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必刷卷01-高一数学下学期期中仿真必刷模拟卷(人教A版2019)(解析版)_E015高中全科试卷_数学试题_必修2_03.期中测试_必刷卷01-高一数学下学期期中仿真必刷模拟卷(人教A版2019)

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必刷卷01-高一数学下学期期中仿真必刷模拟卷(人教A版2019)(解析版)_E015高中全科试卷_数学试题_必修2_03.期中测试_必刷卷01-高一数学下学期期中仿真必刷模拟卷(人教A版2019)
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期中检测卷 01 姓名:__________________ 班级:______________ 得分:_________________ 注意事项: 本试卷满分150分,考试时间120分钟,试题共22题.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自 己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置. 一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题 目要求的. 1.已知复平面内,(2﹣i)z对应的点位于虚轴的正半轴上,则复数z对应的点位于( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 【答案】B 【分析】直接利用复数的运算和几何意义的应用求出该点所表示的位置. 【解答】解:设z=a+bi(a,b R), 所以(2﹣i)(a+bi)=2a+b+(2b﹣a)i, ∈ 由于对应的点在虚轴的正半轴上, 所以 , 即 , 所以a<0,b>0. 故该点在第二象限. 故选:B. 【知识点】复数的代数表示法及其几何意义 2.平行四边形ABCD中,点E是DC的中点,点F是BC的一个三等分点(靠近B),则 =( ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】利用平行四边形的性质以及向量相等的概念,再利用平面向量基本定理进行转化即可. 【解答】解:因为ABCD为平行四边形, 所以 ,故 . 故选:D. 【知识点】平面向量的基本定理 3.已知向量 =(6t+3,9), =(4t+2,8),若( + )∥( ﹣ ),则t=( ) A.﹣1 B.﹣ C. D.1 【答案】B 【分析】根据平面向量的坐标表示和共线定理,列方程求出t的值. 【解答】解:向量 =(6t+3,9), =(4t+2,8), 所以 + =(6t+3,11), ﹣ =(4t+2,5). 又( + )∥( ﹣ ), 所以5(6t+3)﹣11(4t+2)=0, 解得t=﹣ . 故选:B. 【知识点】平面向量共线(平行)的坐标表示 4.已知矩形ABCD的一边AB的长为4,点M,N分别在边BC,DC上,当M,N分别是边BC,DC的中点 时,有( + )• =0.若 + =x +y ,x+y=3,则线段MN的最短长度为( ) A. B.2 C.2 D.2 【答案】D 【分析】先根据M,N满足的条件,将( + )• =0化成 的表达式,从而判断出矩形ABCD 为正方形;再将 + =x +y ,左边用 表示出来,结合x+y=3,即可得NC+MC= 4,最后借助于基本不等式求出MN的最小值. 【解答】解:当M,N分别是边BC,DC的中点时, 有 ( + ) • = = =, 所以AD=AB,则矩形ABCD为正方形, 设 , ,则 = . 则x=2﹣ ,y=2﹣ .又x+y=3,所以 + =1. λ μ λ μ 故NC+MC=4,则MN= = (当且仅当MC=NC=2时 取等号). 故线段MN的最短长度为2 . 故选:D. 【知识点】平面向量数量积的性质及其运算 5.若z C且|z+3+4i|≤2,则|z﹣1﹣i|的最大和最小值分别为M,m,则M﹣m的值等于( ) A.∈3 B.4 C.5 D.9 【答案】B 【分析】由题意画出图形,再由复数模的几何意义,数形结合得答案. 【解答】解:由|z+3+4i|≤2,得z在复平面内对应的点在以Q(﹣3,﹣4)为圆心,以2为半径的圆及其内 部. 如图: |z﹣1﹣i|的几何意义为区域内的动点与定点P得距离, 则M=|PQ|+2,m=|PQ|﹣2, 则M﹣m=4. 故选:B. 【知识点】复数的运算 6.已知球的半径为R,一等边圆锥(圆锥母线长与圆锥底面直径相等)位于球内,圆锥顶点在球上,底面 与球相接,则该圆锥的表面积为( ) A. R2 B. R2 C. R2 D. R2【答案】B 【分析】设圆锥的底面半径为r,求得圆锥的高,由球的截面性质,运用勾股定理可得r,由圆锥的表面积 公式可得所求. 【解答】解:如图,设圆锥的底面半径为r, 则圆锥的高为 r, 则R2=r2+( r﹣R)2, 解得r= R, 则圆锥的表面积为S= r2+ r•2r=3 r2 π π π =3 ( R)2= R2, 故选:B. π π 【知识点】球内接多面体、旋转体(圆柱、圆锥、圆台) 7.农历五月初五是端午节,民间有吃粽子的习惯,粽子又称粽籺,俗称“粽子”,古称“角黍”,是端午 节大家都会品尝的食品,传说这是为了纪念战国时期楚国大臣、爱国主义诗人屈原.小明在和家人一起 包粽子时,想将一丸子(近似为球)包入其中,如图,将粽叶展开后得到由六个边长为4的等边三角形 所构成的平行四边形,将粽叶沿虚线折起来,可以得到如图所示的粽子形状的六面体,则放入丸子的体 积最大值为( ) A. B. C. D. π π π π 【答案】A 【分析】先根据题意求得正四面体的体积,进而得到六面体的体积,再由图形的对称性得,内部的丸子要是体积最大,就是丸子要和六个面相切,设丸子的半径为R,则 ,由此 求得R,进而得到答案. 【解答】解:由题意可得每个三角形面积为 , 由对称性可知该六面体是由两个正四面体合成的,可得该四面体的高为 , 故四面体的体积为 , ∵该六面体的体积是正四面体的2倍, ∴六面体的体积是 , 由图形的对称性得,内部的丸子要是体积最大,就是丸子要和六个面相切,连接球心和五个顶 点,把六面体分成了六个三棱锥, 设丸子的半径为R,则 ,解得 , ∴丸子的体积的最大值为 . 故选:A. 【知识点】棱柱、棱锥、棱台的体积 8.已知半球O与圆台OO'有公共的底面,圆台上底面圆周在半球面上,半球的半径为1,则圆台侧面积取最 大值时,圆台母线与底面所成角的余弦值为( ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】根据题意画出图形,结合图形利用圆台的母线长表示出半球的半径r,计算圆台的侧面积,利用 导数求得侧面积取得最大值时对应的母线长和半球的半径,从而求得圆台母线与底面所成角的余 弦值. 【解答】解:如图1所示, 设BC=x,CO′=r,作CF⊥AB于点F,延长OO′交球面于点E, 则BF=1﹣r,OO′=CF= = . 由圆的相交弦定理和图2知,CO′•O′E•O′H=(1+OO′)•(1﹣OO′),即r2=(1+ )•(1﹣ ),解得r=1﹣ , 所以圆台的侧面积为S = •(1+1﹣ )•x(0<x< ); 侧 π 求导数得S ′= (2﹣ x2),令S =0,得出当x= 时S 取得最大值, 侧 侧 侧 π 所以当x=BC= 时,r=1﹣ = , 则BF=1﹣r= ; 在轴截面中,∠OBC为圆台母线与底面所成的角, 在Rt△CFB中,cos∠OBC= = . 故选:D. 【知识点】旋转体(圆柱、圆锥、圆台) 二、多选题(本大题共4小题,每小题5分,选对得分,选错、少选不得分) 9.下列有关向量命题,不正确的是( ) A.若| |=| |,则 = B.已知 ≠ ,且 • = • ,则 = C.若 = , = ,则 = D.若 = ,则| |=| |且 ∥ 【答案】AB 【分析】根据向量的概念与向量的模的概念逐一分析各个选项即可得解. 【解答】解:向量由两个要素方向和长度描述,A错误; 若 ∥ ,且与 垂直,结果成立,当 不一定等于 ,B错误; 若 = , = ,由向量的定义可得 = ,C正确; 相等向量模相等,方向相同,D选项正确. 故选:AB. 【知识点】向量的概念与向量的模 10.若复数z满足 ,则( ) A.z=﹣1+i B.z的实部为1 C. =1+i D.z2=2i【答案】BC 【分析】把已知等式变形,再由复数代数形式的乘除运算化简,然后逐一核对四个选项得答案. 【解答】解:由 = , 得z= , ∴z的实部为1; =1+i;z2=(1﹣i)2=﹣2i. 故选:BC. 【知识点】复数的运算 11.如图,在平行四边形ABCD中,E,F分别为线段AD,CD的中点,AF∩CE=G,则( ) A. B. C. D. 【答案】AB 【分析】对于A:直接利用三角形法则的应用和线性运算的应用求出结果. 对于B:利用三角形法则的应用和线性运算的应用求出结果. 对于C:利用平行线分线段成比例和三角形法则和线性运算的应用求出结果. 对于D:直接利用平行线成比例的应用求出结果. 【解答】解:在平行四边形ABCD中,E,F分别为线段AD,CD的中点,AF∩CE=G, 如图所示: 根据三角形法则: 对于A: ,故选项A正确. 对于B:E,F分别为线段AD,CD的中点,所以 ,故选项B正确. 对于C:过E作EH∥DC,所以 ,所以 ,故 ,整理得 ,所以 ,即 = ,故选项C错误. 对于D:根据平行线分线段成比例定理,点B、G、D共线, 故选项D错误. 故选:AB. 【知识点】平面向量的基本定理 12.已知正方体ABCD﹣ABC D ,棱长为2,E为线段BC上的动点,O为AC的中点,P为棱CC 上的动 1 1 1 1 1 1 点,Q为棱AA 的中点,则以下选项中正确的有( ) 1 A.AE⊥BC 1 B.直线BD⊥平面ABC 1 1 1 C.异面直线AD 与OC 所成角为 1 1 D.若直线m为平面BDP与平面BDP的交线,则m∥平面BDQ 1 1 1 1 【答案】BD 【分析】根据面面平行和垂直的性质、判定,结合图形,从而可判断选项的正误. 【解答】解:在正方体ABCD﹣ABC D 中,BC⊥BC ,BC⊥AB,BC ∩AB=B, 1 1 1 1 1 1 1 1 ∴BC⊥平面ABCD, 1 1 1 ∵只有当E运动到线段BC的中点时,AE⊥BC才成立,故A错误. 1 1 连接BD,∵在正方体ABCD﹣ABC D 中,DD ⊥平面ABC D, 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ∴DD ⊥AC ,∵BD⊥AC ,BD∩DD =D, 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ∴AC ⊥平面BDD B,∴AC ⊥BD, 1 1 1 1 1 1 1 同理可得BC ⊥BD,又AC ∩BC =C , 1 1 1 1 1 1 ∴直线BD⊥平面ABC ,故选项B正确. 1 1 1 连接BD,BC ,则AD∥BC , 1 1 1 ∴∠OC B(或其补角)即为异面直线AD 与OC 所成的角. 1 1 1 因为正方体的棱长为2,则BC =2 ,OB= ,在Rt△C OB中,OC = , 1 1 1 ∴cos∠OC B= = ,∴∠OC B= ,故选项C错误. 1 1 由题意知,在正方体ABCD﹣ABC D 中,P为棱CC 上的动点,Q为棱AA 的中点, 1 1 1 1 1 1 直线m为平面BDP与平面BDP的交线,且BD∥BD, 1 1 1 1 ∴m∥BD.∵m 平面BDQ, 1 1 1 1 ∴m∥平面BDQ,故选项D正确. 1 1 ⊄ 故选:BD.【知识点】空间中直线与平面之间的位置关系、异面直线及其所成的角、直线与平面垂直、命题的真假判 断与应用 三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20 分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在横线 上) 13.已知向量 =(m,1), =(m﹣6,m﹣4),若 ∥ ,则m的值为 . 【答案】2或3 【分析】根据题意,由向量平行的坐标表示方法可得(m﹣4)m﹣(m﹣6)=0,变形解可得m的值,即 可得答案. 【解答】解:根据题意,知向量 =(m,1), =(m﹣6,m﹣4), 若 ∥ ,则有(m﹣4)m﹣(m﹣6)=0, 变形可得:m2﹣5m+6=0, 解可得m=2或3, 故答案为:2或3. 【知识点】平面向量共线(平行)的坐标表示 14.将表面积为36 的圆锥沿母线将其侧面展开,得到一个圆心角为 的扇形,则该圆锥的轴截面的面积 S= . π 【分析】设圆锥的母线长为l,底面半径为r,根据题意列出方程组求出l和r的值,再计算圆锥的高轴截 面面积. 【解答】解:设圆锥的母线长为l,底面半径为r,由题意得 , 解得l=9,r=3; 所以圆锥的高为h= = =6 , 所以圆锥的轴截面面积为S= × =18 . 故答案为:18 . 【知识点】旋转体(圆柱、圆锥、圆台)、扇形面积公式 15.如图,已知有两个以O为圆心的同心圆,小圆的半径为1,大圆的半径为2,点A为小圆上的动点,点 P,Q是大圆上的两个动点,且 • =1,则| |的最大值是 . 【分析】由向量的和差运算求出数量积 • 的表达式,再由| |的值为1,可得 ﹣ ﹣ =0,再由( + ﹣ )2的展开可得| + ﹣ |=3,再由绝对值不等式的定理可得| | 的取值范围,求出其最大值. 【解答】解:由题意 =( ﹣ )•( ﹣ )= ﹣ ﹣ +1=1, 所以 ﹣ ﹣ =0, 由( + ﹣ )2= + 2+ 2+2( ﹣ ﹣ )=9, 所以| + ﹣ |=3, 又| + |﹣| |≤| + ﹣ |≤| + |+| |, 所以2≤| + |≤4, 又| + |2+| ﹣ |2=2(| |2+| |2)=16,所以0≤| ﹣ | , 即0≤| | , | |的最大值是2 , 故答案为:2 . 【知识点】平面向量数量积的性质及其运算 16.如图,在三棱锥A﹣BCD的平面展开图中,已知四边形BCED为菱形,BC=1,BF= ,若二面角A ﹣CD﹣B的余弦值为﹣ ,M为BD的中点,则CD= ,直线AD与直线CM所成角的余弦值为 . 【分析】将三棱锥A﹣BCD的直观图还原,取CD中点N,连接AN,BN,可知ANB为二面角A﹣CD﹣B 的平面角,设CD=a(0<a<2),根据题意由余弦定理建立关于a的方程,解出即可求得CD的 值,取AB的中点O,连接OM,OC,则∠OMC为直线AD与直线CM所成的角或其补角,求出 相关边的长度,利用余弦定理直接求解即可. 【解答】解:将三棱锥A﹣BCD的直观图还原,则BC=BD=AC=AD=1, , 取CD中点N,连接AN,BN,则AN⊥CD,BN⊥CD,故∠ANB为二面角A﹣CD﹣B的平面角, 设CD=a(0<a<2),则 ,故 , 又二面角A﹣CD﹣B的余弦值为 ,故 ,解得 ,即 ; 取AB的中点O,连接OM,OC,易知OM∥AD, 所以∠OMC为直线AD与直线CM所成的角或其补角,易知 ,所以 , ∴直线AD与直线CM所成角的余弦值为 . 故答案为: ; . 【知识点】二面角的平面角及求法、异面直线及其所成的角 四、解答题(本大题共6小题,共70分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程 或演算步骤) 17.已知 , . (1)若 与 同向,求 ; (2)若 与 的夹角为120°,求 . 【分析】(1)设 = =(2 ,0),由| |=1可得2 =1,解可得 的值,即可得答案, λ λ λ λ (2)根据题意,由数量积的计算公式可得 • =﹣1,设 =(x,y),由数量积的坐标计算 公式可得 • =2x=﹣1,即可得x的值,由向量模的计算公式可得y的值,即可得 的坐标, 由向量的坐标计算公式计算可得答案. 【解答】解:(1)根据题意, 与 同向,且 , 设 = =(2 ,0), λ λ又由| |=1,则有2 =1,即 = , 则 =(1,0); λ λ (2) ,则| |=2, 若 与 的夹角为120°,则 • =| || |cos120°=2×1×cos120°=﹣1, 设 =(x,y),则 • =2x=﹣1,则x=﹣ , 又由| |=1,则x2+y2=1,解可得y=± , 故 =( ,± ), 则 + =( ,± ). 【知识点】平面向量数量积的性质及其运算、数量积表示两个向量的夹角 18.已知a、b、c是△ABC中∠A、∠B、∠C的对边,a=4 ,b=6,cosA=﹣ . (1)求c; (2)求cos2B的值. 【分析】(1)由余弦定理即可求得c的值; (2)先由同角三角函数的平方关系求得sinA的值,再由正弦定理求出sinB的值,最后根据 cos2B=1﹣2sin2B,得解. 【解答】解:(1)由余弦定理知,a2=b2+c2﹣2bccosA,即48=36+c2﹣2×6×c×(﹣ ), 整理得,c2+4c﹣12=0, 解得c=2或﹣6(舍负), 故c=2. (2)∵cosA=﹣ ,且A (0, ), ∈ π ∴sinA= = , 由正弦定理知, = ,即 = , ∴sinB= , ∴cos2B=1﹣2sin2B=﹣ .【知识点】余弦定理 19.已知:复数z 与z 在复平面上所对应的点关于y轴对称,且z(1﹣i)=z(1+i)(i为虚数单位),|z| 1 2 1 2 1 = . (Ⅰ)求z 的值; 1 (Ⅱ)若z 的虚部大于零,且 (m,n R),求m,n的值. 1 ∈ 【分析】(Ⅰ)设z=x+yi(x,y R),则z=﹣x+yi,由题意列方程组求得x,y的值,则答案可求; 1 2 ∈ (Ⅱ)求得z ,代入 ,利用复数代数形式的乘除运算化简化简,再由复数相等的 1 条件求解. 【解答】解:(Ⅰ)设z=x+yi(x,y R),则z=﹣x+yi, 1 2 ∵z(1﹣i)=z(1+i),|z|= , 1 2 ∈1 ∴ ,解得 或 , 即z=1﹣i或z=﹣1+i; 1 1 (Ⅱ)∵z 的虚部大于零,∴z=﹣1+i,则 , 1 1 则有 , ∴ ,解得 . 【知识点】复数的运算 20.(Ⅰ)在复数范围内解方程|z|2+(z+ )i= (i为虚数单位) (Ⅱ)设z是虚数, =z+ 是实数,且﹣1< <2. (1)求|z|的值及z的ω实部的取值范围; ω (2)设 ,求证: 为纯虚数; (3)在(2)的条件下求 μ﹣ 2的最小值. ω μ 【分析】(Ⅰ)利用待定系数法,结合复数相等进行求解即可(Ⅱ)设z=a+bi,结合 是实数求出a,b的取值范围,结合复数的有关概念进行证明求解即 可. ω 【解答】解:(Ⅰ)原方程等价为|z|2+(z+ )i= =1﹣i, 设z=x+yi,x,y R, ∈ 代入方程整理得x2+y2+2xi=1﹣i,得 得 ,即z=﹣ ± i. (Ⅱ)(1)z=a+bi,a,b R且b≠0, ∈ 则 =z+ =a+bi+ =(a+ )+(b﹣ )i, ω ∵ =z+ 是实数,∴b﹣ =0,得1﹣ =0,即a2+b2=1,即|z|=1, ω 则 =z+ =2a (﹣1,2), ω ∈ ∴a (﹣ ,1). ∈ (2)证明: = = = , 由(1)知a2+b2=1,则 = i, μ ∵a (﹣ ,1).b≠0,∴ 是纯虚数. ∈ μ (3) ﹣ 2=2a+ =2a+ =2a﹣ =2a﹣1+ =2[(a+1)+ ]﹣3, ω μ ∵a (﹣ ,1),∴a+1>0, ∈ ∴(a+1)+ ≥2 =2,当且仅当a+1= ,即a=0时取等号, 即 ﹣ 2=2[(a+1)+ ]﹣3≥2×2﹣3=1, 即 ﹣ 2的最小值为1 ω μ 【知识点】复数的运算 ω μ 21.如图,直三棱柱ABC ﹣ABC中,AB=AC=1, ,AA=4,点M为线段AA的中点. 1 1 1 1 1 (1)求直三棱柱ABC ﹣ABC的体积; 1 1 1 (2)求异面直线BM与BC 所成的角的大小.(结果用反三角表示) 1 1【分析】(1)由V=S •AA,即可得解; △ABC 1 (2)易知∠MBC或其补角即为所求,再在△MBC中,由余弦定理求得cos∠MBC的值,即可. 【解答】解:(1)∵ , ∴V=S •AA= ×4=2. △ABC 1 (2)∵BC∥BC , 1 1 ∴∠MBC或其补角是异面直线BM与BC 所成的角, 1 1 在△MBC中,BM=CM= ,BC= , 由余弦定理得,cos∠MBC= = , ∴∠MBC=arccos , 故异面直线BM与BC 所成的角为 . 1 1 【知识点】棱柱、棱锥、棱台的体积、异面直线及其所成的角 22.如图所示,在正方体ABCD﹣ABC D 中,点G在棱DC 上,且DG= DC ,点E、F、M分别是棱 1 1 1 1 1 1 1 1 1 AA、AB、BC的中点,P为线段BD上一点,AB=4. 1 1 (Ⅰ)若平面EFP交平面DCC D 于直线l,求证:l∥AB; 1 1 1 (Ⅱ)若直线BD⊥平面EFP. 1 (i)求三棱锥B﹣EFP的表面积; 1 (ii)试作出平面EGM与正方体ABCD﹣ABC D 各个面的交线,并写出作图步骤,保留作图痕迹.设平 1 1 1 1 面EGM与棱AD 交于点Q,求三棱锥Q﹣EFP的体积. 1 1【分析】(1)根据面面平行的性质即可得到EF∥l,再结合线线平行的传递性即可证明结论; (2)(i)先根据直线BD⊥平面EFP得到BD⊥EP,进而得到P是DB 的中点,然后依次求 1 1 1 出三棱锥的四个面的面积再相加即可得到三棱锥B﹣EFP的表面积; 1 (ii)①根据公理“一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内”作出平面 EGM与正方体ABCD﹣ABC D 各个面的交线即可;②根据NEFP四点共面,且三角形PNE 1 1 1 1 与三角形PEF面积相等,那么三棱锥Q﹣EFP的体积等于三棱锥P﹣ENQ的体积,直接利用 三棱锥的体积公式求解即可. 【解答】解:(1)在正方体ABCD﹣ABC D 中, 1 1 1 1 因为平面ABBA∥平面 DCC D,平面EFP∩平面 ABBA=EF, 1 1 1 1 1 1 所以EF∥l, 因为点E、F 分别是棱 AA、AB 的中点, 1 所以 EF∥AB, 1 所以l∥AB. 1 (2)(i)因为直线 BD⊥平面 EFP,EP 平面 EFP, 1 所以 BD⊥EP,又因为△DAE≌△BAE, 1 1 1 ⊂ 所以DE=BE, 1 所以DP=BP, 1 因为 , × , , 所以三棱锥B﹣EFP的表面积为 . 1 (ii)作图步骤如下: 连接GE,过点G作GH⊥DC于点H,连接HA并延长交GE的延长线于点I,连接IM并延长 交AB于点J交DC的延长线于点K, 再连接GK交CC 于点S,连接MS并延长交BC 的延长线于点R,连接RG并延长交AD 于点 1 1 1 1 1 Q,再连接EQ,GS,EJ, 则图中EQ,QG,GS,SM,MJ,JE即为平面EGM与正方体各个面的交线.设 BJ=CK=x,由题知 2AJ=HC+CK=3+x, 所以 ,所以 , 解得 , 因为 , ∵MC=2,∴ , 所以 ,如上图,设N为线段AD 的中点,可证点N在平面PEF内,且三角形PNE与三角形PEF面积 1 1 相等, 所以,三棱锥 Q﹣EFP 的体积=三棱锥 Q﹣ENP 的体积=三棱锥 P﹣ENQ 的体积= , 所以三棱锥Q﹣EFP 的体积为 . 【知识点】平面与平面垂直、棱柱、棱锥、棱台的体积、棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积