《数学学案：棱锥》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数学学案：棱锥（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 本资料来自于资源最齐全的世纪教育网棱锥一. 知识回顾:棱锥：棱锥是一个面为多边形，其余各面是有一个公共顶点的三角形.注：一个棱锥可以四各面都为直角三角形.一个棱柱可以分成等体积的三个三棱锥；所以.正棱锥定义：底面是正多边形；顶点在底面的射影为底面的中心.注：i. 正四棱锥的各个侧面都是全等的等腰三角形.（不是等边三角形）ii. 正四面体是各棱相等，而正三棱锥是底面为正侧棱与底棱不一定相等iii. 正棱锥定义的推论：若一个棱锥的各个侧面都是全等的等腰三角形（即侧棱相等）；底面为正多边形.正棱锥的侧面积：（底面周长为，斜高为）棱锥的侧面积与底面积的射影公式：（侧面与底面成的二面角为）附： 以知，
2、为二面角. 则， 得.注：S为任意多边形的面积（可分别多个三角形的方法）.棱锥具有的性质：正棱锥各侧棱相等，各侧面都是全等的等腰三角形，各等腰三角形底边上的高相等（它叫做正棱锥的斜高）.正棱锥的高、斜高和斜高在底面内的射影组成一个直角三角形，正棱锥的高、侧棱、侧棱在底面内的射影也组成一个直角三角形.特殊棱锥的顶点在底面的射影位置：棱锥的侧棱长均相等，则顶点在底面上的射影为底面多边形的外心.棱锥的侧棱与底面所成的角均相等，则顶点在底面上的射影为底面多边形的外心.棱锥的各侧面与底面所成角均相等，则顶点在底面上的射影为底面多边形内心.棱锥的顶点到底面各边距离相等，则顶点在底面上的射影为底面多边形内心
3、.三棱锥有两组对棱垂直，则顶点在底面的射影为三角形垂心.三棱锥的三条侧棱两两垂直，则顶点在底面上的射影为三角形的垂心.每个四面体都有外接球，球心0是各条棱的中垂面的交点，此点到各顶点的距离等于球半径；每个四面体都有内切球，球心是四面体各个二面角的平分面的交点，到各面的距离等于半径.注：i. 各个侧面都是等腰三角形，且底面是正方形的棱锥是正四棱锥.（）（各个侧面的等腰三角形不知是否全等）ii. 若一个三角锥，两条对角线互相垂直，则第三对角线必然垂直. 简证：ABCD，ACBD BCAD. 令得，已知则.iii. 空间四边形OABC且四边长相等，则顺次连结各边的中点的四边形一定是矩形.iv. 若是
4、四边长与对角线分别相等，则顺次连结各边的中点的四边是一定是正方形.简证：取AC中点，则平面90易知EFGH为平行四边形EFGH为长方形.若对角线等，则为正方形.二. 基础训练:1给出下列命题：底面是正多边形的棱锥是正棱锥；侧棱都相等的棱锥是正棱锥；侧棱和底面成等角的棱锥是正棱锥；侧面和底面所成二面角都相等的棱锥是正棱锥，其中正确命题的个数是( ) 2如果三棱锥的底面是不等边三角形，侧面与底面所成的二面角都相等，且顶点在底面的射影在内，那么是的( )垂心 重心 外心 内心已知三棱锥的三个侧面与底面全等，且 ，则以为棱，以面与面为面的二面角的大小是( ) 4、若一个三棱锥中，有一条棱长为a，其余棱
5、长均为1，则其体积取得最大值时的值为（ ）A、1 B、 C、 D、三.例题分析:例1正四棱锥中，高，两相邻侧面所成角为 ，,(1)求侧棱与底面所成的角。(2)求侧棱 长、底面边长和斜高(见图)。 解：（1） 作于，连结，则且，故是相邻侧面所成二面角的平面角，连结，则， ，在与中， (其中为与底面所成的角，设为) 故 。 （2）在 中，侧棱=，边长；取的中点，连结，则是正四棱锥的斜高，在中，斜高；例2如图正三棱锥中，底面边长为，侧棱长为，若经过对角线且与对角线平行的平面交上底面于。（1）试确定点的位置，并证明你的结论；（2）求平面与侧面所成的角及平面与底面所成的角；（3）求到平面的距离。 解：（
6、1）为的中点。连结与交于，则为的中点，为平面与平面的交线，/平面/，为的中点。（2）过作于，由正三棱锥的性质，平面，连结，则为平面与侧面所成的角的平面角，可求得，由，得，为的中点，由正三棱锥的性质，平面，是平面与上底面所成的角的平面角，可求得，（3）过作，平面，平面即是到平面的距离，图313PC1CBAA1B1例3如图，已知三棱锥的侧面是底角为的等腰三角形，且该侧面垂直于底面， (1)求证：二面角是直二面角；(2)求二面角的正切值；图3131PC1CBAEA1B1D(3)若该三棱锥被平行于底面的平面所截，得到一个几何体，求几何体的侧面积证 (1) 如图，在三棱锥中，取的中点由题设知是等腰直角三
7、角形，且 平面平面， 平面 ， ， 平面， 平面 ， 平面平面，即二面角是直二面角解 (2)作，为垂足，则 是二面角的平面角在中，则由，得 ， 所求正切为(3) 分别是的中点 ， ， ， 几何体的侧面积 四、作业 同步练习 棱锥1给出下列命题：底面是正多边形的棱锥是正棱锥；侧棱都相等的棱锥是正棱锥；侧棱和底面成等角的棱锥是正棱锥；侧面和底面所成二面角都相等的棱锥是正棱锥，其中正确命题的个数是( ) 2如果三棱锥的底面是不等边三角形，侧面与底面所成的二面角都相等，且顶点在底面的射影在内，那么是的( )垂心 重心 外心 内心已知三棱锥的三个侧面与底面全等，且 ，则以为棱，以面与面为面的二面角的大小
8、是( ) 4、若P是正四面体内一点，P到各面距离之和是一个定值，这个定值等于（ ）A、正四面体的棱长 B、正四面体的斜高C、正四面体相对棱间的距离 D、正四面体的高5、若一个三棱锥中，有一条棱长为a，其余棱长均为1，则其体积取得最大值时的值为（ ）A、1 B、 C、 D、6、一棱锥被平行于底面的平面所截，若截面面积与底面面积之比为1：3，则此截面把一条侧棱分成的两线段之比为（ ）A、1：3 B、1：2 C、1： D、1：7、正三棱锥的高是，侧棱长是，那么侧面和底面所成的二面角的大小是 . 8、三棱锥的三条侧棱两两垂直，且长度分别为1cm,2cm,3cm，则此棱锥的体积为 。9、已知三棱锥A-B
9、CD的体积为V，棱BC的长为a，面ABC和面DBC的面积分别为S1和S2，设面ABC和面DBC所成二面角为，则 . 10、三棱锥P-ABC中，PA=PB=PC=AB=AC=a，则该三棱锥表面积S的取值范围是 ；体积V的取值范围是 . 11如图，已知三棱锥的侧面是底角为的等腰三角形，且该侧面垂直于底面， (1)求证：二面角是直二面角；(2)求二面角的正切值；PC1CBAA1B1(3)若该三棱锥被平行于底面的平面所截，得到一个几何体，求几何体的侧面积12、已知在四面体ABCD中，= a，= b，= c，G平面ABC （1）若G为ABC的重心，试证明(a+b+c)；ABCDGP （2）试问（1）的逆
10、命题是否成立？并证明你的结论参考答案ADCDDD7、 8、1cm3 9、 10、 11、证 (1) 如图，在三棱锥中，取的中点图3131PC1CBAEA1B1D由题设知是等腰直角三角形，且 平面平面， 平面 ， ， 平面， 平面 ， 平面平面，即二面角是直二面角解 (2)作，为垂足，则 是二面角的平面角在中，则由，得 ， 所求正切为(3) 分别是的中点 ， ， ， 几何体的侧面积 12、解：（1）连AG交BC于D，则D平分BC，且G分所成的比为21，从而，故（2）逆命题成立，证明如下：设D分所成的比为p，G分所成的比为q则， ，于是， =因(a+b+c)，故，解得q =2，p = 1，于是G为ABC的重心w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 21世纪教育网 - 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有21世纪教育网
