如何求解几何体的表面积与体积

2020-12-29 00:00:00南永德
中学生数理化·自主招生 2020年8期

解决几何体的表面积、体积、三视图与球体体积问题是每年必考的热点问题,主观题与客观题都有,大多数是以三视图知识为铺垫,通过三视图揭示几何体的结构特征计算几何体的表面积、体积。下面具体分析。

一、以几何体与球的内接或外切关系为背景确定几何体的表面积与体积

例1 如图1所示,在三棱锥P-ABC中,平面PAC⊥平面ABC,△PAC ≌ △ABC,∠PAC=∠ACB=90°,PA=2,AC=2√2,则三棱锥P-ABC外接球的体积为(

)。

A.32π/3

B.38π/3

C.14π

D.l6π

分析:求解几何体的表面积、体积的问题主要集中于棱柱、棱锥与球,因此,解决好这类问题首要的任务是准确熟记公式。重点题型为球与几何体的内接与外切问题。

点评:求几何体的表面积与体积的思路如下。(1)求表面积问题的思路是将立体几何问题转化为平面问题,即空间图形平面化,这是解决立体几何的出发点。(2)对于不规则几何体求表面积,一般是把所给的几何体分割成柱、锥、台体,然后再求这些柱、锥、台体的表面积,最后通过求和或作差获得几何体的表面积。

二、以三视图为背景求解几何体的表面积与体积

例2如图3所示,是某几何体的正视图(主视图)、侧视图(左视图)和俯视图,则该几何体的体积为( )。

A.18+20π

B.24+16π

C.32+12π

D.6+20π/3

分析:解答这类

图3问题的思路一般是先识别三视图,确定三视图所对应的几何体;再求解该几何体的表面积或体积。

解:由三视图可知,该组合体为如图4所示的几何体,其中后半部为一个半圆柱,前半部为一个放倒的四棱锥。由图中所给数据可得圆柱底面的半径为2,放倒的四棱锥的底面积为4×6=24,高为4,故该组

合体的体积为v= v半圆柱+v四棱锥=1/2×6×π×22+1/3×4×24=32+12π。答案为c。

点评:(l)根据三视图确定几何体时,应当通过三视图明确几何体的整体关系,但是又要注意确定特定的线与面,即要把局部与整体综合起来。(2)解答三视图与几何体的体积、面积的交汇题型时,首先要通过三视图明确几何体的直观图,再利用题设条件求解几何体的体积、面积。同时又要注意通过三视图还原的几何体的直观图的准确性。

作者单位:山东省巨野县第一中学