棱柱的定义棱柱概念介绍 正方体、长方体、圆柱体统称为什么几何体

2022-06-09 11:20:54
来源:幸福云阳网

一、一周知识概述

本周学习第九章第七节:棱柱.主要内容是棱柱的概念,棱柱的性质及斜二测画法.要求了解棱柱的概念,并能区别棱柱、直棱柱、正棱柱等概念,特别是四棱柱中的几个概念,只有区别,才能抓住它们的性质,在解题中才能合理地应用。注意准确理解直棱柱、正棱柱的的概念,从底面,侧面,棱和截面四个方面掌握棱柱几何体的性质,应用性质研究其中的线面关系。简单多面体的画法,虽然不会直接考查,但是它是解决立体几何的基本功,应予以高度重视。

二、本周重难点知识

1、棱柱的概念

有两个面互相平行,其余每相邻的两个面的交线互相平行的多面体叫棱柱.

两个互相平行的面叫棱柱的底面,简称底;其余各面叫棱柱的侧面;两侧面的公共边叫棱柱的侧棱;两个底面所在平面的公垂线段叫做棱柱的高.

侧棱不垂直于底面的棱柱叫斜棱柱;侧棱垂直于底面的棱柱叫直棱柱,底面是正多边形的直棱柱叫做正棱柱.

棱柱按底面分为三棱柱,四棱柱,……

2、棱柱的性质

一般棱柱:所有的侧棱都相等,各个侧面都是平行四边形;两底面与平行于底面的截面是对应边互相平行的全等多边形;过不相邻的两侧棱的截面为平行四边形。

正棱柱:侧棱与底面垂直,侧面为全等的矩形;两底面与平行于底的截面为全等的正多边形;直棱柱的侧面展开图为矩形。

3、棱柱间的关系

棱柱

四棱柱平行六面体直平行六面体

长方体正四棱柱正方体

4、长方体的相关结论

设长方体的三条棱长分别为a、b、c,则

(1)对角线长=;

(2)表面积S=2(ab+bc+ac);

(3)体积V=abc;

(4)若对角线与过同一顶点的三条棱所成的角分别为α、β、γ,

则cos2α+cos2β+cos2γ=1;

(5)若对角线与过同一顶点的三个面所成的角分别为α、β、γ,

则cos2α+cos2β+cos2γ=2.

5、棱柱的侧面积

(1)如果直棱柱的底面周长是c,高是h,那么它的侧面积是S直棱柱侧=ch;

(2)斜棱柱的侧面积等于它的直截面(垂直于侧棱并与每条侧棱都相交的截面)的周长与侧棱长的乘积.

6、棱柱的体积

V=S·h,其中S是底面积,h是高;V长方体=abc,其中a、b、c是长方体的长、宽、高;V正方体=a3,其中a是正方体的棱长.

7、直观图的画法

(1)水平放置的平面图形直观图的画法——斜二测画法;

(2)直棱柱的直观图的画法(与平面图形的斜二侧画法相比,只是多画一个与x轴、y轴都垂直的z轴,并且平行于z轴的线段的平行性和长度都不变).

三、例题选讲

例1、下列命题中,不正确的是( )

A.棱长都相等的长方体是正方体

B.有两个相邻侧面为矩形的棱柱为直棱柱

C.有两个侧面与底面垂直的棱柱为直棱柱

D.底面为平行四边形的四棱柱叫平行六面体

分析:

由平行六面体、正方体的定义知A、D正确,对于B,相邻两侧面垂直于底面,侧棱垂直于底面,该棱柱为直棱柱,因而B正确,对于C若两侧面平行且垂直于底面,则不一定是直棱柱.

答案:C

例2、如图所示,在正三棱柱ABC—A1B1C1中,E∈BB1,截面A1EC⊥侧面AC1.

(1)求证:BE=EB1;

(2)若AA1=A1B1,求平面A1EC与平面A1B1C1所成二面角(锐角)的度数.

分析:

证明BE=EB1,关键要利用正三棱柱性质解题;求二面角的大小,要作出二面角的平面角,因而首先确定二面角的棱.

(1)证明:在截面A1EC内,过E作EG⊥A1C,G是垂足,

∵平面A1EC⊥平面AC1,∴EG⊥侧面AC1,

取AC的中点F,连结BF、FG,由AB=BC,得BF⊥AC,

∵平面ABC⊥侧面AC1,∴ BF⊥侧面AC1.

∴ BF∥EG,BF、EG确定一个平面,交侧面AC1于FG.

∵ BE∥侧面AC1,∴BE∥FG,

∴四边形BEGF是平行四边形,∴BE=FG.

∴ BE∥AA1,∴FG∥AA1,△AA1C∽△FGC.

∵ AF=FC,∴FG=AA1=BB1,

即BE=BB1,故BE=EB1.

(2)解答:如图,分别延长CE,C1B1交于点D,连A1D.

∵ EB1∥CC1,EB1=BB1=CC1,

∴ DB1=DC1=B1C1=A1B1.

∵∠B1A1C1=∠B1C1A1=60°,

∠DA1B1=∠A1DB1=(180°-∠DB1A1)=30°.

∴∠DA1C1=∠DA1B1+∠B1A1C1=90°,即DA1⊥A1C1.

∵ CC1⊥平面A1C1B1,即A1C1是A1C在平面A1C1B1上的射影,

由三垂线定理得DA1⊥A1C.

∴∠CA1C1是所求二面角的平面角.

∴CC1=AA1=A1B1=A1C1,∠A1C1C=90°.

∴∠CA1C1=45°.即所求二面角为45°.

正方体、长方体、圆柱体统称为什么几何体

正方体、长方体、圆柱体可以统称为“柱体”。

【注】“圆柱体”简称“圆柱”。

一、柱体的分类——什么是柱体?

柱体分为棱柱和圆柱。棱柱属于空间几何体中的多面体,圆柱属于空间几何体中的旋转体。

二、棱柱的定义和分类

1、棱柱的定义

有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的多面体叫做棱柱(prism)。

2、直棱柱、斜棱柱、正棱柱、平行六面体的定义

(1)直棱柱

我们把棱柱中,侧棱垂直于底面的的棱柱叫做直棱柱。

(2)斜棱柱

我们把棱柱中,侧棱不垂直于底面的的棱柱叫做斜棱柱。

四棱柱间的分类及递进关系

(3)正棱柱

我们把直棱柱中,底面为正多边形的棱柱叫做正棱柱。

(4)平行六面体

我们把四棱柱中,底面是平行四边形的棱柱叫做平行六面体。

三、圆柱的定义

以长方形的一边所在直线为旋转轴,其余三边旋转一周形成的面所围成的旋转体叫做圆柱。

圆柱的底面、侧面和高

进一步地,旋转轴叫做圆柱的的轴;垂直于轴的边旋转而成的圆面叫做圆柱的底面;平行于轴的边旋转而成的曲面叫做圆柱的侧面;无论旋转的长方形转到什么位置,侧面上平行于轴的长方形的边都叫做圆柱侧面的母线。

【注意事项】

(1)圆柱的两个底面是能完全重合的两个圆面。

(2)圆柱的所有母线都与两个底面垂直,并且母线的长度等于圆柱的高。

四、正方体、长方体、圆柱

根据“棱柱”的定义和分类,易知正方体、长方体都属于棱柱中的直四棱柱,所以正方体、长方体都是棱柱。又因为棱柱、圆柱体统称为柱体,所以正方体、长方体、圆柱体可以统称为“柱体”。

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