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第04讲棱锥和棱台(原题版)_2027高中必刷题_必刷题2027_2027高一高二必刷题_数学_YZ-133-高中数学同步精讲B版高一二三基础+培优讲义+专题练习word版电子_4.人教B版高中数学讲义必修四_讲义

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文档文本内容

第04 讲 棱锥和棱台
课程标准
学习目标
1.理解棱锥和棱台的定义和结构特征.(重
点)
2.能在棱锥和棱台中构造恰当的特征图
形,研究其中的线段数量关系和位置关系.
1.通过问题探究,理解棱锥、棱台的定义和结构特征
2.通过例题,学会在棱锥、棱台中构造恰当的特征图
形,研究其中的线段数量关系和位置关系.
知识点01 棱锥
1、棱锥的定义:如果一个多面体有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,则称这个
多面体为棱锥。
2、棱锥的相关概念:
(1)这个多边形面叫做棱锥的底面;
(2)有公共顶点的各个三角形面叫做棱锥的侧面;
(3)相邻侧面的公共边叫做棱锥的侧棱;
(4)各个侧面的公共顶点叫做棱锥的顶点。
【注意】有一个面是多边形,其余各面都使三角形的几何体不一定是棱锥,如图。
棱锥还需要满足各三角形有且只有一个公共顶点。
3、棱锥的表示:棱锥可以用顶点与底面各顶点的字母来表示.
4、棱锥的分类:
按底面多边形的边数,可以把棱锥分成三棱锥、四棱锥和五棱锥。
【注意】如果棱锥的底面为正多边形,且棱锥的顶点与底面中心的连线垂直于底面,则称这个棱锥为正棱
锥,如正三棱锥、正四棱锥……
【即学即练1】(24-25 高二·甘肃酒泉·期末)下列描述中,不是棱锥几何结构特征的是(    )
A.三棱锥有4 个面是三角形
B.棱锥的侧面都是三角形
C.棱锥都有两个互相平行的多边形面
D.棱锥的侧棱交于一点.
知识点02  棱台
1、棱台的定义:一般地,用平行于棱锥底面的平面去截棱锥,所得截面与底面间的多面体称为棱台
2、棱台的相关概念:
(1)原棱锥的底面和截面分别叫做棱台的下底面和上底面;
(2)其他各面叫做棱台的侧面;
(3)相邻侧面的公共边叫做棱台的侧棱;
(4)侧面与底面的公共顶点叫做棱台的顶点。
【注意】(1)棱台上下底面是互相平行且相似的多边形;
(2)侧面都是梯形;
(3)各侧棱的延长线交于一点。
3、棱台的高与侧面积
过棱台一个底面上的任意一个顶点,作另一个底面的垂线所得到的线段(或它的长度)称为棱台的高。
棱台所有侧面的面积之和称为棱台的侧面积。
4、棱台的分类
(1)按底面形状: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……
(2)正棱台:由正棱锥截得的棱台称为正棱台,正棱台的上下底面的中心连线是棱台的高。
正棱台的侧面都全等,且都是等腰梯形,这些等腰梯形的高也都相等,称为棱台的斜高。
【即学即练2】(2025 高一下·全国·专题练习)下列关于棱锥、棱台的说法正确的是(    )
A.有一个面是多边形,其余各面是三角形的几何体是棱锥
B.有两个面平行且相似,其他各面都是梯形的多面体是棱台
C.用一个平面去截棱锥,底面与截面之间那部分所围成的几何体叫做棱台
D.棱台的各侧棱延长后必交于一点
题型01 棱锥与棱台的判断
【典例1】(23-24 高一下·天津·期中)如图所示,观察四个几何体,其中判断正确的是(    )
  
A.①是棱台,②不是圆台
B.②是圆台,③是棱锥
C.③是棱锥,④是棱台
D.③是棱锥,④是棱柱
【变式1】(24-25 高一下·全国·课后作业)如图,三棱台
截去三棱锥
后,剩余部分
是(    )
  
A.三棱锥
B.四棱锥
C.三棱台
D.四棱柱
【变式2】(24-25 高一·辽宁·期末)下列命题中正确的是(    )
A.有一个面是多边形,其余各面是三角形的几何体是棱锥
B.有两个面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体是棱台
C.长方体是正四棱柱
D.四个面都是等边三角形的四面体是正四面体
【变式3】(24-25 高一·全国·随堂练习)下列命题正确的是(    )
A.有两个面平行,其余各面都是四边形的几何体是棱柱
B.有一个面是多边形,其余各面是三角形的几何体是棱锥
C.有两个面平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行的几何体是棱柱
D.用一个平面去截棱锥,底面与截面之间的部分组成的几何体是棱台
题型02 棱锥的结构特征与分类
【典例2】(24-25 高二·河北石家庄·期末)下列四个命题:①直平行六面体就是长方体;②有两个相邻的
侧面都是矩形的棱柱是直棱柱;③有一个面是多边形、其余各面是三角形的几何体是棱锥;④底面是正方
形的棱柱是正棱柱.其中正确的命题个数是(    )
A.4
B.3
C.2
D.1
【变式1】(24-25 高二上·辽宁·期中)十三棱锥的顶点的个数为(    )
A.
B.
C.
D.
【变式2】(23-24 高一下·青海·期末)已知某棱锥有12 个面,则该棱锥的棱的条数是(    )
A.12
B.18
C.22
D.36
【变式3】(24-25 高一下·全国·课堂例题)下列说法中正确的是(    )
①棱锥的各个侧面都是三角形;
②四面体的任何一个面都可以作为棱锥的底面;
③棱锥的侧棱平行.
A.①
B.①②
C.②
D.③
【变式4】(2024 高一下·全国·专题练习)下列说法中正确的是(  )
A.各侧棱都相等的棱锥为正棱锥
B.各侧面都是面积相等的等腰三角形的棱锥为正棱锥
C.各侧面都是全等的等腰三角形的棱锥为正棱锥
D.底面是正多边形且各侧面是全等三角形的棱锥为正棱锥
题型03 棱台的结构特征与分类
【典例3】(24-25 高一下·安徽·阶段练习)下列叙述正确的是(    )
A.用一个平面去截棱锥,棱锥底面和截面之间的部分是棱台
B.两个面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体是棱台
C.有两个面互相平行,其余四个面都是等腰梯形的六面体是棱台
D.棱台的侧棱延长后必交于一点
【变式1】(2025 高一·全国·专题练习)有下列四种叙述:
①用一个平面去截棱锥,棱锥底面和截面之间的部分是棱台;
②两个面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体是棱台;
③有两个面互相平行,其余四个面都是等腰梯形的六面体是棱台;
④棱台的侧棱延长后必交于一点.
其中正确的有(    )
A.0 个
B.1 个
C.2 个
D.3 个
【变式2】(24-25 高一下·山东临沂·阶段练习)下列说法正确的是(    )
A.棱台的侧棱长都相等
B.棱锥被平面截成的两部分是棱锥和棱台
C.棱柱的侧棱都相等,侧面都是全等的平行四边形
D.棱台的两个底面相似
【变式3】(23-24 高一下·广东湛江·期末)下列说法正确的是(    )
A.棱柱中两个互相平行的平面一定是棱柱的底面
B.棱柱的侧面都是全等的平行四边形
C.有两个面平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行的几何体叫棱柱
D.用一个平面去截棱锥,棱锥底面与截面之间的部分是棱台
【变式4】(23-24 高一下·吉林长春·期中)下列关于空间几何体的论述,正确的是(    )
A.底面是等边三角形,侧面都是等腰三角形的三棱锥是正三棱锥
B.所有侧面都是正方形的四棱柱一定是正方体
C.有两个面是互相平行且相似的平行四边形,其余各面都是梯形的多面体是棱台
D.三棱锥的四个面都可以是直角三角形
题型04 棱锥中的相关计算
【典例4】(24-25 高二·上海·课堂例题)侧面都是直角三角形的正三棱锥,底面边长为a,则此棱锥的表
面积是(    )
A.
;
B.
;
C.
;
D.都不对.
 【变式1】(23-24 高一下·天津·阶段练习)正四棱锥底面正方形的边长为4,高与斜高的夹角为
,则
该四棱锥的侧面积为(   )
A.
B.
C.
D.
【变式2】(23-24 高一下·山东济宁·期中)已知正三棱锥P-ABC 的底面边长为6,顶点P 到底面ABC 的
距离是
,则这个正三棱锥的侧面积为(    )
A.27
B.
C.9
D.
【变式3】(24-25 高二上·北京·期中)一个正棱锥,其侧棱长是底面边长的
,这个正棱锥可能是(   )
A.正三棱锥
B.正四棱锥
C.正五棱锥
D.正六棱锥
题型05 棱台中的相关计算
【典例5】(23-24 高一下·四川·期末)如图,正三棱台
的下底面边长为12,上底面边长和侧
棱长均为6,则棱台的高为(    )
A.
B.
C.
D.
【变式1】(24-25 高二上·重庆·期中)已知一个正四棱台的上、下底面边长分别是4 和6,高是
,则它
的侧面积为(    )
A.10
B.
C.40
D.44
【变式2】(23-24 高一下·广东潮州·期末)正四棱台
中,上底面
的边长为2,下
底面ABCD 的边长为4,棱台的高为1,则该四棱台的侧棱长为(    )
A.
B.
C.
D.
【变式3】(23-24 高一下·福建莆田·期中)一个正四棱台的上、下底面边长及体积分别为
,则正
四棱台的斜高是(    )
A.1
B.2
C.3
D.4
【变式4】(2024·陕西·模拟预测)将一个正四棱台物件放入有一定深度的电解槽中,对其表面进行电泳
涂装.如图所示,已知该物件的上底边长与侧棱长相等,且为下底边长的一半,一个侧面的面积为
,
则该物件的高为(    )
A.
B.1
C.
D.3
题型06 棱锥、棱台中的截面问题
【典例6】(23-24 高一下·湖南长沙·期末)在侧棱长为
的正三棱锥
中,
,过
作截面
,则截面的最小周长为(   )
A.
B.4
C.6
D.10
【变式1】(2025·河南郑州·模拟预测)如果棱台的两底面积分别是
,中截面的面积是
,则(    )
A.
B.
C.
D.
【变式2】(24-25 高三下·北京·阶段练习)已知三棱锥的底面是边长为
的正三角形,则过各侧棱中点的
截面的面积为(    )
A.
B.
C.
D.
【变式3】(24-25 高二下·四川内江·开学考试)一棱长为
的正四面体木块如下图所示,点
在平面
内,过点
将木块锯开,且使截面平行于直线
和
,则在木块表面画线的总长度为(   )
A.
B.
C.
D.无法确定
【变式4】(24-25 高二上·上海·课堂例题)正四棱台的上、下底面面积分别为1、4,过棱台高线的中点且
与底面平行的截面面积等于        .
题型07 展开图问题
【典例7】(24-25 高三上·吉林长春·阶段练习)如图,
是正三棱锥且侧棱长为a,E,F 分别是
SA,SC 上的动点,
的周长的最小值为
,则侧棱SA,SC 的夹角为(   )
A.
B.
C.
D.
【变式1】(23-24 高一下·河北·期末)如图,在四棱锥
中,侧棱长均为
,正方形
的边
长为
,
,
分别是线段
,
上的一点,则
的最小值为(    )
A.2
B.4
C.
D.
【变式2】(23-24 高一下·福建龙岩·期中)在正四棱台
中,
,点
为棱
上的动点(含端点),则
的最小值是(    )
A.6
B.
C.8
D.
【变式3】(23-24 高一下·吉林·期中)如图,在正四棱锥
中,
是棱
上的动
点,一只蚂蚁从A 点出发,经过E 点,爬到C 点,则这只蚂蚁爬行的路程的最小值是(    )
A.
B.
C.
D.
【变式4】(23-24 高一下·全国·随堂练习)若一个几何体的平面展开图如图所示.
  
(1)该几何体是          ;
(2)该几何体中与“祝”字相对的是          ,与“你”字相对的是          .
一、单选题
1.(23-24 高一下·海南省直辖县级单位·阶段练习)下列命题正确的是(   )
A.有两个面平行,其余各面都是四边形的几何体是棱柱
B.有一个面是多边形,其余各面是三角形的几何体是棱锥
C.用一个平面去截棱锥,底面与截面之间的部分组成的几何体是棱台
D.有两个面平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行的几何体是棱柱
2.(2025 高三上·江苏徐州·学业考试)如图所示,在三棱台
中,沿平面
截去三棱锥
,则剩余的部分是(    )
A.三棱锥
B.四棱锥
C.三棱柱
D.四棱柱
3.(24-25 高二上·北京·阶段练习)正四棱锥的侧棱长是底面边长的
倍,则
的取值范围是(    )
A.
B.
C.
D.
4.(24-25 高一下·吉林长春·期中)如图所示,观察四个几何体,其中判断正确的是(    )
A.
    是棱台
B.
是圆台
C.
   是棱锥
D.
   不是棱柱
5.(24-25 高一下·北京延庆·期末)已知一个正六棱台的两底面边长分别为
,高是
,则该棱台的
斜高为(    )
A.
B.
C.
D.
6.(2024 高三·全国·专题练习)如图,在正三棱锥
中,
,
,一只虫子从
点出发,绕三棱锥的三个侧面爬行一周后,又回到
点,则虫子爬行的
最短距离是(    )
  
A.
B.
C.
D.
7.(2025 高三·全国·专题练习)已知正四棱锥
的底面积为64,侧棱长
,则该四棱锥的高为
(    )
A.
B.
C.8
D.
8.(2024·江西·模拟预测)光岳楼位于山东聊城古城中央,主体结构建于明洪武七年(1374 年),它是迄
今为止全国现存古代建筑中最古老、最雄伟的木构楼阁之一,享有“虽黄鹤、岳阳亦当望拜”之誉.光岳楼
的墩台为砖石砌成的正四棱台,如图所示,该墩台上底面边长约为32m,下底面边长约为34.5m,高约为
9m,则该墩台的斜高约为(参考数据:
)(    )
A.9.1m
B.10.9m
C.11.2m
D.12.1m
二、多选题
9.(23-24 高二上·四川内江·阶段练习)下列说法中正确的有(    )
A.正四面体是正三棱锥.
B.棱锥的侧面是全等的三角形.
C.正三棱锥是正四面体.
D.延长棱台所有侧棱,它们会交于一点.
10.(2024·河南郑州·模拟预测)下列说法中,错误的为(    )
A.有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体是棱锥;
B.有两个面互相平行,其余四个面都是等腰梯形的六面体是棱台;
C.底面是等边三角形,侧面都是等腰三角形的三棱锥是正三棱锥;
D.棱锥的侧棱长与底面多边形的边长相等,则此棱锥不可能是正六棱锥.
11.(24-25 高三下·广东深圳·阶段练习)莱昂哈德•医拉是历史上最杰出的数学家之一,在数学许多分支
上都可以见到以欧拉命名的常数,公式和定理.在拓扑学中,欧拉公式描述了凸多面体顶点数,棱数和面
数之间的关系:记凸多面体的顶点数为V,棱数为E,面数为F,则
.根据欧拉公式,判断下
列说法正确的是(   )
注:若多面体上任意两点的连线段都在该多面体内(含表面),则称该多面体为凸多面体
A.若某棱锥的棱数比顶点数多5,则该棱锥为六棱锥
B.存在7 条棱的多面体
C.存在每个面都是五边形或六边形的凸多面体,且任意相邻两个面的边数都不同
D.若某凸多面体每个面都是边长为1 的正方形或正五边形,且每个顶点与其相连接的棱所形成的空间
图形均相同,则面数的所有可能取值为6,7,12
三、填空题
12.(24-25 高二上·上海·期中)棱锥的高为9,底面积为162,平行于底面的截面面积为32,则截得的棱
台的高为         .
13.(24-25 高二上·上海奉贤·期中)正三棱台
上底面边长2,下底面边长为4,高为3,则该
正三棱台的斜高为           .
14.(24-25 高二上·上海松江·阶段练习)刻画空间的弯曲性是几何研究的重要内容,在数学上用曲率刻画
空间弯曲性.规定:多面体的顶点的曲率等于
与多面体在该点的面角之和的差(多面体的面的内角叫做
多面体的面角,角度用弧度制),多面体面上非顶点的曲率均为零,多面体的总曲率等于该多面体各顶点
的曲率之和.例如:正四面体(四个面都是等边三角形围成的几何体)在每个顶点有3 个面角,每个面角
是
,所以正四面体在每个顶点的曲率为
,故其总曲率为
.我们把平面四边形
外的
点
连接顶点
、
、
、
构成的几何体称为四棱锥,根据曲率的定义,四棱锥的总曲率为      .
四、解答题
15.(24-25 高一·全国·课后作业)正四棱锥S﹣ABCD 的底面边长为4,高为1,求:
(1)求棱锥的侧棱长和斜高;
(2)求棱锥的表面积.
16.(24-25 高一下·全国·课后作业)如图给出两个几何体:
(1)画出两个几何体的平面展开图;
(2)图①是侧棱长为
的正三棱锥
,
,过点
作截面
分别交
BD,CD 于点E,F,求截面三角形
周长的最小值.
17.(24-25 高一·全国·课后作业)已知正四棱台上底面边长为
,侧棱和下底面边长都是
,求它的
全面积.
18.(24-25 高一下·重庆万州·阶段练习)如图,已知正四棱锥
的底面是面积为4 的正方形
,侧面是全等的等腰三角形,一条侧棱长为3,
为棱
的中点,
为底面正方形
的中心.
  
(1)求四棱锥的高
;
(2)求四棱锥
侧面三角形底面上的高
.
19.(24-25 高一下·宁夏银川·期中)正四棱台两底面边长分别为2 和4.
(1)若侧棱长为
,求棱台的表面积;
(2)若棱台的侧面积等于两底面面积之和,求它的高.