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1、名师精编精品教案空间几何体的结构特征及三视图和直观图适用学科数学适用年级高二适用区域新课标课时时长(分钟)60 知识点柱、锥、台、球的结构特征简单祝贺体的结构特征三视图直观图教学目标1、通过本课训练,进一步理解和掌握简单几何体与三视图和直观图的有关概念、常见题型及解法;2、培养和训练学生识别、选择、作图、运用及空间想象的能力。教学重点柱、锥、台、球及简单组合体的结构特征及性质教学难点柱、锥、台、球及简单组合体的结构特征及性质教学过程一、复习预习教师引导学生复习上节内容,并引入本节课程内容二、知识讲解考点/易错点 1 多面体的结构特征多面体结构特征棱柱有两个面互相平行, 其余各面都是四边形, 并
2、且每相邻两个面的交线都平行且相等棱锥有一个面是多边形,而其余各面都是有一个公共顶点的三角形棱台棱锥被平行于底面的平面所截,截面和底面之间的部分考点/易错点 2 旋转体的形成几何体旋转图形旋转轴圆柱矩形任一边所在的直线圆锥直角三角形一条直角边所在的直线圆台直角梯形垂直于底边的腰所在的直线精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页名师精编精品教案球半圆直径所在的直线考点/易错点 3 简单组合体简单组合体的构成有两种基本形式: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,有多面体与多面体、 多面体与旋转体
3、、 旋转体与旋转体的组合体考点/易错点 4 平行投影与直观图空间几何体的直观图常用斜二测画法来画,其规则是:(1)原图形中 x 轴、y 轴、z 轴两两垂直,直观图中,x轴、 y轴的夹角为45 (或 135 ),z轴与 x轴和 y轴所在平面垂直(2)原图形中平行于坐标轴的线段,直观图中仍平行于坐标轴平行于x 轴和 z轴的线段在直观图中保持原长度不变,平行于 y 轴的线段长度在直观图中变为原来的一半考点/易错点 5 三视图几何体的三视图包括正视图、侧视图、俯视图,分别是从几何体的正前方、正左方、正上方观察几何体画出的轮廓线三、例题精析【例题 1】【题干】如果四棱锥的四条侧棱都相等,就称它为“等腰四
4、棱锥”,四条侧棱称为它的腰,以下4 个命题中,假命题是 () A等腰四棱锥的腰与底面所成的角都相等B等腰四棱锥的侧面与底面所成的二面角都相等或互补C等腰四棱锥的底面四边形必存在外接圆D等腰四棱锥的各顶点必在同一球面上【答案】 B【解析】如图,等腰四棱锥的侧棱均相等,其侧棱在底面的射影也相等,则其腰与底面所成角相等,即A 正确;底面四边形必有一个外接圆,即C 正确;在高线上可以找到一个点O,使得该点到四棱锥各个顶点的距离相等,这个点即为外接球的球心,即 D 正确; 但四棱锥的侧面与底面所成角不一定相等或互补(若为正四棱锥则成立 )故仅命题 B 为假命题精选学习资料 - - - - - - - -
5、 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页名师精编精品教案【例题 2】【题干】(1)如图是底面为正方形、一条侧棱垂直于底面的四棱锥的三视图,那么该四棱锥的直观图是下列各图中的() (2) 如图,正三棱柱 ABCA1B1C1的各棱长均为 2,其正视图如图所示,则此三棱柱侧视图的面积为 () A2 2B4 C. 3 D2 3 【答案】 D.D【解析】 (1)由俯视图排除 B、C;由正视图、侧视图可排除A 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页名师精编精品教案(2)依题意,得此三棱柱的左视图是边长
6、分别为2,3的矩形,故其面积是2 3 【例题 3】【题干】如果一个水平放置的图形的斜二测直观图是一个底角为45 ,腰和上底均为 1 的等腰梯形,那么原平面图形的面积是() A22B.122C.222D12 【答案】 A【解析】恢复后的原图形为一直角梯形S12(121)222【例题 4】【题干】已知 ABC的直观图 ABC是边长为 a 的正三角形,求原 ABC的面积【解析】建立如图所示的坐标系xOy,ABC的顶点 C在 y轴上, AB边在 x 轴上, OC 为ABC 的高把 y轴绕原点逆时针旋转45 得 y 轴,则点 C变为点 C,且 OC2OC,A,B 点即为 A,B点,长度不变已知 ABAC
7、a,在 OAC中,由正弦定理得OCsinOACACsin 45 ,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 14 页名师精编精品教案所以 OCsin 120 sin 45 a62a,所以原三角形 ABC 的高 OC6a. 所以 SABC12a6a62a2. 四、课堂运用【基础】1如图,在下列四个几何体中,其三视图(正视图、侧视图、俯视图)中有且仅有两个相同的是 () ABCD解析:选 A的三个视图都是边长为1 的正方形;的俯视图是圆,正视图、侧视图都是边长为1 的正方形;的俯视图是一个圆及其圆心,正视图、侧视图是相同的等腰三角形;
8、 的俯视图是边长为1 的正方形, 正视图、侧视图是相同的矩形2一个锥体的正视图和侧视图如图所示,下面选项中,不可能是该锥体的俯视图的是 () 解析:选 CC 选项不符合三视图中“宽相等”的要求,故选C. 5.如图 ABC是 ABC 的直观图,那么 ABC是() A等腰三角形B直角三角形精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 14 页名师精编精品教案C等腰直角三角形D钝角三角形解析:选 B由斜二测画法知 B 正确3一个几何体的正视图和侧视图都是边长为1 的正方形, 且体积为12,则这个几何体的俯视图可能是下列图形中的_(填入所有可
9、能的图形前的编号) 锐角三角形;直角三角形;四边形;扇形;圆解析:如图 1 所示,直三棱柱ABEA1B1E1符合题设要求,此时俯视图ABE 是锐角三角形;如图2 所示,直三棱柱ABCA1B1C1符合题设要求,此时俯视图 ABC 是直角三角形;如图3 所示,当直四棱柱的八个顶点分别是正方体上、下各边的中点时,所得直四棱柱ABCDA1B1C1D1符合题设要求,此时俯视图(四边形 ABCD)是正方形;若俯视图是扇形或圆,体积中会含有 ,故排除. 答案: 4 正四棱锥的底面边长为2, 侧棱长均为3, 其正视图 (主视图 )和侧视图 (左视图)是全等的等腰三角形,则正视图的周长为_解析:由题意知,正视图
10、就是如图所示的截面PEF,其中 E、 F 分别是 AD、 BC 的中点, 连接 AO, 易得 AO2,而 PA3,于是解得 PO1,所以 PE2,故其正视图的周长为22 2. 答案: 22 2 【巩固】1 底面水平放置的正三棱柱的所有棱长均为2, 当其正视图有最大面积时,其侧视图的面积为 () A2 3 B3 C. 3 D4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 14 页名师精编精品教案解析:选 A当正视图的面积达最大时可知其为正三棱柱某个侧面的面积,可以按如图所示位置放置,此时侧视图的面积为2 3. 2已知:图 1 是截去一
11、个角的长方体,试按图示的方向画出其三视图;图2 是某几何体的三视图,试说明该几何体的构成解:图 1 几何体的三视图为:图 2 所示的几何体是上面为正六棱柱,下面为倒立的正六棱锥的组合体3已知正三棱锥 VABC 的正视图、侧视图和俯视图如图所示(1)画出该三棱锥的直观图;(2)求出侧视图的面积解:(1)三棱锥的直观图如图所示(2)根据三视图间的关系可得BC2 3,侧视图中VA4223322 32 122 3,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 14 页名师精编精品教案SVBC122 32 36.【拔高】1有一个棱长为 1 的正
12、方体,按任意方向正投影,其投影面积的最大值是() A1 B.3 22C. 2 D.3 解析:选 D如图所示是棱长为1 的正方体当投影线与平面 A1BC1垂直时,面 ACD1面 A1BC1,此时正方体的正投影为一个正六边形设其边长为 a,则3a2,a63. 投影面的面积为6346323. 此时投影面积最大,故D 正确2已知正三棱柱 ABCABC的正视图和侧视图如图所示, 设ABC,ABC的中心分别是 O,O,现将此三棱柱绕直线OO旋转,射线 OA 旋转所成的角为x 弧度(x 可以取到任意一个实数 ),对应的俯视图的面积为 S(x),则函数 S(x)的最大值为 _;最小正周期为 _(说明:“三棱柱
13、绕直线 OO旋转”包括逆时针方向和顺时针方向,逆时针方向旋转时, OA 旋转所成的角为正角,顺时针方向旋转时,OA 旋转所成的角为负角 ) 解析:由题意可知,当三棱柱的一个侧面在水平面内时,该三棱柱的俯视图的面积最大 此时俯视图为一个矩形, 其宽为3tan 30 22,长为 4,故 S(x)的最大值为 8.当三棱柱绕 OO旋转时,当 A 点旋转到 B 点,B 点旋转到 C 点,C 点旋转到 A 点时,所得三角精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 14 页名师精编精品教案形与原三角形重合,故S(x)的最小正周期为23. 答案:
14、823课程小结1. 正棱柱与正棱锥(1) 底面是正多边形的直棱柱,叫正棱柱,注意正棱柱中“正”字包含两层含义:侧棱垂直于底面;底面是正多边形(2) 底面是正多边形,顶点在底面的射影是底面正多边形的中心的棱锥叫正棱锥,注意正棱锥中“正”字包含两层含义:顶点在底面上的射影必需是底面正多边形的中心, 底面是正多边形, 特别地,各棱均相等的正三棱锥叫正四面体2对三视图的认识及三视图画法(1) 空间几何体的三视图是该几何体在三个两两垂直的平面上的正投影,并不是从三个方向看到的该几何体的侧面表示的图形(2) 在画三视图时,重叠的线只画一条,能看见的轮廓线和棱用实线表示,挡住的线要画成虚线(3) 三视图的正
15、视图、侧视图、俯视图分别是从几何体的正前方、正左方、正上方观察几何体用平行投影画出的轮廓线3对斜二测画法的认识及直观图的画法(1) 在斜二测画法中,要确定关键点及关键线段,“平行于x轴的线段平行性不变,长度不变;平行于y 轴的线段平行性不变,长度减半”(2) 按照斜二测画法得到的平面图形的直观图,其面积与原图形的面积有以下关系:S直观图24S原图形,S原图形22S直观图课后作业【基础】1有下列四个命题:底面是矩形的平行六面体是长方体;棱长相等的直四棱柱是正方体;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 14 页名师精编精品教案有两
16、条侧棱都垂直于底面一边的平行六面体是直平行六面体;对角线相等的平行六面体是直平行六面体其中真命题的个数是 () A1 B2 C3 D4 解析:选 A命题不是真命题,因为底面是矩形,但侧棱不垂直于底面的平行六面体不是长方体;命题不是真命题,因为底面是菱形(非正方形 ),底面边长与侧棱长相等的直四棱柱不是正方体;命题也不是真命题, 因为有两条侧棱都垂直于底面一边不能推出侧棱与底面垂直;命题是真命题,由对角线相等,可知平行六面体的对角面是矩形,从而推得侧棱与底面垂直, 故平行六面体是直平行六面体2如图是一几何体的直观图、正视图和俯视图在正视图右侧,按照画三视图的要求画出的该几何体的侧视图是() 解析
17、:选B由直观图和正视图、俯视图可知,该几何体的侧视图应为面PAD,且 EC 投影在面 PAD 上,故 B 正确3一个几何体的三视图如图所示,则侧视图的面积为() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 14 页名师精编精品教案A23 B13 C22 3 D43 解析:选 D依题意得,该几何体的侧视图的面积等于22122343. 4一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为_解析:结合三视图可知,该几何体为底面边长为2、高为 2 的正三棱柱除去上面的一个高为1 的三棱锥后剩下的部分, 其直观图如图所示,故该几何体的体积为12
18、22sin 60 2131222sin 60 15 33. 答案:5 33【巩固】1如图所示的几何体中,四边形ABCD 是矩形,平面 ABCD平面 ABE,已知 AB2,AEBE3,且当规定正视方向垂直平面ABCD 时,该几何体的侧视图的面积为22.若 M,N 分别是线段 DE,CE 上的动点,则 AMMNNB的最小值为 _解析:依题意得,点E 到直线 AB 的距离等于322222,因为该几何体的左侧视图的面积为12 BC222,所以 BC1,DEECDC2.所以DEC 是正三角形, DEC60 ,tan DEAADAE33,DEACEB30 .把DAE,DEC 与CEB展在同一平面上, 此时
19、连接 AB,AEBE3,AEBDEADECCEB120 , AB2AE2BE22AE BEcos 120 9,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 14 页名师精编精品教案即 AB3,即 AMMNNB 的最小值为 3. 答案: 3 2 正四棱锥的高为3, 侧棱长为7, 求棱锥的斜高 (棱锥侧面三角形的高 )解:如图所示,正四棱锥SABCD 中,高 OS3,侧棱 SASBSCSD7,在 RtSOA中,OASA2OS22,AC4. ABBCCDDA2 2. 作 OEAB 于 E,则 E 为 AB 中点连接 SE,则 SE即为斜高
20、,在 RtSOE中, OE12BC2,SO3,SE 5,即棱锥的斜高为5. 【拔高】1如图, ABC 与ACD 都是等腰直角三角形,且ADDC2,ACBC.平面 ACD平面 ABC,如果以平面 ABC 为水平平面,正视图的观察方向与AB 垂直,则三棱锥 DABC 的三视图的面积和为 _解析:由题意得 ACBC2 2,AB4,ACD 边 AC 上的高为2,正视图的面积是12422 2,侧视图的面积是122 22,俯视图的面积是122 22 24,所以三视图的面积和为 43 2. 答案: 43 2 2一个多面体的直观图、正视图、侧视图如图1 和 2 所示,其中正视图、侧视图均为边长为a 的正方形精
21、选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 14 页名师精编精品教案(1)请在图 2 指定的框内画出多面体的俯视图;(2)若多面体底面对角线AC,BD 交于点 O,E 为线段 AA1的中点,求证:OE平面 A1C1C;(3)求该多面体的表面积解:(1)根据多面体的直观图、正视图、侧视图,得到俯视图如下:(2)证明:如图,连接AC,BD,交于 O 点,连接OE. E 为 AA1的中点, O 为 AC 的中点,在 AA1C 中,OE 为AA1C 的中位线OEA1C. OE?平面 A1C1C,A1C? 平面 A1C1C,OE平面 A1C1C. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 14 页名师精编精品教案(3)多面体表面共包括10 个面, SABCDa2,SA1B1C1D1a22,SABA1SB1BCSC1DCSADD1a22,SAA1D1SB1A1BSC1B1CSDC1D1122a23 2a43a28,该多面体的表面积Sa2a224a2243a285a2. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 14 页
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