空间几何体的表面积和体积命题趋势与题型解读
近些年来在高考中不仅有直接求多面体、旋转体的面积和体积问题,也有已知面积或体积求某些元素的量或元素间的位置关系问题。即使考查空间线面的位置关系问题,也常以几何体为依托因而要熟练掌握多面体与旋转体的概念、性质以及它们的求积公式同时也要学会运用等价转化思想,会把组合体求积问题转化为基本几何体的求积问题,会等体积转化求解问题,会把立体问题转化为平面问题求解,会运用“割补法”等求解。预测高考有以下特色:(1)用选择、填空题考查本章的基本性质和求积公式;(2)考题可能为:与多面体和旋转体的面积、体积有关的计算问题;与多面体和旋转体中某些元素有关的计算问题;题型一:柱体的体积和表面积例1.如图1所示,在平行六面体ABCDA1B1C1D1中,已知AB5,AD4,AA13,AB⊥AD,∠A1AB∠A1AD
。3
(1)求证:顶点A1在底面ABCD上的射影O在∠BAD的平分线上;(2)求这个平行六面体的体积。
图1图2解析:(1)如图2,连结A1O,则A1O⊥底面ABCD。作OM⊥AB交AB于M,作ON⊥AD交AD于N,连结A1M,A1N。由三垂线定得得A1M⊥AB,A1N⊥AD。∵∠A1AM∠A1AN,∴Rt△A1NA≌Rt△A1MA∴A1MA1N,从而OMON。∴点O在∠BAD的平分线上。(2)∵AMAA1cos∴AO
133×223
32。2
222
AMcos
4
又在Rt△AOA1中,A1OAA1AO9-
99,22
∴A1O
3232302。,平行六面体的体积为V5422
题型二:柱体的表面积、体积综合问题
f例2.如图,三棱柱ABCA1B1C1中,若E、F分别为AB、AC的中点,平面EB1C1将三棱柱分成体积为V1、V2的两部分,那么V1∶V2_____。解:设三棱柱的高为h,上下底的面积为S,体积为V,则VV1V2=Sh。∵E、F分别为AB、AC的中点,∴S△AEF
1S4
V1
1171hSSSSh34412
V2ShV1
5Sh,12
∴V1∶V27∶5。点评:解题的关键是棱柱、棱台间的转化关系,建立起求解体积的几何元素之间的对应关系。最后用统一的量建立比值得到结论即可。题型三:锥体的体积和表面积例3.在三棱锥SABC中,∠SAB∠SAC∠ACB90°,且ACBC5,SB5图所示)(Ⅰ)证明:SC⊥BC;(Ⅱ)求侧面SBC与底面ABC所成二面角的大小;(Ⅲ)求三棱锥的体积VS-ABC。解析:(Ⅰ)证明:∵∠SAB∠SAC90°,∴SA⊥AB,SA⊥AC。又AB∩ACA,∴SA⊥平面ABC。由于∠ACB90°,即BC⊥AC,由三垂线定理,得SC⊥BC。(Ⅱ)解:∵BC⊥AC,SC⊥BC。∴∠SCA是侧面SCB与底面ABC所成二面角的平面角。在Rt△SCB中,BC5,SB5(r