登陆注册
30178700000022

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
  • 龙吟幻世

    龙吟幻世

    极武之道:天地为禁锢,以无上之战力,逆阴阳,碎苍穹,诛奸邪,斩乾坤。
  • 血狱天尊

    血狱天尊

    鸿蒙大道,诸天万界,界面交错,大势之下,群雄并起。萧寒出生魔道至尊皇族,却无皇血,一度被认为是通奸之子,备受凌辱,惨遭同族遗弃,修为被废,九死一生,沦落下界。萧寒不甘,我等生来自由,谁敢高高在上,天若欺我,封印那天,地若拘我,踏破那地。男儿在世,畏什么至尊皇族,高高在上,惧什么凡人成仙,必遭天诛。我意如此,天亦如何?
  • 圣面血修罗

    圣面血修罗

    自神魔大战之后,灵气日渐稀薄,为了满足自身修炼,人类世界涌现出一个新的职业:面师。人体主要以三大穴道与外界相通:百会、涌泉及本劳宫穴。百会通天、涌泉通地,劳宫则是可由人体主控的出入气穴。佩戴上由神魔之骸制作而成的假面之后,通过假面上聚灵法阵,可以将外界的灵气由劳宫穴吸入,再存于三大穴中,供人体修炼所用。假面时代,俨然到来!普通假面等级:赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。修炼等级:凡面、灵面、王面、皇面、帝面、神面、圣面。共七等,每等分九品。
  • 倾神之世

    倾神之世

    洪荒之力的复活让人神、禽魔、妖兽、精灵四族失去心智。冰封禽魔、火烧妖兽、屠灭精灵,只有人神一族苟且存活了下来,在他的带领之下,人神族逐渐强大,兼并四族为统一大陆——锦绣,四族从此进入一个新纪元。他和她、她、她四人有一段与常人不同的炼情之路。
  • 异界功法推广大师

    异界功法推广大师

    本来本书已经设置成完结状态,是无法继续更新的。可能是改版后的原因,导致出现了可以继续发布章节的这个错误。现在错误已经修复,后台无法发布新章节……这样导致我解释不了,所以只能改在简介上面了。我很想写完……但或许是天意,千言万语只能说声抱歉。新书九月初活着中旬的样子发布……很有意思的一本书,想想就很激动!
热门推荐
  • 女扮男装之危险恋爱

    女扮男装之危险恋爱

    “我的妈呀!你这是在干嘛!”欣然大叫。“欣然,叫什么!我不就是剪个头发吗!”夕羽安晴说。“我的个乖乖!剪头发可以但是你看看你剪成啥子了!”欣然生气的说。“我错了!but它变不回来了!”夕羽安晴说。“你是不是为了去男校!”欣然问。“嗯!”夕羽安晴说。“好吧!你去吧!”欣然说,“一切小心,我会去找你的因为你知道的!我不是一般人!”“世界第五富!”夕羽安晴说。“你还说我,你不也是世界第一富吗!”欣然说。夕羽安晴搬进了男校后,某男一直和她对着干。吵架,打闹,玩耍,旅行,军训,……夕羽安晴会不会恋爱,会不会危险恋爱呢!书中见!!
  • 齐国那些事儿

    齐国那些事儿

    西周是个唯美的时代,春秋是个美好的时代,战国是个有点乱的时代;西周是圣人的时代,春秋是君子的时代,战国是小人的时代。那时,有恨,有爱。不妨窥一斑见全豹,小小的齐国里面,读出悠长的故事。
  • 愿无初见

    愿无初见

    愿人生只如初见,可初见却不一定美,但无疑是最纯、最真的。
  • 皮囊之下

    皮囊之下

    我的妻子叫许戈,是一名双重人格分裂者,她的第二人格叫连翘。巧的是连翘和许戈曾经是情敌,她们共同爱上的男人叫厉列侬,也就是我。在我妻子人格分裂之后,我的生活变得异常忙碌。在她变成连翘时,我得陪着她说许戈的坏话;在她是许戈的时候,我得努力运用那些能讨女人欢心的技能讨她欢心,在这之前我从不干这种事,不仅如此,我还对她做了不少混蛋事。
  • 人鱼公主恋我520步

    人鱼公主恋我520步

    “一,二,三。。。。。。。五百一十八,五百一十九,五百二十。。”林荫小道上,一个女孩在那走着步子,嘴里还在数着数字,“墨,五百二十步,我走完了。”那个女孩笑的很开心,“小蓝,你也不必每天这样的,很辛苦啊!”女孩一听眼里的悲伤便藏不住了,“可是这是我答应他的呢!他现在过得还好吗,”女孩望向天空,“钰,以前是你守护我,这次换我了。。。。。。”
  • 昏君,我才是祸国妖姬

    昏君,我才是祸国妖姬

    还有没有天理啊!她居然穿越成寡妇,背了一身债不说,老公的影子都没有。好,你既然不仁,我便不义,不给你多带几顶绿帽子我就不姓红!什么?现在跑出来认她这个妻子了?不好意思请靠边站,姑娘我得挑挑,看谁合我意。是拥有全天下至高无上权利的他?还是邪气痴情的他?还是默默守护的他?还是原装正版的他?
  • 仙侠奇缘

    仙侠奇缘

    修真之路,困难重重。他们靠自己闯过艰难险阻,最终获得爱情,地位,一起携手永生。
  • 神奇道具师

    神奇道具师

    传说,有一个神奇的人,行走在无限世界,用无数神奇的道具与人交换奇珍异宝,大家都称呼其为:神奇道具师。
  • 艳妆:误入鬼局

    艳妆:误入鬼局

    怀疑被人策划惨死的冤魂夏月晴无意间被一个叫做王旭的男人从阴间捞出,随即半失忆状态的夏月晴和落魄的王旭阴差阳错的签下阴魂阳魄一体盟约。于是王旭开始替夏月晴这只鬼打工挣钱。然而平静的日子过了不到一个礼拜,王旭天桥下偶遇“被人追杀”的安小琳,自从见过安小琳这个女人后,麻烦开始接二连三的上门来找~~以后每天晚六点,七点准时更新(其它时间也有可能更新)~~~希望喜欢本文的书友多多支持,越支持你就会越变漂亮哦~咳咳。
  • 魔尊的倾世冷后

    魔尊的倾世冷后

    前世,她的父母惨遭杀害,而那个杀她父母的人,竟是她最爱的男人,而且他竟然还想强暴她,她为了保住清白自杀而死!一朝穿越,她成了妖界之王的女儿,而她早已不是前世软弱无能的大小姐,而是一个心狠手辣的狡猾狐狸………他,魔界的统领者—魔尊,一袭红衣,冠绝天下,嗜血成性,冷酷无情,当他遇上了她,他们将会擦起怎样的火花~她疑惑的问道:“你真的是嗜血成性,冷酷无情的魔尊?”他敞开胸膛,戏调的说道:“需要验货么?要不我把衣服脱了给你研究研究?嗯?”狐媚儿用冷冽眼眸撇了他一眼………这就是传说中的魔尊,分明就是一无耻之徒!