登陆注册
25333100000022

第22章 四面体

四面体即三棱锥。三棱锥固定底面时有一个顶点,不固定底面时有四个顶点。(正三棱锥不等同于正四面体,正四面体必须每个面都是正三角形)

基本信息

中文名:四面体

英文名:Threepyramid

别名:三棱锥

组成:四个三角形组成

应用:弓箭头,三棱刮刀

属性:锥体的一种

性质:几何体

基本介绍

正在加载四面体

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。如图中棱锥的面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。

折叠棱锥性质

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:如果棱锥被平行与底面的平面所截,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,则截得的小棱锥与已知原棱锥的侧面积之比也等于它们对应高的平方比;截得的棱锥与已知棱锥的侧面积之比也等于它们的底面积之比。

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底棱锥的体积棱锥和圆锥统称锥体,锥体的体积公式是:(s为锥体的底面积,h为锥体的高)。

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

折叠直观图画法

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5cm,高为11.5cm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°。

(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。

体积公式

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

公式说明

正在加载四面体

折叠体积

棱锥的体积取决于平面外顶点到底面的距离,以及底面多边形的面积。前者称为棱锥的高,后者称为棱锥的底面积。设为棱锥的高,为棱锥的底面积,为棱锥的体积,则棱锥的体积可以用以下公式计算:这个公式早在公元三世纪就得到了证明。现代的证明一般使用积分。假设有棱锥PA1A2...An,其中A1A2...An为底面的n边形,P为棱锥顶点。设P在底面的投影为Q点,PQ的长度为h。在线段PQ上取一点X,使得线段PX的长度为x:0≤x≤h,那么过点X而且与底面平行的平面截棱锥得到的形状是一个和底面的n边形相似的n边形,记作Ax1Ax2...Axn,它的面积Sx与底面积S的比值等于PX与PQ的比值的平方:在点X附近截取的“一片”棱锥“切片”,它的体积大约等于:所以棱锥的体积等于积分:对于正棱锥,假设它的底面是正n边形,边长为a,高是h,那么底面积是:所以它的体积是:

折叠表面积

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Sc,其中是第i个侧面的面积。棱锥的表面积等于棱锥的侧面积Sc加上底面积S。假设顶点的投影Q点到第i个侧面对应的底边的距离是di,底边的长度是ai,那么棱锥的侧面积:对于正n棱锥,顶点到底面的投影是底面正n边形的中心。所以投影点到每一边的距离都相等:因此棱锥的斜高也就是侧面三角形的高:棱锥的侧面积[4]:87:其中p是底面正n边形的周长。假设底面正n边形的边长是a,高是h,那么它的周长是na,中心到每一边的距离是。所以斜高是:侧面积是:

应用实例

三棱锥P—ABC的侧棱PA,PB,PC两两互相垂直,侧面面积分别是6,4,3,则三棱锥的体积是多少?

解:设PA=X,PB=Y,PC=Z.∵PA⊥PB,PA⊥PC,PB⊥PC.S△PAB=6,S△PBC=4,S△PAC=3.

∴X*Y=12````````````````````````①

Y*Z=8`````````````````````````②

Z*X=6`````````````````````````③

解得:X=3,Y=4,Z=2.

∵PA⊥PB,PA⊥PC,PB⊥PC.

∴PA⊥平面PBCPA=X=3.

∴三棱锥的体积:1/3*S△PBC*PA=4。

同类推荐
  • 浮世清影

    浮世清影

    世界一旦广阔起来,就会有人向往去行走,去追逐。思想一旦开阔起来,就能触发更多微妙而幽玄的感觉和久远的记忆。外感于尘世,内淀于明心,以放浪之形骸,容不染之初心。
  • 光之钥匙

    光之钥匙

    在世代和平的彩虹世界,突然遭到黑暗统治者的侵略,彩虹世界彻底混乱了。光王和光后叫丽娜带着年幼的王子和公主们逃往人类世界,寻找分散在人类世界的七把光之钥匙,启动光源,拯救彩虹世界……
  • 冰之勇者

    冰之勇者

    一年多年前,地狱之门在南之极大开,无数恶魔蜂蛹而出,人类世界岌岌可危!少年寒天,却意外的与青梅竹马一同加入讨伐恶魔的路途!
  • 神魔遥

    神魔遥

    神魔不显,天地不明。天地为因,众生为果。一段尘封的神话,在容年的触动下散落开来,一场神魔灵的浩荡修灵路就此拉开帷幕,血与泪,罪与罚。善与恶,正与邪,一切都在这场神魔遥之中。不一样的故事,不一样的"邪仙遥"。
  • 魔法成神路

    魔法成神路

    叶超凡只是地球上的一个小小盗墓贼,却被一颗神格带到了一个神奇的世界,一个只有斗气的世界,走上一条魔法成神的道路。
热门推荐
  • NBA光荣之路

    NBA光荣之路

    1946年伊始,NBA从蹒跚起步成长为今天的巨人;三千七百多位球员,或曾籍籍无名或曾惊天动地,但在各自球队历史上都抒写了浓浓的一笔;中锋、前锋和后卫五大位置的纵横捭阖,三十支球队或起伏,或中兴,或辉煌的崎岖发展,每支球队当家球星的人生轨迹,五十位名人堂成员的历历神迹,洗尽铅华的禅师,淡定优雅的莱利,还有点燃一支雪茄的红衣主教,在余烟袅袅中从容地赏着王朝的轨迹,一部记录NBA发展的资治通鉴,一部记录人迹和神迹的四库全书,NBA光荣之路》带你领略巨星的前世、传奇的倒影……
  • 傲剑山河

    傲剑山河

    大道铮铮,唯剑独尊,邪帝重生,谁与争锋!天地大劫将至,玄天宗主重生成为火云国军侯之子李星云,强势崛起,挟风雷之势横扫四海五域,为伊人独战天下,为兄弟剑斩八方,纵横一生,不求名垂千古,但求轰轰烈烈!
  • 天圣降

    天圣降

    山村少年,相伴石珠,世界游历,闯下传奇。
  • 亡命暴徒(第二次世界大战史丛书)

    亡命暴徒(第二次世界大战史丛书)

    本书介绍了第二次世界大战中法西斯阵营中的臭名昭著的战犯。包括:德国的戈林;日本的冈村宁茨 ,坂垣征四郎等。讲述了他们罪行累累的一生。
  • 天际入侵

    天际入侵

    被迫成为轮回者,进不了主神空间,无法提升能力,本想去高武世界修真成仙,可是自己就一个普通人,资质有限,成仙无望。最后为了提升实力,扩建自己的势力,猎杀拥有特殊血统的神兽。既然资质有限,泡龙血,抢神格,为了提生实力,穿梭世界,对抗主神,出卖各个世界坐标,引起洪荒世界,无尽深渊,地狱位面,梦魇世界,天堂山,主神空间等一些列顶级的大世界之间互相入侵。
  • 曼陀罗花:白九帝

    曼陀罗花:白九帝

    宿命,大概便是与你相遇。在忘川河畔,我沦陷你的一眼里……有了九世的牵绊……可是到最后,你爱过我吗?…………不愿作相思,便与君相决绝罢。
  • 胖子的猥琐人生

    胖子的猥琐人生

    他原本就是一个猥琐下流的胖子。他在花下死,死得很无耻。他借尸还魂,却不料那厮居然撂倒那么多的女子。众神创世,创世大陆有一山,名绝顶,绝顶之高,入云霄,云霄之上有神殿。且看这猥琐的胖子如何收编这些绝色的女子,如何携美同行,临绝顶,踏云霄,入神殿,然后,放倒女神。
  • 高富帅子弟

    高富帅子弟

    在这个天雷勾动地火的时刻,谁也不会刻意的去矫情什么,尽情的享受着炎热夏天里的一场情感盛宴。爱情里头,本就没有硬性的对错之分,当你遇到对的人便就是对,当你遇到错的人,再爱也是错的!
  • 天下无双凑一双

    天下无双凑一双

    心狠手辣的纪小柏生平最恨一个女人。这个女人抢走了他的刀,抢走了他的爹,还抢走了他的心。“纪渺渺,老子郡说委将你千刀万剐挫骨扬灰了!你还三番四次的救我是什么意思?”“不要以为你救了我,我就会喜欢你。”“好,好吧。我也不是不知道投桃报李的人,那我就喜欢你好了。”“喂,却说了可队喜欢你了,你不要再哭了啊……”
  • 卿世毒妃,邪王的冷面妻

    卿世毒妃,邪王的冷面妻

    他,是21世纪顶尖病毒专家。温润淡漠玉树临风。却遭敌方袭击,再次醒来。竟穿为容府嫡系大小姐。世人仅知她是无法修炼的废材,专横霸道,目中无人。却不知自那日之后她成为修炼鬼才,淡漠无双成熟稳重。他,是帝国最具盛名的灵王殿下,天赋异禀。世人仅知他暴戾狠辣,薄情至极,唯他知他妖孽腹黑,最为专情。且看这一位似冰玉一位似篝火所演绎的旷世长情。