体的性质。
了解这些基本的公式有助于我们更方
便地计算几何体的面积和体积。
专题34空间几何体的表面积和体积知识必备1分类空间几何体分为多面体(棱柱、棱锥、棱台)和旋转体(圆柱、圆锥、圆台、球)结构特征棱柱棱锥棱台定义两个平面互相平行,其余各面都是四边形,每相邻两个四边形的公共边都互相平行,这样的几何体积为棱柱有一面为多边形,其余各面是有一个公共顶点的三角形,这些面围成的几何体叫做棱锥用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面与截面之间的部分,这样的多面体为棱台图形分类以底面多边形的边数分为三棱柱、四棱柱等;以侧棱是否与底面垂直分为直棱柱和斜棱柱以底面多边形的边数分为三棱锥、四棱锥等以底面多边形的边数分为三棱台、四棱台等特殊类型正棱柱:底面是正多边形的直棱柱正棱锥:底面是正多边形,顶点与底面中心的连线垂直于底面正棱台:由正棱锥截得的棱台底面两底面是全等的多边形多边形两底面是相似多边形侧面平行四边形三角形梯形侧棱平行且相等相交于顶点延长线交于一点3圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征比较:结构特征圆柱圆锥圆台球定义以矩形的一边所在的直线为旋转轴,其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆柱以直角三角形的一条直角边为旋转轴,其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆锥以直角梯形垂直于底边的腰所在的直线为旋转轴,其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆台以半圆的直径所在的直线为旋转轴,将半圆旋转一周所形成的曲面积为球面,球面所围成的几何体积为球体,简称球12图形侧面展开图 矩形 扇形 扇环 不可展开 母线 平行且相等 相交于顶点 延长线交于一点 无 轴截面矩形等腰三角形等腰梯形圆4球的截面性质:(1)球心和截面圆心的连线垂直于截面(2)球心到截面的距离d 与球半径R 及截面圆的半径r 满足:r =√R 2d 2分类 侧面积S 侧 表面积S 全多面体各个平面多边形的面将面积相加旋转体圆柱2πrl 2πr (l r )圆锥 πrl πr (l r )圆台 π(r 1r 2)lπ(r 1r 2)l π(r 12r 22)球4πR 26空间几何体的体积: 分类 体积公式柱体 V 柱体=S ⋅h (S 为底面积,h 为柱体的高) 锥体 V 椎体=13⋅S ⋅h (S 为底面积,h 为锥体的高)台体 V 台体=13⋅(S √S ⋅S ′S ′)⋅h (S ,S ′为上下底面积,h 为台体的高)球体 V 球体=43⋅π⋅R 3(R 为球半径)典型例题考点一空间几何体的表面积【例题1】如图,在三棱柱ABC A 1B1C 1中,AA 1⊥底面ABC ,AB ⊥BC ,AA1=AC =2,直线A1C 与侧面AA 1B1B所成的角为30∘,则该三棱柱的侧面积为________【例题2】圆柱的侧面展开图是边长为4的正方形,则圆柱的表面积是()A16π16B8π16C4π16D2π16【例题3】已知某圆锥的底面半径为1,高为√3,则它的侧面积与底面积之比为()A12B1C2D4【例题4】已知一个圆台的上、下底面半径分别为2,4,它的侧面展开图扇环的圆心角为90∘,则这个圆台的侧面积为()A32πB48πC64πD80π【例题5】“李白斗酒诗百篇,长安市上酒家眠”,本诗句中的“斗”的本义是指盛酒的器具,后又作为计量蜋食的工具,某数学兴趣小组利用相关材料制作了一个如图所示的正四棱台来模拟“斗”,用它研究“斗”的相关几何性质,已知该四棱台的上、下底的边长分别是2、4,高为1,则该四棱台的表面积为( )A12√2B32C2012√2D2012√3【例题6】有一塔形几何体由若干个正方体构成,构成方式如图所示,上层正方体下底面的四个顶点是下层正方体上底面各边的中点,已知最底层正方体的棱长为4,若该塔形几何体是由7个正方体构成,则该塔形的表面积(含最底层的正方体的底面面积)为()34A 127B 127√2 C 143D 159考点二空间几何体的体积【例题7】如图,在正三棱柱ABC A 1B 1C 1中,已知AB =AA1=3,点P 在棱CC 1上,则三棱锥P ABA 1的体积为________【例题8】正三棱锥的底面边长为3,侧棱长为2√3,则这个正三棱锥的体积是( ) A ( )274B 94C27√34D9√34126【例题9】在△ABC 中,AB =2,BC =15,∠ABC =120∘((如图),若将△ABC 绕直线BC 旋转一周,则所形成的旋转体的体积是( ) A 3π2B 5π2 C7π2D9π2【例题10】圆台的两个底面半径分别为2、4,截得这个圆台的圆锥的高为6,则这个圆台的体积是________【例题11】圆柱形容器内部盛有高度为8cm 的水,若放入三个相同的球((球的半径与圆柱的底面半径相同)后,水恰好淹没最上面的球(如图所示),则球的半径是________cm.【例题12】科技是一个国家强盛之根,创新是一个民族进步之魂,科技创新铸就国之重器,5极目一号(如图1)是中国科学院空天信息研究院自主研发的系留浮空器2022年5月,“极目一号”升型浮空艇成功完成10次升空大气科学观测,最高升空至9050米,超过珠穆朗玛峰,创造了浮空艇大气科学观测海拔最高的世界纪录,彰显了中国的实力“极目一号”Ⅲ型浮空艇长55米,高19米,若将它近似看作一个半球、一个圆柱和一个圆台的组合体,正视图如图2所示,则极目一号体积约为( )(参考数据:952≈90,953≈857,315×1005≈316600)A 9064m 3B 9004m 3C 8944m 3D 8884m 3【例题13】两个平行于圆锥底面的平面将圆锥的高分成相等的三段,那么圆锥被分成的三部分的体积的比是( ) A 1:2:3 B 1:7:19 C 3:4:5 D 1:9:27 【例题14】甲、乙两个圆锥的底面积相等,侧面展开图的圆心角之和为2π,侧面积分别为S 甲、S 乙,体积分别为V 甲甲、V 乙,若S 甲S 乙=2,则V甲V 乙等于( )A √10B 4√105C2√105D56√10127考点三与球有关的问题(基础篇)【例题15】一个长方体的各顶点均在同一球面上,且一个顶点上的三条棱的长分别为1,2,3,则此球的表面积为________【例题16】正方体全面积为24,求它的外接球、内切球以及与它的各条棱都相切的球的表面积.【例题17】如果正四面体ABCD 的外接球的体积为4√3π,则四面体的体积为________ 【例题18】已知正四面体的棱长为3,则它的内切球的体积为( ) A √68π B √64π C√34π D√312π 【例题19】直三棱柱ABC A ′B ′C ′的各个顶点都在球O 的球面上,且AB =AC =1,BC =√2若球O的表面积为3π,则这个三棱柱的体积是________【例题20】已知正三棱锥P ABC的侧棱长为2,则该三棱锥体积最大时,其外接球的表面积为()A8πB10πC12πD14π12867。
空间几何体的表面积及体积计算公式空间几何体是指在三维坐标系中存在的几何图形,包括立方体、圆锥体、圆柱体、球体等等。
对于这些几何体来说,求其表面积和体积是我们在学习空间几何时需要掌握的核心内容。
下面我们将详细介绍各种空间几何体的表面积及体积的计算公式。
一、立方体立方体是一种六个面都是正方形的几何体,其表面积和体积计算公式如下:表面积 = 6 × a²体积 = a³其中,a为立方体的边长。
二、正方体正方体是一种所有面都是正方形的几何体,其表面积和体积计算公式如下:表面积 = 6 × a²体积 = a³其中,a为正方体的边长。
三、圆锥体圆锥体是一种由一个圆锥顶点和一个底面为圆形的仿射锥面构成的几何体,其表面积和体积计算公式如下:表面积= πr²+πrl体积= 1/3πr²h其中,r为底面圆半径,l为母线长度,h为圆锥体的高。
四、圆柱体圆柱体是一种由平行于固定轴的两个相等且共面的圆面和它们之间的圆柱面所围成的几何体,其表面积和体积计算公式如下:表面积= 2πrh+2πr²体积= πr²h其中,r为底面圆半径,h为圆柱体的高。
五、球体球体是一种由所有到球心的距离等于固定半径的点所组成的几何体,其表面积和体积计算公式如下:表面积= 4πr²体积= 4/3πr³其中,r为球体的半径。
以上就是五种常见空间几何体的表面积及体积计算公式,希望能够对大家在学习空间几何时有所帮助。
同时,我们也需要关注其实际应用,在工程建设和生活中经常会涉及到这些几何体的计算,因此深化这些知识点的学习,将对我们未来的发展产生积极的影响。
空间几何体的表面积与体积公式大全一、全(表)面积(含侧面积)1、①棱柱②圆柱2、①②3、①②4、①球:②③二、1、①棱柱②圆柱2、①棱锥②圆锥3、①棱台②圆台4、①球:②③三、1、2、则+=即底面直径和高相等的圆柱体积等于与它等底等高的圆锥与同直径的球体积之和 3、台体体积公式公式:)(31S SS S h V 下下上上台++=证明:如图过台体的上下两底面中心连线的纵切面为梯形ABCD 。
延长两侧棱相交于一点P 。
则∴V 即:)(33)(31S SS S h h S S S hS V 下下上上下上下上台++=++=∴)(31S S S S h V 下下上上台++=4、球体体积公式推导分析:将半球平行分成相同高度的若干层(层n ),n 越大,每一层越近似于圆柱,+∞→n 时,每一层都可以看作是一个圆柱。
这些圆柱的高为nr,则:每个圆柱的体积h S V i i ==nrr i 2π……=2r nr ⨯π=[3r n n π=[3r n n π当→n ∴V 半球5、 ∴S =球6、(1则其体积为:a V 3=正方体四个角上切下的每一个三棱锥体积为:中间剩下的正四面体的体积为:a a a a hSV 322231]60sin 21[3131)32232()2()2(=-⨯︒⨯⨯⨯==⨯⨯正三棱锥这样一个即:61(2 (a)(b)(c)(d)(e)(3(a ) 正方体内切球直径=正方体棱长(b ) 正方体内切球与正四面体的四条棱相切。
(c ) 与正四面体四条棱相切的球半径=正方体棱长的一半 (d ) 设正四面体棱长为a ,则与其棱都相切的球半径为r 1有:aar 422211=⨯= 7、利用祖暅原理推导球体体积。
构造一个几何体,使其截面与半球截面处处相等,根据祖暅原理可得两物体体积相等。
证明:作如下构造:在底面半径和高都是r 的圆柱内挖去一个与圆柱等底等高的圆锥。
如图:R ,∴S 1π=即:S 1 8、 正方体与球(1) 正方体的内切球正方体的棱长=a 球体的直径d (2) 正方体的外接球正方体的体对角线=a 3球体的直径d(3) 规律:①正方体的内切球与外接球的球心为同一点; ②正方体的内切球与外接球的球心在体对角线上; ③正四面体的内切球与外接球的的半径之比为:3:1 ④正四面体内切球与外接球体积之比为:1:339(∴a h r 12641==即:a a r V 33321663434)126(πππ===球∴π3:18=V V 球正四机体: (2)正四面体的外接球 外接球的半径=)2332(224343a a⨯-⨯=⨯高=a 46 ∴2:33122:86:33ππ==aaV V 正四面体球 (310、 (1 球体直径、圆柱的高、圆柱底面直径构成直角三角形。
空间几何体的表面积和体积公式汇总表1.多面体的面积和体积公式2.旋转体的面积和体积公式3.(1)圆柱的侧面展开图是一个 ,设底面半径为r ,母线长为l ,那么圆柱的底面积 =底S ,侧面积=侧S ,表面积S = 。
(3)圆锥的侧面展开图是一个 ,设圆锥的底面半径为r ,母线长为l ,那么它的底面积=底S ,侧面积=侧S ,表面积S = 。
(4)圆台的侧面展开图是一个 ,设上、下底面圆半径分别为r '、r ,母线长为l ,那么上底面面积=上底S ,下底面面积=下底S 那么表面=S 。
4、正四面体的结论:设正四面体的棱长为a ,则这个正四面体的(1)全面积?:S 全2a ; (2)体积?:V=312a ; (3)对棱中点连线段的长?:d= 2a ;(4)对棱互相垂直。
(5)外接球半径?:R= a ; (6)内切球半径;??? r= a5、正方体与球的特殊位置结论;空间几何体练习题1.已知圆柱与圆锥的底面积相等,高也相等,它们的体积分别为1V 和2V ,则1V :2V 是( )A. 1:3B. 1:1C. 2:1D. 3:12.一个圆柱的侧面展开图是一个正方形,这个圆柱的全面积与侧面积的比是( )A. ππ221+B. ππ421+C. ππ21+D. ππ241+ 3.一个圆锥的展开图如图所示,其中扇形的圆心角为0120,已知底面圆的半径为1,求该圆锥的体积。
4. 已知棱长为a ,各面均为等边三角形的四面体ABC S -,求它的表面积。
5.圆柱的侧面展开图是长、宽分别为6π和π4的矩形,求圆柱的体积。
6.若圆台的上下底面半径分别为1和3,它的侧面积是两底面面积和的2倍,则圆台的母线长是( ) A. 2 B. 2.5 C. 5 D. 107.圆柱的侧面展开图是长为12cm ,宽8cm 的矩形,则这个圆柱的体积为( )A. π2883cm B. π1923cm C. π2883cm 或 π1923cm D. π1923cm8.一个圆柱的底面面积是S ,侧面展开图是正方形,那么该圆柱的侧面积为( )32A. 4sπB. Sπ2C. SπD. Sπ3。
高中数学的几何体表面积和体积公式是哪些高中数学的几何体表面积和体积公式1、圆柱体:表面积:2πRr+2πRh体积:πR2h(R为圆柱体上下底圆半径,h为圆柱体高)2、圆锥体:表面积:πR2+πR[(h2+R2)的平方根]体积:πR2h/3(r为圆锥体低圆半径,h为其高)3、正方体:表面积:S=6a2,体积:V=a3(a-边长)4、长方体:表面积:S=2(ab+ac+bc)体积:V=abc(a-长,b-宽,c-高)5、棱柱:体积:V=Sh(S-底面积,h-高)6、棱锥:体积:V=Sh/3(S-底面积,h-高)7、棱台:V=h[S1+S2+(S1S2)^1/2]/3(S1上底面积,S2下底面积,h-高)8、拟柱体:V=h(S1+S2+4S0)/6(S1-上底面积,S2-下底面积,S0-中截面积,h-高)9、圆柱:S底=πr2,S侧=Ch,S表=Ch+2S底,V=S底h=πr2h(r-底半径,h-高,C—底面周长,S底—底面积,S侧—侧面积,S表—表面积)10、空心圆柱:V=πh(R^2-r^2)(R-外圆半径,r-内圆半径,h-高)11、直圆锥:V=πr^2h/3(r-底半径,h-高)12、圆台:V=πh(R2+Rr+r2)/3(r-上底半径,R-下底半径,h-高)13、球:V=4/3πr^3=πd^3/6(r-半径,d-直径)14、球缺:V=πh(3a2+h2)/6=πh2(3r-h)/3(h-球缺高,r-球半径,a-球缺底半径)15、球台:V=πh[3(r12+r22)+h2]/6(r1球台上底半径,r2-球台下底半径,h-高)16、圆环体:V=2π2Rr2=π2Dd2/4(R-环体半径,D-环体直径,r-环体截面半径,d-环体截面直径)数学基础差的学生如何提高数学成绩基础薄弱的同学提高数学成绩的方法数学基础打牢,是个非常重要的事,很多及格成绩不到的同学,基本是连计算和公式都不是很过关。
对于这一类学生有以下几点建议。
空间几何体的表面积与体积公式大全一、全(表)面积(含侧面积)①棱柱、②圆柱.2・锥体①棱锥:S^ = ^h [②圆锥:= /3、台体①棱台• S梭台侧=空(6?上底+c下底)方'» S全= s±+s『s下②圆台:S杭台側=*(6底+cQZ -4、球体①球:S球=勿/②球冠:略③球缺:略二、体积1、柱体①棱柱} V,=S h②圆柱S S 2、锥体①棱锥} v.=\sh②圆锥S S3、 台体V 台肓//(S 匕+ JS 上S F + S 下)台=齐方(厂上+Jr 上厂下+厂下) 4、 球体①球:V 球② 球冠:略VyT/③ 球缺:略说明:棱锥、棱台计算侧面积时使用侧面的斜高力计算;而圆锥、圆台的 侧面积计算时使用母线/计算。
三、拓展提高1、 祖眶原理:(祖璀:祖冲之的儿子)夹在两个平行平面间的两个几何体,如果它们在任意高度上的平行截面面积都相等,那么这两个几何体的体积相等。
最早推导出球体体积的祖冲之父子便是运用这个原理实现的。
2、 阿基米德原理:(圆柱容球)圆柱容球原理:在一个高和底面直径都是2厂的圆柱形容器内装一个最大 的球体,则该球体的全面积等于圆柱的侧面积,体积等于圆柱体积的?。
①棱台 ②圆台丿分析:圆柱体积:V H1 = s h =(^r)x2r = 2^/圆柱侧面积:S叭削= c/z = (2岔)X2广=4兀/2 彳4 彳因lit :球体体积:|/厅=—x2/r^ =_龙厂球体表面积:S球=4兀厂通过上述分析,我们可以得到一个很重要的关系(如图)即底面直径和高相等的圆柱体积等于与它等底等高的圆锥与同直径的球体积之和3、台体体积公式公式:几冷〃(S上+、恳瓦+ S』证明:如图过台体的上下两底面中心连线的纵切面为梯形ABCD。
延长两侧棱相交于一点P 0设台体上底面积为Si,下底面积为S下高为// °易知:\PDCs 型AB,设卩£ =人,则Pf+h由相似三角形的性质得:孚=袋AB PF即:(相似比等于面积比的算术平方根)、用hi整理得:人=尺刃又因为台体的体积二大锥体体积一小锥体体积u台=§s下(九+力r s上人人(S下-S上)+§s下方即:(、瓦+丫瓦)+扣下力=|/z $ + 应7+S卜)4、球体体积公式推导分析:将半球平行分成相同高度的若干层(兀层),〃越大,每一层越近似于圆柱'"T -HZ)时»每一层都可以看作是一个圆柱。