第2课时 棱台与圆台的体积
知识点 棱台和圆台的体积
[填一填]
台体(棱台和圆台)的体积公式:V台体=(S上+S下+)h,其中S上、S下分别为台体上、下底面面积,h为台体的高.特别地,圆台的体积公式可以表示为V圆台=πh(r2+rr′+r′2),其中r、r′分别为圆台的上、下底面的半径,h为圆台的高.
[答一答]
根据柱体、锥体、台体之间的关系,你能发现三者的体积公式之间的关系吗?
提示:柱体和锥体可以看作“特殊”的台体,它们之间的关系如下:
(1)柱体、锥体、台体之间的关系:
(2)体积公式之间的关系:
1.计算柱体、锥体和台体的体积时,关键是根据条件找出相应的底面积和高,要充分运用轴截面,将空间问题转化为平面问题.
2.对于圆台问题,注意“补台为锥”的思想方法.
3.割补法求体积
当一个几何体的形状不规则时,无法直接运用体积公式求解,这时一般通过分割与补形,将原几何体分割或补形成较易计算体积的几何体,从而求出原几何体的体积,这种方法就称为割补法.
此时应注意分割过程中的等积特点,切不可出现重复和遗漏.
类型一 棱台的体积
【例1】 已知正四棱台两底面边长分别为20 cm和10 cm,侧面积是780 cm2.求正四棱台的体积.
【思路探究】 可以尝试借助四棱台内的直角梯形.求出棱台底面积和高,从而求出体积.
【解】
如图所示,正四棱台ABCD
-A1B1C1D1中,A1B1=10 cm,AB=20 cm.取A1B1的中点E1,AB的中点E,则E1E是侧面ABB1A1的高.设O1、O分别是上、下底面的中心,则四边形EOO1E1是直角梯形.
由S侧=4×(10+20)·E1E=780,得EE1=13,
在直角梯形EOO1E1中,O1E1=A1B1=5,
OE=AB=10,∴O1O==12,
V正四棱台=×12×(102+202+10×20)=2 800(cm3).