北师大版高中数学必修二第一章1.1.2简单多面体
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第二课时1.1.2简单多面体一、教学目标:1・知识与技能:(1)通过实物操作,增强学生的直观感知。
(2)能根据几何结构特征对空间物体进行分类。
(3)会用语言概述棱柱、棱锥、棱台、简单组合体的结构特征。
(4)会表示有关于儿何体以及柱、锥、台的分类。
2.过程与方法:(1)让学生通过直观感受空间物体,从实物中概括出棱柱、棱锥、棱台、简单组合体的结构特征。
(2)让学生观察、讨论、归纳、概括所学的知识。
3.情感态度与价值观:(1)使学生感受空间几何体存在于现实生活周围,增强学生学习的积极性,同时捉高学生的观察能力。
(2)培养学生的空间想象能力和抽象括能力。
二、教学重点、难点重点:让学生感受大量空间实物及模型、概括出棱柱、棱锥、棱台、简单组合体的结构特征。
难点:棱柱、棱锥、棱台、简单组合体的结构特征的概括。
三、教学方法(1)学法:观察、思考、交流、讨论、概括。
(2)教法:探析讨论法。
四、教学过程:(一)、新课导入:复习:1、简单儿何体都有哪些类型?2、概括出圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征。
(二)探究简单多面体的结构特征1.探究棱柱、棱锥的结构特征:①提问:举例生活屮有哪些实例给我们以两个曲平行的形象?②讨论:给一个长方体模型,经过上、下两个底而用刀垂直切,得到的儿何体有哪些公共特征?把这些儿何体用水平力推斜后,仍然有哪些公共特征?知识探究(1):棱柱的结构特征思考1:我们把卜•面的多面体取名为棱柱,你能说一说棱柱的结构有那些特征吗?据此你能给棱柱下一个定义吗?思考2:为了研究方便,我们把棱柱中两个互相平行的面叫做棱柱的底面,其余各面叫做棱 柱的侧面,相邻侧血的公共边叫做棱柱的侧棱,狈恤与底面的公共顶点叫做棱柱的顶点.你 思考3:下列多面体都是棱柱吗?如何在名称上区分这些棱柱?如何用符兮表示?③ 定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,且每相邻两个四边形的公共边都互相E能指出上面棱柱的底而、侧面、侧棱、顶点吗?侧面平行,山这些而所围成的儿何体叫棱柱.f 列举生活中的棱柱实例(三棱镜、方砖、六角螺帽).结合图形认识:底血、侧血、侧棱、顶点、高、対角血、对角线.思考4:棱柱上、下两个底面的形状人小如何?各侧面的形状如何?答案:两底面是全等的多边形,各侧面都是平行四边形思考5:冇两个面互相平行,其余各面都是平行四边形的多面体一定是棱柱吗?思考6: —个棱柱至少有几个侧面? 一个N 棱柱分别有多少个底面和侧面?有多少条侧棱? 有多少个顶点?④ 分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等.表示:梭柱 ABCDE-A' B' C' D' E'知识探究(2):棱锥的结构特征思考1:我们把下面的多面体取名为棱锥,你能说一说棱锥的结构有那些特征吗?据此你能 给棱锥下一个定义吗?① 定义:有一个而是多边形,其余各而都是有一个公共顶点的三角形,山这些而所围成的儿 何体叫棱锥. 结合图形认识:底面、侧面、侧棱、顶点、高.- ->讨论:棱锥如何分类及表示? / W 侧面侧棱底面SB思考2:参照棱柱的说法,棱锥的底面.侧面、侧棱、顶点分别是什么含义?s顶点 /K思考4:一个棱锥至少冇几个面?一个N棱锥冇分别冇多少个底面和侧面?冇多少条侧棱?有多少个顶点?【至少有4个面;1个底面,N个侧面,N条侧棱,1个顶点.】思考5:用一个平行于棱锥底而的平而去截棱锥,截而与底而的形状关系如何?【相似多边形】②讨论:棱柱、棱锥分别具有一些什么几何性质?有什么共同的性质?棱柱:两底血是对应边平行的全等多边形;侧面、対角血都是平行四边形;侧棱平行且和等; 平行于底面的截面是与底面全等的多边形棱锥:侧面、对如曲都是三角形;平行于底面的截面与底面相似,其相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方.2、探究棱台的结构特征:①讨论:用一个平行于底面的平而去截柱体和锥体,所得几何体有何特征?②定义:用一个平行于棱锥底面的平而去截棱锥,截面和底面Z间的部分叫做棱台;―列举生活中的实例结合图形认识:上下底面、侧面、侧棱(母线)、顶点、高.讨论:棱台的分类及表示?③讨论:棱台具有一些什么几何性质?棱台:两底而所在平而互相平行;两底而是对应边互相平行的相似多边形;侧而是梯形; 侧棱的延长线相交于一点.④讨论:棱、圆与柱、锥、台的纽合得到6个儿何体.棱台与棱柱、棱锥有什么关系?圆台与圆柱、圆锥有什么关系?(以台体的上底血变化为线索)⑤讨论:棱台•棱柱、棱锥有什么共性?(多面体)4.练习:圆锥底面半径为1 cm,高为>/2 cm,其中有一个内接正方体,求这个内接正方体的棱长.(补充平行线分线段成比例定理)5.小结:学习了柱、锥、台、球的定义、表示;性质;分类.(三)、巩固练习:课本P8 A组1〜4题.(卩4)、小结:木课学习了柱、锥、台、球的定义、表示;性质;分类.要求大家理解和掌握(1)能根据几何结构特征对空间物体进行分类。
第二课时 1.1.2简单多面体一、教学目标:1.知识与技能:(1)通过实物操作,增强学生的直观感知。
(2)能根据几何结构特征对空间物体进行分类。
(3)会用语言概述棱柱、棱锥、棱台、简单组合体的结构特征。
(4)会表示有关于几何体以及柱、锥、台的分类。
2.过程与方法:(1)让学生通过直观感受空间物体,从实物中概括出棱柱、棱锥、棱台、简单组合体的结构特征。
(2)让学生观察、讨论、归纳、概括所学的知识。
3.情感态度与价值观:(1)使学生感受空间几何体存在于现实生活周围,增强学生学习的积极性,同时提高学生的观察能力。
(2)培养学生的空间想象能力和抽象括能力。
二、教学重点、难点重点:让学生感受大量空间实物及模型、概括出棱柱、棱锥、棱台、简单组合体的结构特征。
难点:棱柱、棱锥、棱台、简单组合体的结构特征的概括。
三、教学方法(1)学法:观察、思考、交流、讨论、概括。
(2)教法:探析讨论法。
四、教学过程:(一)、新课导入:复习:1、简单几何体都有哪些类型?2、概括出圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征。
(二)探究简单多面体的结构特征1. 探究棱柱、棱锥的结构特征:①提问:举例生活中有哪些实例给我们以两个面平行的形象?②讨论:给一个长方体模型,经过上、下两个底面用刀垂直切,得到的几何体有哪些公共特征?把这些几何体用水平力推斜后,仍然有哪些公共特征?知识探究(1):棱柱的结构特征思考1:我们把下面的多面体取名为棱柱,你能说一说棱柱的结构有那些特征吗?据此你能给棱柱下一个定义吗?思考2:为了研究方便,我们把棱柱中两个互相平行的面叫做棱柱的底面,其余各面叫做棱柱的侧面,相邻侧面的公共边叫做棱柱的侧棱,侧面与底面的公共顶点叫做棱柱的顶点.你能指出上面棱柱的底面、侧面、侧棱、顶点吗?思考3:下列多面体都是棱柱吗?如何在名称上区分这些棱柱?如何用符号表示?CC1BB1AA1③定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的几何体叫棱柱.→列举生活中的棱柱实例(三棱镜、方砖、六角螺帽).结合图形认识:底面、侧面、侧棱、顶点、高、对角面、对角线.思考4:棱柱上、下两个底面的形状大小如何?各侧面的形状如何?答案:两底面是全等的多边形,各侧面都是平行四边形思考5:有两个面互相平行,其余各面都是平行四边形的多面体一定是棱柱吗?思考6:一个棱柱至少有几个侧面?一个N棱柱分别有多少个底面和侧面?有多少条侧棱?有多少个顶点?④分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等.表示:棱柱ABCDE-A’B’C’D’E’知识探究(2):棱锥的结构特征思考1:我们把下面的多面体取名为棱锥,你能说一说棱锥的结构有那些特征吗?据此你能给棱锥下一个定义吗?①定义:有一个面是多边形,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叫棱锥.思考2:参照棱柱的说法,棱锥的底面、侧面、侧棱、顶点分别是什么含义?结合图形认识:底面、侧面、侧棱、顶点、高. →讨论:棱锥如何分类及表示?思考4:一个棱锥至少有几个面?一个N棱锥有分别有多少个底面和侧面?有多少条侧棱?有多少个顶点?【至少有4个面;1个底面,N 个侧面,N 条侧棱,1个顶点. 】思考5:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,截面与底面的形状关系如何?【相似多边形】②讨论:棱柱、棱锥分别具有一些什么几何性质?有什么共同的性质?棱柱:两底面是对应边平行的全等多边形;侧面、对角面都是平行四边形;侧棱平行且相等;平行于底面的截面是与底面全等的多边形棱锥:侧面、对角面都是三角形;平行于底面的截面与底面相似,其相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方.2、探究棱台的结构特征:① 讨论:用一个平行于底面的平面去截柱体和锥体,所得几何体有何特征?② 定义:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,截面和底面之间的部分叫做棱台; →列举生活中的实例结合图形认识:上下底面、侧面、侧棱(母线)、顶点、高.讨论:棱台的分类及表示?③ 讨论:棱台具有一些什么几何性质?棱台:两底面所在平面互相平行;两底面是对应边互相平行的相似多边形;侧面是梯形;侧棱的延长线相交于一点.④ 讨论:棱、圆与柱、锥、台的组合得到6个几何体. 棱台与棱柱、棱锥有什么关系?圆台与圆柱、圆锥有什么关系? (以台体的上底面变化为线索)⑤讨论:棱台与棱柱、棱锥有什么共性?(多面体)4. 练习:圆锥底面半径为1cm ,高为2cm ,其中有一个内接正方体,求这个内接正方体的棱长.(补充平行线分线段成比例定理)5. 小结:学习了柱、锥、台、球的定义、表示;性质;分类.(三)、巩固练习:课本P8 A 组 1~4题.(四)、小结:本课学习了柱、锥、台、球的定义、表示;性质;分类. 要求大家理解和掌握(1)能根据几何结构特征对空间物体进行分类。
1.2 简单多面体
1.多面体
我们把若干个平面多边形围成的几何体叫作多面体.其中棱柱、棱锥、棱台都是简单多面体.
2.棱柱
两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,这些面围成的几何体叫棱柱.棱柱的侧面是平行四边形.
预习交流1
棱柱是“有两个面是互相平行且全等的多边形,其余各面都是平行四边形的多面体”.这一概念对吗?为什么?
提示:不对.如图,是由两个三棱柱叠放在一起形成的几何体,这个几何体不是棱柱.这是因为虽然上、下面平行,但是四边形ABB1A1与四边形A1B1B2A2不在一个平面内,所以多边形ABB1B2A2A1不是一个平面图形,它更不是一个平行四边形,因此这个几何体不是一个棱柱.
所以棱柱的定义中强调“其余各面是四边形,且每相邻两个四边形的公共边都互相平行”.
预习交流2
什么是直棱柱?什么是正棱柱?两者有什么区别?
提示:侧棱垂直于底面的棱柱叫作直棱柱,底面是正多边形的直棱柱叫作正棱柱.
直棱柱与正棱柱的区别
①直棱柱是在一般棱柱的基础上加一个条件“侧棱与底面垂直”;
②正棱柱是在直棱柱的基础上加一个条件“底面是正多边形”.
3.特殊的四棱柱
4.棱锥
有一个面是多边形,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作棱锥.
如果棱锥的底面是正多边形,且各侧面全等,就称作正棱锥,正棱锥的侧面是全等的等腰三角形.
预习交流3
棱锥所有的面可以都是三角形吗?
提示:可以.当棱锥的底面为三角形时,其所有的面都是三角形,这样的棱锥叫三棱锥,也叫四面体.
预习交流4
“有一个面是多边形,其余各面都是三角形”的几何体是棱锥吗?
提示:判断一个几何体是否是棱锥,关键是紧扣棱锥的3个本质特征:①有一个面是多边形;②其余各面是三角形;③这些三角形有一个公共顶点.这3个特征缺一不可.如图所示的多面体有一个面是四边形,其余各面都是三角形,但这些三角形没有公共顶点,所以它不是棱锥.
5.棱台
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叫作棱台.
用正棱锥截得的棱台叫作正棱台,正棱台的侧面是全等的等腰梯形.
预习交流5
(1)如何判断一个多面体是不是棱台?
提示:
(2)你能总结出柱、锥、台体的关系吗?
提示:
1.对简单多面体的理解
如图所示为长方体ABCDA′B′C′D′,当用平面BCFE把这个长方体分成两部分后,各部分形成的多面体还是棱柱吗?如果不是,请说明理由;如果是,指出底面及侧棱.
思路分析:①本题是一个几何体的分割问题;
②分割后是两个几何体.
解题时可先确定两个互相平行的面,然后根据棱柱的定义得出结论.
解:截面BCFE上方部分是棱柱BB′ECC′F,其中平面BB′E和平面CC′F是其底面,BC,B′C′,EF是其侧棱.
截面BCFE下方部分是棱柱ABEA′DCFD′,其中平面ABEA′和DCFD′是其底面,AD,BC,EF,A′D′是其侧棱.
给出下列几个结论:
①长方体一定是正四棱柱;
②棱锥的侧面为三角形,且所有侧面都有一个公共顶点;
③多面体至少有四个面;
④棱台的侧棱所在直线均相交于同一点.
其中,错误的个数是( ).
A.0 B.1 C.2 D.3
思路分析:解答本题的依据是棱柱、棱锥、棱台的结构特征,结合已知进行具体分析.解析:对于①,长方体的底面不一定是正方形,故①错;②显然是正确的;对于③,一个图形要成为空间几何体,至少需有四个顶点,当有四个顶点时,易知它可围成四个面,因而一个多面体至少应有四个面,而且这样的面必是三角形,故③是正确的;对于④,棱台的侧棱所在的直线就是所截棱锥的侧棱所在的直线,而棱锥的侧棱都有一个公共的点,即棱锥的顶点,于是棱台的侧棱所在直线均相交于同一点,故④是正确的.
答案:B
1.下列命题中,正确的是( ).
A.棱柱中互相平行的两个面叫作棱柱的底面
B.棱柱的侧面是平行四边形,而底面不是平行四边形
C.棱柱的侧棱都相等,侧面都是平行四边形
D.侧棱与底面两边垂直的棱柱叫直棱柱
解析:在棱柱底面的定义中,两个互相平行的面是特指的,反之,则不一定,如底面是梯形时,有两个侧面互相平行,这两个平行的侧面就不能称为棱柱的底面,故A不正确;棱柱可以是平行六面体,所以B项不正确,C正确;由直棱柱的定义知D错误.答案:C
2.下列说法正确的有( ).
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.
A.0个B.1个C.2个D.3个
解析:①中的平面不一定平行于底面,故①错;②③可用反例(如下图所示)加以检验,故②③均不对.
答案:A
认识一个几何体的结构特征,主要从它的侧面、侧棱、底面等角度描述,
因此只有理解并掌握好各几何体的概念,才能认清其属性.
2.简单多面体有关量的计算
已知正三棱锥VABC中,底面边长为8,侧棱长为
思路分析:本题主要考查正三棱锥中基本量的计算,关键是把已知量与未知量放到直角三角形中求解.
解:如图所示,设O 是底面中心,则D 为BC 的中点,
∴△VAO 和△VCD 都是直角三角形. ∵底面边长为8,侧棱长为26, ∴AO =
33×8=8
3
3,CD =4, ∴VO =VA 2
-AO 2
=
(26)2
-⎝
⎛⎭⎪⎫8332=23
6.
VD =VC 2-CD 2=(26)2-42=2 2.
即正三棱锥的高是2
3
6,斜高为2 2.
正三棱台的上、下底面边长分别为3和6,高为1,试求该棱台的侧棱和斜高.
解:如图,设上、下两底的中心分别是O 1,O ,连接O 1O ,则O 1O 为棱台的高,O 1O =1.连接A 1O 1,AO 并延长分别与B 1C 1和BC 相交于D 1,D .由平面几何知识得,D 1,D 分别是B 1C 1和BC 的中点,连接D 1D ,则D 1D 为棱台的斜高.
因为B 1C 1=3,BC =6,所以A 1O 1=
33×3=3,AO =33×6=23,O 1D 1=36×3=32
,OD =
3
6
×6= 3. 在直角梯形AOO 1A 1中,A 1A =12
+(23-3)2
=2;
在直角梯形DOO 1D 1中,D 1D =
12
+⎝ ⎛⎭
⎪⎫3-
322
=72. 即该棱台的侧棱和斜高分别为2和
72
.
正棱锥中基本量的计算要借助构造的直角三角形,如[活动与探究3]中
的Rt △VAO ,Rt △VOD ,Rt △VCD 等.它们包含了正棱锥的侧棱长、高、斜高、底面边长的一半,底面外接圆半径和内切圆半径.
类似地,在正棱台中,有三个重要的直角梯形——两底面中心连线、相应的边心距和斜高组成一个直角梯形;两底面中心连线、侧棱和相应两底面正多边形的顶点与中心连线组成
一个直角梯形;斜高、侧棱和上下两底面边长的一半组成一个直角梯形.正棱台的计算问题,实际上就是这几个直角梯形的计算问题.
1.在棱柱中( ).
A.只有两个面平行
B.所有的棱都平行
C.所有的面都是平行四边形
D.两底面平行,且各侧棱也互相平行
答案:D
2.棱柱的侧面都是( ).
A.三角形B.四边形C.五边形D.矩形
答案:B
3.从长方体的一个顶点出发的三条棱上各取一点E,F,G,过此三点作长方体的截面,那么截去的几何体是( ).
A.三棱柱B.三棱锥C.四棱柱D.四棱锥
答案:B
4.下列描述中,是棱台的性质的是__________.(填序号)
①两底面平行;②侧面都是梯形;③侧棱都相等,且平行;④侧棱延长后都交于一点;
⑤底面不可能为三角形.
解析:棱台是由棱锥截得的,截面与底面平行,①正确;棱台的侧面都是梯形,②正确;
③错误;棱台侧棱延长后必交于一点,④正确;由三棱锥截得的棱台为三棱台,其底面是三角形,⑤错误.
答案:①②④
5.判断下列语句的对错.
(1)一个棱锥至少有四个面;
(2)如果四棱锥的底面是正方形,那么这个四棱锥的四条侧棱都相等;
(3)五棱锥只有五条棱;
(4)用与底面平行的平面去截三棱锥,得到的截面三角形和底面三角形相似.
解:(1)正确;
(2)不正确,四棱锥的底面是正方形,它的侧棱可以相等,也可以不相等;
(3)不正确,五棱锥除了五条侧棱外,还有五条底边,故共有10条棱;
(4)正确.。