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棱锥

2022-06-28 04:06:57 百科资料

一般地,有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的多面体叫做棱锥。棱锥用表示顶点和底面各顶点的字母,或者用表示顶点和底面的一条对角线端点的字母来表示。如棱锥S-ABCDE,或者棱锥S-AC。

  • 中文名 棱锥
  • 外文名 pyramid
  • 相关概念 底面,侧面,侧棱,顶点等
  • 特征 有一个面是多边形

概念

  1.棱锥的概念

  棱锥的底面: 棱锥中的多边形叫做棱锥的底面。如下图中的面ABCD就是棱锥的底面。

  棱锥的侧面: 棱锥中除底面以外的各个面都叫做棱锥的侧面。如图中的面PAB、面PCD等都是棱锥的侧面。

  棱锥的侧棱: 相邻侧面的公共边叫做棱锥的侧棱。如图中PA、PB等都是棱锥的侧棱。

  棱锥的顶点; 棱锥中各个侧面的公共顶点叫做棱锥的顶点。如图中P是各个侧面的公共顶点,P是棱锥的顶点。

  棱锥的高: 棱锥的顶点到底面的距离叫做棱锥的高。如图中,若PO⊥底面ABCD,垂足是O,那么PO就是棱锥的高。

  棱锥的对角面; 棱锥中过不相邻的两条侧棱的截面叫做对角面。

  2.棱锥的两个特征

  棱锥是多面体中重要的一种,它有两个本质特征:①有一个面是多边形;②其余的各面是有一个公共顶点的三角形,二者缺一不可。因此棱锥有一个面是多边形,其余各面都是三角形。但是也要注意"有一个面是多边形,其余各面都是三角形"的几何体未必是棱锥。

  3.棱锥的分类

  棱锥的底面可以是三角形、四边形、五边形……我们把这样的棱锥分别叫做三棱锥、四棱锥、五棱锥……

  4.正棱锥

  如果一个棱锥的底面是正多边形,且顶点在底面的射影是底面的中心,这样的棱锥叫做正棱锥。

  正棱锥的各侧棱都相等,各侧面都是全等的等腰三角形。

  正棱锥的斜高:正棱锥侧面等腰三角形底边上的高,叫做正棱锥的斜高。

性质

  1.棱锥截面性质定理及推论

  定理:如果棱锥被平行于底面的平面所截,那么所得的截面与底面相似,截面面积与底面面积的比等于顶点到截面距离与棱锥高的平方比。

  推论1:如果棱锥被平行于底面的平面所截,则棱锥的侧棱和高被截面分成的线段比相等。

  推论2:如果棱锥被平行于底面的平面所截,则截得的小棱锥与原棱锥的侧面积之比也等于它们对应高的平方比,或它们的底面积之比。

  2.一些特殊棱锥的性质

  侧棱长都相等的棱锥,它的顶点在底面内的射影是底面多边形的外接圆的圆心(外心),同时侧棱与底面所成的角都相等。

  侧面与底面的交角都相等的棱锥,它的二面角都是锐二面角,所以顶点在底面内的射影在底多边形的内部,并且它到各边的距离相等即为底多边形的内切圆的圆心(内心),且各侧面上的斜高相等。如果侧面与底面所成角为α,则有S底=S侧cosα。如图画出了射影是外心和内心的情况。

  3.棱锥的侧面积及全面积、体积公式、底面积公式

  棱锥的侧面积及全面积

  棱锥的侧面展开图是由各个侧面组成的,展开图的面积,就是棱锥的侧面积,则

  S棱锥侧=S1+S2+…+Sn(其中Si,i=1,2…n为第i个侧面的面积)

  S全=S棱锥侧+S底

  棱锥的底面积公式:S底=长×宽

  棱锥和圆锥统称锥体,锥体的体积公式是: v=1/3sh(s为锥体的底面积,h为锥体的高)。

  斜棱锥的侧面积=各侧的面积之和

  正棱锥的侧面积:S正棱锥侧=1/2chˊ(c为底面周长,hˊ为斜高)。

  棱锥的中截面面积:S中截面=1/4S底面

  4.正棱锥有下面一些性质

  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。

  正棱锥的侧棱与底面所成的角都相等;正棱锥的侧面与底面所成的二面角都相等。

  正棱锥的侧面积:如果正棱锥的底面周长为c,斜高为h',那么它的侧面积是 s=1/2ch

直观画法

  正棱锥的直观图由底面和顶点所决定。正棱锥底面的画法与直棱柱底面的画法相同。顶点和底面中心的距离等于它的高。下面以正五棱锥为例,说明正棱锥的直观图的画法。

  画一个底面边长为5 cm,高为11.5 cm的正五棱锥的直观图,比例尺是 。

  画法:

  (1)画轴。画x′轴、y′轴、z′轴,记坐标原点为O′,使∠x′O′y′=45°(或135°),∠x′O′z′=90°。如图(1)

  (2)画底面。按x′轴、y′轴画正五边形的直观图ABCDE,按比例尺取边长等于5÷5=1(cm),并使正五边形的中心对应于点O′。

  (3)画高线。在z′轴取O′S=11.5÷5=2.3(cm)。

  (4)成图。连结SA、SB、SC、SD、SE,并加以整理(去掉辅助线,将被遮挡的部分改为虚线),就得到所画的正五棱锥的直观图。

定义

  棱锥的底面和平行于底面的一个截面间的部分,叫做棱台。由三棱锥,四棱锥,五棱锥……截得的棱台,分别叫做三棱台,四棱台,五棱台……

  由正棱锥截得的棱台叫做正棱台

三棱台

性质

  正棱台的性质:

  (1)正棱台的侧棱相等,侧面是全等的等腰梯形。各等腰梯形的高相等,它叫做正棱台的斜高;(2)正棱台的两底面以及平行于底面的截面是相似正多边形;

四棱台

  (3)正棱台的两底面中心连线、相应的边心距和斜高组成一个直角梯形;两底面中心连线、侧棱和两底面相应的半径也组成一个直角梯形。

相关名称

  两个平行的面分别叫做上底面下底面,其余的面叫做侧面,侧面相交的线段叫做侧棱,3条侧棱相交的点叫做顶点

  正棱台各侧面的高叫做棱台的斜高

三棱台2

体积公式

  棱台的体积公式:V=[S+S'+(SS')^(1/2)]h/3

截面

  任意平面截棱锥所得截面均为多边型形,不为圆面。

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