第一章 空间与形式直观
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第一章 空间几何体知识点归纳1、空间几何体的结构:空间几何体分为多面体和旋转体和简单组合体⑴常见的多面体有:棱柱、棱锥、棱台;常见的一种是由简单几何体拼接而成,一种是由简单几何体截去或挖去一部分而成。
⑵棱柱:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公⑶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,这样1、空间几何体的三视图和直观图 (1)定义:几何体的正视图、侧视图和俯视图统称为几何体的三视图。
(2)三视图中反应的长、宽、高的特点:“长对正”,“高平齐”,“宽相等”2、空间几何体的直观图(表示空间图形的平面图). 观察者站在某一点观察几何体,画出的图形.3、斜二测画法的基本步骤:①建立适当直角坐标系xOy (尽可能使更多的点在坐标轴上)②建立斜坐标系'''x O y ∠,使'''x O y ∠=450(或1350),注意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、空间几何体的表面积与体积⑴圆柱侧面积;l r S ⋅⋅=π2侧面⑵圆锥侧面积:l r S ⋅⋅=π侧面 ⑶圆台侧面积:()S r R l π=+侧面 ⑷体积公式:hS V ⋅=柱体;h S V ⋅=31锥体;()13V h S S =下台体上⑸球的表面积和体积:32344R V R S ππ==球球,.一般地,面积比等于相似比的平方,体积比等于相似比的立方。
三视图还原技巧核心内容:三视图的长度特征——“长对齐,宽相等,高平齐”,即正视图和左视图一样高,正视图和俯视图一样长,左视图和俯视图一样宽。
1,知道常用的几何体的三视图图形柱体:两个平行四边形(常为矩形),一个多边形或圆锥体:两个三角形,一个多边形或圆台体:两个梯形,一个多边形环或圆环球:三个圆如果是组合体,一定是两个简单的几何体组合在一起。
数学:第一章《立体几何初步》学案(新人教版B 版必修2)第一章《立体几何初步》单元小结导航知识链接点击考点(1)了解柱,锥,台,球及简单组合体的结构特征。
(2) 能画出简单空间图形的三视图,能识别三视图所表示的立体模型,并会用斜二测法画出它们的直观图。
(3) 通过观察用平行投影与中心投影这两种方法画出的视图与直观图,了解空间图形的不同表示形式。
(4) 理解柱,锥,台,球的表面积及体积公式。
(5) 理解平面的基本性质及确定平面的条件。
(6) 掌握空间直线与直线,直线与平面,平面与平面平行的判定及性质。
(7) 掌握空间直线与平面,平面与平面垂直的判定及性质。
名师导航1.学习方法指导 (1) 空间几何体①空间图形直观描述了空间形体的特征,我们一般用斜二测画法来画空间图形的直观图。
②空间图形可以看作点的集合,用符号语言表述点,线,面的位置关系时,经常用到集合的有关符号,要注意文字语言,符号语言,图形语言的相互转化。
③柱,锥,台,球是简单的几何体,同学们可用列表的方法对它们的定义,性质,表面积及体积进行归纳整理。
④对于一个正棱台,当上底面扩展为下底面的全等形时,就变为一个直棱柱;当上底面收缩为中心点时,就变为一个正棱锥。
由1()2S c c h ''=+正棱台侧和()3hV s s '=正棱台,就可看出它们的侧面积与体积公式的联系。
(2) 点,线,面之间的位置关系①“确定平面”是将空间图形问题转化为平面图形问题来解决的重要条件,这种转化最基本的就是三个公理。
②空间中平行关系之间的转化:直线与直线平行 直线与平面平行平面与平面平行。
③空间中垂直关系之间的转化:直线与直线垂直 直线与平面垂直平面与平面垂直。
2.思想方法小结在本章中需要用到的数学思想方法有:观察法,数形结合思想,化归与转化思想等。
主要是立体几何问题转化为平面几何问题,平行与垂直的相互转化等。
3.综合例题分析例1:如图,P 是∆ABC 所在平面外一点,A ',B ',C '分别是PBC ∆,PCA ∆,PAB ∆的重心。
第一章 立体几何初步一、知识结构二、重点难点重点:空间直线,平面的位置关系。
柱、锥、台、球的表面积和体积的计算公式。
平行、垂直的定义,判定和性质。
难点:柱、锥、台、球的结构特征的概括。
文字语言,图形语言和符号语言的转化。
平行,垂直判定与性质定理证明与应用。
1.1棱柱、棱锥、棱台1知识网络学习要求1.初步理解棱柱、棱锥、棱台的概念。
掌握它们的形成特点。
2.了解棱柱、棱锥、棱台中一些常用名称的含义。
3.了解棱柱、棱锥、棱台这几种几何体简单作图方法4.了解多面体的概念和分类.空间几何体简单的空间几何体 基本元素(点、线、面)关系多面体(棱柱、棱锥、棱台) 旋转体(圆柱、圆锥、圆台) 直线与直线 直线与平面 平面与平面结构特征,图形表示,侧面积,体积 平行、垂直、夹角、距离三视图,直观图,展开图判定、性质综合应用1.多面体:多面体是由若干个所围成的几何体。
围成多面体的各个多边形叫做多面体的;相邻的两个面的公共边叫做多面体的;棱和棱的公共点叫做多面体的;连接不在同一个面上的两个顶点的线段叫做多面体的;2.凸多面体:把一个多面体的任意一个面延展为平面,如果其余的各面 ,则这样的多面体就叫做凸多面体。
3。
截面:一个几何体和相交所得到的平面图形(包含它的内部),叫做这个几何体的截面。
4。
棱柱:从运动的观点看:棱柱可以看成一个多边形(包括图形围成的平面部分)上各点都沿着移动的距离所形成的几何体.5。
棱柱的主要特征性质:(1)有两个互相的面。
(2)夹在这两个平行平面间的每相邻两个面的交线都互相。
棱柱的两个互相平行的面叫棱柱的______,其余各面叫____________,两侧面的公共边叫___________;棱柱两底面之间的距离叫做棱柱的______。
棱柱用表示_______________________字母来表示。
6。
棱柱的分类:(1)按底面多边形的边数可以分为:棱柱、棱柱、棱柱……(2)按侧棱和底面是否垂直分为: 棱柱和棱柱。
教学设计《三视图》一、教材分析:本节课是在学习了空间几何体结构特征,尚未学习点、直线、平面位置关系的情况下教学的。
三视图是空间几何体的一种表示形式,是立体几何的基础之一。
学好三视图为学习直观图奠定基础,同时有利于培养学生的空间想象能力,几何直观能力,有利于培养学生学习立体几何的兴趣。
二、学情分析:(1)在义务教育阶段,学生已经初步接触了正方体,长方体的几何特征以及从不同的方向看物体得到不同的视图的方法。
但是对于三视图的概念还不清晰(2)只接触了从空间几何体到三视图的单向转化,还无法准确的识别三视图的立体模型。
三、教学目标:1、能画出简单空间图形(长方体,球,圆柱,圆锥,棱柱等简易组合)的三视图,能识别上述三视图表示的立体模型,从而进一步熟悉简单几何体的结构特征。
2、通过直观感知,操作确认,逐步提高学生的空间想象能力、几何直观能力,培养学生的应用意识。
3、通过游戏的参与,提高学生的学习立体几何的兴趣,逐步培养学生大胆创新、勇于探索、互相合作的精神。
四、教学的重点和难点:重点:空间几何体的三视图的画法。
难点:三视图所表示的空间几何体的识别。
五、教学准备:1、实物模型(长方体,球,圆柱,圆锥,棱柱、矿泉水瓶)。
2、若干个形状为正方体、长方体、球体、三棱柱的积木。
六、教学过程:活动一:创设情境,引入课题《题西林壁》苏轼横看成岭侧成峰,远近高低各不同。
不识庐山真面目,只缘身在此山中。
问题1:这首诗表达了什么意思?设计意图:引入古诗激发学生的学习兴趣,自然引入新课,同时与其它学科相联系,拓宽学生思维,发展他们联想、类比能力。
问题2:若要把握长方体的全貌,应该从几个视角来研究它?除了用文字的语言,是否可以用图形的语言表示?教师:上节课,我们学习了平行投影中的正投影,即一束平行光线正对着物体照射形成的投影。
为了较好地把握几何体的形状和大小,我们通常选择三种正投影,光线从几何体的前面向后面正投影在正面内得到正视图。
第2课时圆柱、圆锥、圆台、球、简单组合体的结构特征1.圆柱的结构特征(1)在圆柱中,圆柱的任意两条母线是什么关系?过两条母线的截面是怎样的图形?提示:圆柱的任意两条母线平行,过两条母线的截面是矩形.(2)在圆柱中,过轴的截面是轴截面,圆柱的轴截面是什么图形?轴截面含有哪些重要的量?提示:圆柱的轴截面是矩形,轴截面中含有圆柱的底面圆的直径与圆柱的母线.2.圆锥的结构特征在圆锥中,过轴的截面是轴截面,圆锥的轴截面是什么图形?轴截面含有哪些重要的量?提示:圆锥的轴截面是等腰三角形,轴截面中含有圆锥的底面圆的直径与圆锥的母线.3.圆台的结构特征经过圆台的任意两条母线作截面,截面是什么图形?提示:因为圆台的任意两条母线长度均相等,且延长后相交,故经过任意两条母线的截面是以这两条母线为腰的等腰梯形.4.球的结构特征球体与球面的区别和联系是什么?提示:区别联系球面球的表面是球面,球面是旋转形成的曲面球面是球体的表面球体球体是几何体,包括球面及其所围成的空间部分5.简单组合体定义由简单几何体组合而成的几何体构成的基本形式由简单几何体拼接而成由简单几何体截去或挖去一部分而成1.辨析记忆(对的打“√”,错的打“×”)(1)圆柱上底面圆周上任一点与下底面圆周上任一点的连线是圆柱的母线.( ×)提示:圆柱的母线与轴是平行的.(2)圆台有无数条母线,它们相等,延长后相交于一点. ( √)提示:用平行于圆锥底面的平面去截圆锥,底面与截面之间的部分是圆台,由此可知此说法正确.(3) 用一个平面去截圆锥,得到一个圆锥和一个圆台.( ×)提示:用与底面平行的平面去截圆锥,才能得到一个圆锥和一个圆台.(4) 用任意一个平面去截球,得到的是一个圆面.( √)提示:因为球是一个几何体,包括表面及其内部,所以用一个平面去截球,得到的是一个圆面.2.如图所示的图形中有( )A.圆柱、圆锥、圆台和球B.圆柱、球和圆锥C.球、圆柱和圆台D.棱柱、棱锥、圆锥和球【解析】选B.根据题中图形可知,(1)是球,(2)是圆柱,(3)是圆锥,(4)不是圆台.3.(教材习题改编)若一个圆锥的轴截面是等边三角形,其面积为 3 ,则这个圆锥的母线长为________.【解析】如图所示,设等边三角形ABC为圆锥的轴截面,由题意知圆锥的母线长即为△ABC的边长,且S△ABC =34AB2,所以 3 =34AB2,所以AB=2.答案:2类型一圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征(直观想象)1.下列说法中错误的是( )A.以直角三角形的一条边所在直线为轴,其余两边旋转形成的曲面围成的几何体是圆锥B.以等腰三角形底边上的中线所在直线为轴,将三角形旋转形成的曲面围成的几何体是圆锥C.经过圆锥任意两条侧面的母线的截面是等腰三角形D.圆锥侧面的母线长有可能大于圆锥底面圆的直径2.下列说法中正确的是( )①用不过球心的截面截球,球心和截面圆心的连线垂直于截面;②球面上任意三点可能在一条直线上;③球的半径是连接球面上任意一点和球心的线段.A.①B.①②C.①③D.②③3.下列几种说法:①圆锥的顶点、底面圆的圆心与圆锥底面圆周上任意一点这三点的连线都可以构成直角三角形;②圆锥的顶点与底面圆周上任意一点的连线是圆锥侧面的母线;③圆柱的轴截面是过侧面的母线的截面中最大的一个;④夹在圆柱的两个截面间的几何体还是一个旋转体.其中说法正确的是________.【解析】1.选A.A错误.如图(1)所示旋转轴是直角三角形的斜边所在直线时,得到的旋转体不是圆锥;B正确.由圆锥的定义可知此说法正确;C正确.如图(2),由圆锥侧面的母线相等可知,所得截面是等腰三角形;D正确.圆锥侧面的母线和底面圆的直径构成等腰三角形,当圆锥侧面母线和底面的直径所成的夹角大于60°时,圆锥侧面的母线长大于圆锥底面圆的直径.2.选C.由球的结构特征可知①③正确.3.由圆锥的定义及母线的性质知①②正确,圆柱的轴截面过上下底的直径,所以是过母线的截面中最大的一个.④不正确,夹在圆柱的两个平行于底面的截面间的几何体才是旋转体.答案:①②③1.判断旋转体形状的步骤(1)明确旋转轴l.(2)确定平面图形中各边(通常是线段)与l的位置关系.(3)依据圆柱、圆锥、圆台、球的定义和一些结论来确定形状.2.与简单旋转体的截面有关的结论(1)圆柱、圆锥、圆台平行于底面的截面都是圆面.(2) 圆柱、圆锥、圆台的轴截面(即过旋转轴的截面)分别是矩形、等腰三角形、等腰梯形.【补偿训练】下列说法正确的是________.(填序号)①一直角梯形绕下底所在直线旋转一周,所形成的曲面围成的几何体是圆台;②圆锥、圆台中过轴的截面是轴截面,圆锥的轴截面是等腰三角形,圆台的轴截面是等腰梯形;③到定点的距离等于定长的点的集合是球.【解析】①错.直角梯形绕下底所在直线旋转一周所形成的几何体是由一个圆柱与一个圆锥组成的简单组合体,如图所示.②正确.③错,应为球面.答案:②类型二简单组合体的结构特征(直观想象)【典例】如图(1)、(2)所示的图形绕虚线旋转一周后形成的几何体分别是由哪些简单几何体组成的?【思路导引】依据简单旋转体的结构特征从上到下逐一分析.【解析】旋转后的图形如图所示.其中图(1)是由一个圆柱O1O2和两个圆台O2O3,O3O4组成的;图(2)是由一个圆锥O5O4,一个圆柱O3O4及一个圆台O1O3中挖去圆锥O2O1组成的.由旋转体组成的简单几何体的确定(1)判断旋转体形状的关键是轴的确定,看是由平面图形绕哪条直线旋转所得,同一个平面图形绕不同的轴旋转,所得的旋转体一般是不同的.(2)在旋转过程中观察平面图形的各边所形成的轨迹,应利用空间想象能力,或亲自动手做出平面图形的模型来分析旋转体的形状.正方形ABCD绕对角线AC所在直线旋转一周所得组合体的结构特征是_______.【解析】由圆锥的定义知是两个同底的圆锥形成的组合体.类型三旋转体中的计算问题(直观想象、数学运算)角度1 有关圆柱、圆锥、圆台和球的计算问题【典例】(2021·新高考I卷)已知圆锥的底面半径为 2 ,其侧面展开图为一个半圆,则该圆锥的母线长为( )A.2 B.2 2 C.4 D.4 2【解析】选B.设母线长为l,则底面周长为2 2 π,其侧面展开图半周长为πl,故πl=2 2 π,所以l=2 2 .角度2 旋转体表面的两点间的距离最大(小)值【典例】如图,圆台侧面的母线AB的长为20 cm,上、下底面的半径分别为5 cm,10 cm,从母线AB的中点M处拉一条绳子绕圆台侧面转到B点,求这条绳子长度的最小值.【思路导引】转化为在圆台的侧面展开图中,求两个点距离最小值的问题.【解析】作出圆台的侧面展开图,如图所示,由Rt△OPA与Rt△OQB相似,得OAOA+AB=PAQB,即OAOA+20=510,解得OA =20,所以OB =40.设∠BOB ′=α,由弧BB ′的长与底面圆Q 的周长相等, 得2×10×π=π·OB ·α180°, 解得α=90°.所以在Rt △B ′OM 中, B ′M 2=OB ′2+OM 2=402+302=502,所以B ′M =50.即所求绳长的最小值为50 cm.1.简单旋转体的轴截面及其应用(1)简单旋转体的轴截面中有底面半径、母线、高等体现简单旋转体结构特征的关键量. (2)在轴截面中解决简单旋转体问题体现了化空间图形为平面图形的转化思想. 2.与圆锥有关的截面问题的解决策略 (1)画出圆锥的轴截面.(2)在轴截面中借助直角三角形或三角形的相似关系建立高、母线长、底面圆的半径长的等量关系,求解便可.1.上、下底面面积分别为36π和49π,母线长为5的圆台,其两底面之间的距离为( ) A .4 B .3 2 C .2 3 D .2 6【解析】选D.圆台的母线长l 、高h 和上、下两底面圆的半径r ,R 满足关系式l 2=h 2+(R -r)2,求得h =2 6 ,即两底面之间的距离为2 6 .2.已知OA 为球O 的半径,过OA 的中点M 且垂直于OA 的平面截球面得到圆M. (1)若OA =1,求圆M 的面积;(2)若圆M 的面积为3π,求OA. 【解析】(1)若OA =1,则OM =12 ,故圆M 的半径r =OA 2-OM 2 =12-⎝ ⎛⎭⎪⎫122=32 ,所以圆M 的面积S =πr 2=34π.(2)因为圆M 的面积为3π,所以圆M 的半径r = 3 , 则OA 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫OA 2 2+3,所以34 OA 2=3,所以OA 2=4,所以OA =2.。
高二人教版数学目录第一章:立体几何初步
1.1 空间几何体的结构
1.2 空间几何体的三视图和直观图
1.3 空间几何体的表面积与体积
第二章:平面解析几何初步
2.1 直线的倾斜角与斜率
2.2 直线的方程
2.3 直线的交点
2.4 圆的方程
2.5 椭圆的标准方程和性质
2.6 双曲线的标准方程和性质
2.7 抛物线的标准方程和性质
第三章:复数
3.1 复数的概念
3.2 复数的几何表示
3.3 复数的代数形式的四则运算
3.4 实系数一元二次方程的复数根
第四章:排列与组合
4.1 排列
4.2 组合
4.3 二项式定理
第五章:二项式定理
5.1 二项式定理的展开式
5.2 二项式系数的性质
5.3 二项式定理的应用
第六章:随机变量及其分布
6.1 随机变量的概念
6.2 离散型随机变量及其分布
6.3 连续型随机变量及其分布
6.4 随机变量的数学期望与方差
第七章:统计案例
7.1 独立性检验
7.2 回归分析
7.3 案例分析
第八章:推理与证明
8.1 合情推理
8.2 演绎推理
8.3 直接证明与间接证明
8.4 数学归纳法
请注意,这只是一个基本的目录结构,具体的内容和章节划分可能会根据具体的教材版本和教学大纲有所调整。
高一数学必修二教案思考7:一般地,怎样定义旋转体?由一个平面图形绕它所在平面内的一条定直线旋转所形成的封闭几何体叫做旋转体思考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两底面是全等的多边形,各侧面都是平行四边形思考4: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?例2: 一个三棱柱可以分割成几个三棱锥?1.下列几何体中是棱柱的是()高一数学必修二教案思考1:现实生活中有哪些物体是球状几何体?思考2:从旋转的角度分析,球是由什么图形绕哪条直线旋转而成的?高一数学必修二教案思考4:一般地,简单组合体的构成有那几种基本形式?拼接,截割思考5:试说明如图所示的几何体的结构特征.例4:下面这个几何体是由哪些简单几何体构成的?思考总结:例3和例4都是由简单几何体挖去一部分而成,由此我们总结出:简单组合体的构成,第二种基本形式是由简单几何体挖去一部分而成.至此,我们发现,简单组合体的构成有两种基本形式:1.由简单几何体拼接而成;下面这个几何体是由哪些简单几何体构成的?下面这个几何体是由哪些简单几何体构成的?下面这个几何体是由哪些简单几何体构成的?◇简单组合体的构成有两种基本形式:1.由简单几何体拼接而成;2.简单几何体挖去一部分而成.高一数学必修二教案光是直线传播的,一个不透明物体在光的照射下,在物体后面的屏幕上会留思考2:用灯泡照射物体和用手电筒照射物体形成的投影分别是哪种投影?思考4:用手电筒照射一个与投影面平行的不透明物体,在投影面上形成的影子与原物体的形状、大小有什么关系?当物体与手电筒的距离发生变化时,影子的大小会有变化吗?思考5:在平行投影中,投影线正对着投影面时叫做正投影,否则叫做斜投影.一个与投影面平行的平面图形,在正投影和斜投影下的形状、大小是否发生变化?思考6:一个与投影面不平行的平面图形,在正投影和斜投影下的形状、大小是否发生变化?把一个空间几何体投影到一个平面上,可以获得一个平面图形.从多个角思考3:圆柱、圆锥、圆台的三视图分别是什么?思考5:球的三视图是什么?下列三视图表示一个什么几何体?例1:如图是一个倒置的四棱柱的两种摆放,试分别画出其三视图,并比较它们的异同.1.空间几何体的三视图:正视图、侧视图、俯视图;2.三视图的特点:一个几何体的侧视图和正视图高度一样,俯视图和正视图长度一样,侧视图和俯视图宽度一样;高一数学必修二教案思考4:如图,桌子上放着一个长方体和一个圆柱,若把它们看作一个整体,你能画出它们的三视图吗?一个空间几何体都对应一组三视图,若已知一个几何体的三视图,思考2:下列两图分别是两个简单组合体的三视图,想象它们表示的组合体的结构特征,并作适当描述.例2:将一个长方体挖去两个小长方体后剩余的部分如图所示,试画出这个组合体的三视图.例3:说出下面的三视图表示的几何体的结构特征.画出下面几何体的三视图2.画出左下图几何体的三视图.3.画出者个组合体的三视图本节我们主要学习了1、画简单组合体的三视图2、根据三视图还原几何体高一数学必修二教案思考1:把一个矩形水平放置,从适当的角度观察,给人以平行四边形的感觉,如图.比较两图,其中哪些线段之间的位置关系、数量关系发生了变化?哪些思考2:把一个直角梯形水平放置得其直观图如下,比较两图,其中哪些线段思考4:你能用上述方法画水平放置的正六边形的直观图吗?思考5:上述画水平放置的平面图形的直观图的方法叫做斜二测画法,对于水平放置的多边形,常用斜二测画法画它们的直观图.斜二测画法是一种特殊的平行投影画法.你能概括出斜二测画法的基本步骤和规则吗?思考6:斜二测画法可以画任意多边形水平放置的直观图,如果把一个圆水平思考1:对于柱、锥、台等几何体的直观图,可用斜二测画法或椭圆模板画出思考2:怎样画长、宽、高分别为4cm、3cm、2cm的长方体ABCD-A′B′C′D′的直观图?思考5:已知一个几何体的三视图如下,这个几何体的结构特征如何?试用斜例1:如图,一个平面图形的水平放置的斜二测直观图是一个等腰梯形,它的底角为45°,两腰和上底边长均为1,求这个平面图形的面积.空间几何体的直观图的作法:1.斜二测画法:画多边形2.正等测画法:画圆形空间几何体的直观图的特点:3、保持平行关系和竖直关系不变.高一数学必修二教案思考3:圆柱、圆锥、圆台的底面都是圆面,侧面都是曲面,怎样求它们的侧面面积?思考4:圆柱的侧面展开图的形状有哪些特征?如果圆柱的底面半径为r,母线长为l,那么圆柱的表面积公式是什么?思考6:圆台的侧面展开图的形状有哪些特征?如果圆台的上、下底面半径分别为r′、r,母线长为l,那么圆台的表面积公式是什么?思考1:你还记得正方体、长方体和圆柱的体积公式吗?它们可以统一为一个思考3:关于体积有如下几个原理:(1)相同的几何体的体积相等;(2)一个几何体的体积等于它的各部分体积之和;思考6:在台体的体积公式中,若S′=S,S′=0,则公式分别变形为什么?例1:求各棱长都为a的四面体的表面积.例2 一个圆台形花盆盆口直径为20cm,盆底直径为15cm,底部渗水圆孔直径为1.5cm,盆壁长15cm,为了美化花盆的外观,需要涂油漆. 已知每平方米用100毫升油漆,涂100个这样的花盆需要多少油漆(精确到1毫升)?本节课学习了柱体、锥体与台体的表面积和体积的结构和求解方法及公式,用联系的关点看待三者之间的关系,更加方便于我们对空间几何体的了解和掌握。
数学必修2第一章一、学习目标:1. 认识柱、锥、台、球及其简单组合体的结构特征,并能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构。
2. 能画出简单空间图形(长方体、球、圆柱、圆锥、棱柱等的简易组合)的三视图与直观图,能识别上述三视图与直观图所表示的立体模型。
二、重点、难点:重点:空间几何体中的棱柱、棱锥、棱台、圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征;空间几何体的三视图与直观图的画法。
难点:柱、锥、台、球结构特征的概括;识别三视图所表示的空间几何体;几何体的侧面展开图,计算组合体的表面积和体积。
三、考点分析:三视图是新课程改革中出现的内容,是新课程高考的热点之一,几乎每年都考,同学们要予以足够的重视。
在高考中经常以选择、填空题的形式出现,属于基础或中档题,但也要关注三视图以提供信息为目的,出现在解答题中。
这部分知识主要考查学生的空间想象能力与计算求解能力。
1. 多面体棱柱、棱锥、棱台2. 旋转体圆柱、圆锥、圆台、球3. 三视图(1)正视图、侧视图、俯视图(2)三种视图间的关系4. 直观图水平放置的平面图形的直观图的斜二测画法表中S表示面积,c′、c分别表示上、下底面的周长,h表示高度,h′表示斜高,l 表示侧棱长。
5. 旋转体的面积和体积公式表中l、h分别表示母线长、高,r表示圆柱、圆锥与球冠的底面半径,r1、r2分别表示圆台上、下底面的半径,R表示半径。
知识点一柱、锥、台、球的结构特征例1. 下列叙述正确的是()①有两个面平行,其余各面都是平行四边形的几何体叫棱柱。
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。
④直角三角形绕其一条边旋转得到的旋转体是圆锥。
⑤直角梯形以它的一条垂直于两底边的腰所在的直线为旋转轴,其余三边旋转形成的面围成的旋转体叫圆台。
⑥用一个平面去截圆锥,底面和截面之间的部分是圆台。
⑦通过圆锥侧面上一点,有无数条母线。
⑧以半圆的直径所在直线为旋转轴,半圆面旋转一周形成球体。
编写意图1.关注内容的联系性和整体性,构建本章的研究框架与必修“平面向量及其应用”一样,本章也是《课程标准(2021年版)》中几何与代数主线的内容.空间向量既是代数研究的对象,也是几何研究的对象,是沟通几何与代数的桥梁.本章的内容安排充分考虑空间向量的这种联系性、突出几何直观与代数运算之间的融合,通过形与数的结合.感情数学知识之间的关联,加强对数学整体性的理解,与平面向量一样,空间向量研究的“暗线”也是向量空间理论.空间向量的概念、速度等为背景,抽象空间向量的概念,定义空间向量的加法、数乘等线性运算,并给出线性运算满足的运算性质,这时空间中的向量所组成的集合就构成了一个实数域上的向量空间,进一步地,如果在这个向量空间里定义“数量积”运算并给出其性质,那么这个向量空间就是一个有度量概念的欧氏向量空间,欧氏空间中空间向量的加法、数乘、数量积等运算建立了空间向量与立体几何中的位置关系与度量问题之间的联系.一般地,在构建一个向量空间后,通常会研究这个向量空间的一般规律.具体到空间向量,就是研究空间向量基本定理、根据空间向量基本定理,这个向量空间可以由三个线性无关的向量生成.这为空间向量的运算化归为数的运算奠定了基础.这样,空间任意一个向量都可以表示成三个不共面向量的线性运算,在用空间向量解决立体几何问题的过程中,这种表示发挥了“基本”作用.从空间向量基本定理出发,选定空间中的任意一个定点O,并给定一个单位正交基底{i..},分别过点O作平行于向量i..的数轴,就可以建立由{O:i,,}确定的空间直角坐标系.在解决立体几何问题时,通过建立空间直角坐标系,可以把空间向量及其运算转化为数及其运算,从而可以将几何问题完全“代数化”,得到用空间向量解决立体几何问题的“坐标法”.立体几何中的向量方法表现为如下的“三步曲”:为了用空间向量解决立体几何问题,首先要把点、直线、平面等组成立体图形的要素用向量表示,使其成为可以运算的对象,将几何问题转化为向量问题;进而利用空间向量的运算,研究空间直线,平面间的平行,垂直等位置关系以及距离、夹角等度量问题;最后再利用向量运算的几何意义,将运算结果“翻译”成相应的几何结论,从而得到几何问题的解决.基于以上分析,教科书构建了“空间向量与立体几何”的如下研究框架:背景一空间向量的概念一空间向量的运算及其性质空间向量基本定理、空间直角坐标系一空间向量及其运算的坐标表示一应用2.类比平面向量研究空间向量的概念及其运算,关注其中维数带来的变化平面向量与空间向量都属于向量,平面向量是二维向量,空间向量是三维向量,两者有密切的联系.空间向量是平面向量的推广,两者除维数不同外,在概念,运算及其几何意义,坐标表示等方面具有一致性;平面向量基本定理与空间向量基本定理在形式上也具有一致性;利用空间向量解决立体几何问题,是利用平面向量解决平面几何问题的发展,主要变化是维数的增加,讨论对象由二维图形变为三维图形,基本方法都是将几何问题用向量形式表示,通过向量的运算,得出相应几何结论.由于平面向量和空间向量具有相同的线性运算性质.在构建空间向量及其线性运算的结构体系时,我们把空间向量及其线性运算的内容进行了集中处理,相关概念和线性运算性质通过类比平面向量的方式呈现.这样.即使教科书在局部范围内整体性更强,也使知识的纵向联系更加紧密.同样,空间向量的坐标运算与平面向量的坐标运算具有类似的运算法则.因此,教科书通过问题“有了空间向量的坐标表示,你能类比平面向量的坐标运算,得出空间向量运算的坐标表示并给出证明吗?”引出空间向量运算的坐标表示,空间向量与平面向量的差异主要由其维数引起,对此教科书也给予了充分关注.例如,在证明空间向量线性运算的结合律时,通过问题“证明结合律时,与证明平面向量的结合律有什么不同?”引导学生思考向量从平面推广到空间时,研究对象维数的变化对运算律的证明带来的影响,这样处理,也使学生在平面向量的基础上进一步深入理解空间向量.3.关注空间向量与立体几何知识间的联系空间向量体系的建立需要立体几何的基本知识,反过来,立体几何中的问题可以用向量方法解决.因此,我们说空间向量与立体几何间有着天然的联系.“空间向量与立体几何”属于“几何与代数”内容主线,课程标准设计这条主线的一个基点是:让学生知道如何用代数运算解决几何问题,这是现代数学的重要研究手法.例如,教科书在定义共面向量时,通过画出向量与平面平行的立体图形帮助学生建立概念;在研究如何确定点的坐标和向量的坐标时,注意引导学生借助几何直观进行研究,并根据直线和平面垂直的判定定理解释其中的道理,等等这些安排都凸显教科书在构建向量体系时对立体几何的基本知识的重视.又如,在空间向量的数量积运算后,教科书安排了证明直线与平面垂直的判定定理以及其他一些简单的立体几何问题;在空间向量基本定理后,安排了证明直线与直线垂直或平行以及求两条直线所成角的余弦值等简单立体几何问题;在完成空间向量体系的构建后,安排了运用空间向量研究空间直线、平面的位置关系和距离、夹角等度量的问题,这些安排都体现了“让学生知道如何用代数运算解决几何问题”的设计意图,为学生后续学习打下了基础.4.突出用向量方法解决立体几何问题向量方法是解决几何问题的常用方法.平面几何讨论的是平面上的点、直线等元素,它们可以与平面向量建立联系.由于平面向量可以表示平面上直线之间的平行,垂直关系以及两条直线夹角的大小,因此许多平面几何问题可以转化为平面向量问题,通过平面向量的运算得出几何结论.类似地,立体几何所讨论的是三维空间中的点、直线、平面等元素,由于它们可以与空间向量建立联系,许多立体几何问题可以转化为空间向量问题,通过空间向量的运算得出几何结论,解决这些问题,主要运用向量方法.向量方法有别于综合几何方法,综合几何方法是借助图形直观,从公理,定义和定理等出发,通过逻辑推理解决几何问题;而向量方法则是用向量表示几何元素,通过向量运算得到几何问题的解决.一般地,利用空间向量解决立体几何问题,有如下的“三步曲“:第一步,建立立体图形与空间向量的联系,用空间向量表示问题中涉及的点、直线、平面,把立体几何问题转化为向量问题;第二步,通过向量运算,研究点、直线、平面之间的位置关系以及它们之间的距离和夹角等问题:第三步,把向量运算的结果“翻译”成相应的几何结论.这种利用向量方法解决立体几何问题的“三步曲”.在解决几何问题时具有程序性、普适性.对于立体几何中的向量方法,教科书采取了先分放后集中的方式,即在学生系统学习空间向量知识的同时,安排利用空间向量解决简单的立体几何问题,渗透向量方法;而在建立空间向量的体系后,则集中围绕“使学生认识向量方法在解决立体几何问题中的作用,体会向量方法的“三步曲””这个中心来设计,结合具体问题明确给出利用空间向量解决立体几何问题的“三步曲”,安排用“三步曲”解决空间直线、平面的位置关系以及距离、夹角等度量问题的内容,进一步体会向量方法在解决立体几何问题中的普适作用.5.关注投影向量的意义及其在解决距离问题中的作用空间向量投影是《课程标准(2021年版)》新增加的内容,课程标准对空间向量投影的概念及其应用都有明确的要求,我们在编写教科书时.关注了课程标准的这一变化.向量的投影是高维空间到低维子空间的一种线性变换,得到的投影向量是变换的结果,是低维的空间向量.空间向量投影概念的建立对于学生利用投影向量研究立体几何问题有重要意义,教科书在引入向量数量积后,类比在必修课程中学习过的平面向量投影的概念,利用几何直观给出了空间向量投影的概念,距离是空间中的重要度量.本章涉及的距离问题主要有:两点间的距离,点到直线的距离,平行线之间的距离,点到平面的距离,直线到平面的距离,平行平面之间的距离等,分析上述距离的内容,可以得到如下认识:(1)除两点间距离外,垂直反映了距离的本质,因此借助勾股定理可以直观地研究距离问题.(2)无论是对于平面还是直线,法向量都是反映垂直方向的最为直观的表达形式,因此利用法向量可以刻画表示“距离”的线段的方向.法向量的方向和法向量上投影向量的长度既体现了几何直观,又提供了代数定量刻面,因此利用法向量和向量投影可以研究距离问题.由此可见,投影向量的几何意义和代数表示,不仅为研究立体几何的距离问题提供了便利,而且还提供了研究距离的方法,在研究距离问题时,参考向量、它的投影向量、三者的差,构成直角三角形.这样,利用勾股定理,结合空间向量的运算,距离问题也就迎刃而解.在本章,教科书注意尽可能地使用投影向量研究立体几何中的距离问题,在“142用空间向量研究距离、夹角问题”中,教科书采取了如下的对“距离”的研究顺序:首先,通过问题“已知直线的单位方向向量为u,A是直线上的定点,P是直线外一点,如何利用这些条件求点P到直线的距离?”引出对点到直线的距离的研究,进而利用投影向量得到求点到直线的距离的公式.这也为下一章利用投影向量,结合坐标法获得解析几何中的点到直线的距离公式进行了铺设.接下来,通过问题“类比点到直线的距离的求法,如何求两条平行直线之间的距离?”引导学生自己研究两条平行直线之间的距离.进而,利用投影向量研究点到平面的距离,并渗透利用法向量和投影向量研究距离问题的一般方法:第一步,确定法向量;第二步,选择参考向量(如图,向量即为参考向量);第三步,确定参考向量到法向量的投影向量;第四步,利用向量运算求投影向量的长度,最后,结合例题、习题,解决直线到平面、平行平面图问的距离问题(都可转化为点到平面的距离).6.关注用空间向量研究空间中直线、平面间的夹角问题与距离类似,角度是立体几何中的另一个重要的度量.空间直线、平面间的夹角问题,包括直线与直线所成的角、直线与平面所成的角、平面与平面所成的角,而直线、平面又都可以利用它的方向向量或法向量来刻画,因而空间直线、平面间的夹角问题就转化为求直线的方向向量、平面的法向量间的夹角问题,进而可以利用空间向量的数量积运算加以解决.。