2018-2019学年人教A版高中数学必修二：空间几何体的结构(知识讲解+例题演练)

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空间几何体的结构

【学习目标】

1．利用实物模型、计算机软件观察大量空间图形，认识柱、锥、台、球的结构特征；

2．认识由柱、锥、台、球组成的几何组合体的结构特征；

3．能用上述结构特征描绘现实生活中简单物体的结构．

【要点梳理】

要点一：棱柱的结构特征

1、定义：一般地，有两个面互相平行，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，

由这些面所围成的几何体叫做棱柱．在棱柱中，两个相互平行的面叫做棱柱的底面，简称底；其余各面叫做棱

柱的侧面；相邻侧面的公共边叫做棱柱的侧棱．侧面与底的公共顶点叫做棱柱的顶点．棱柱中不在同一平面上

的两个顶点的连线叫做棱柱的对角线．过不相邻的两条侧棱所形成的面叫做棱柱的对角面．

2、棱柱的分类：底面是三角形、四边形、五边形、……的棱柱分别叫做三棱柱、四棱柱、五棱柱……

3、棱柱的表示方法：

①用表示底面的各顶点的字母表示棱柱，如下图，四棱柱、五棱柱、六棱柱可分别表示为

、、；

②用棱柱的对角线表示棱柱，如上图，四棱柱可以表示为棱柱或棱柱等；五棱柱可表示为棱柱

、棱柱等；六棱柱可表示为棱柱、棱柱、棱柱等．

4、棱柱的性质：棱柱的侧棱相互平行.

要点诠释：

有两个面互相平行，其余各个面都是平行四边形，这些面围成的几何体不一定是棱柱．如下图所示的几何

体满足“有两个面互相平行，其余各个面都是平行四边形”这一条件，但它不是棱柱．

判定一个几何体是否是棱柱时，除了看它是否满足：“有两个面互相平行，其余各个面都是平行四边形”

这两个条件外，还要看其余平行四边形中“每两个相邻的四边形的公共边都互相平行”即“侧棱互相平行”这

一条件，不具备这一条件的几何体不是棱柱．

要点二：棱锥的结构特征

1、定义：有一个面是多边形，其余各面是有一个公共顶点的三角形，由这些面所围成的几何体叫做棱锥．

这个多边形面叫做棱锥的底面．有公共顶点的各个三角形叫做棱锥的侧面．各侧面的公共顶点叫做棱锥的顶点．

相邻侧面的公共边叫做棱锥的侧棱；

2、棱锥的分类：按底面多边形的边数，可以分为三棱锥、四棱锥、五棱锥 ……；

3、棱锥的表示方法：用表示顶点和底面的字母表示，如四棱锥．

要点诠释：

棱锥有两个本质特征：

（1）有一个面是多边形；

（2）其余各面是有一个公共顶点的三角形，二者缺一不可．

要点三：圆柱的结构特征

1、定义：以矩形的一边所在直线为旋转轴，其余三边旋转形成的曲面所围成的几何

体叫做圆柱．旋转轴叫做圆柱的轴．垂直于轴的边旋转而成的曲面叫做圆柱的底面．平

行于轴的边旋转而成的曲面叫做圆柱的侧面．无论旋转到什么位置不垂直于轴的边都叫

做圆柱的母线．

2、圆柱的表示方法：用表示它的轴的字母表示，如圆柱

要点诠释：

（1）用一个平行于圆柱底面的平面截圆柱，截面是一个与底面全等的圆面．

（2）经过圆柱的轴的截面是一个矩形，其两条邻边分别是圆柱的母线和底

面直径，经过圆柱的轴的截面通常叫做轴截面．

（3）圆柱的任何一条母线都平行于圆柱的轴．

要点四：圆锥的结构特征

1、定义：以直角三角形的直角边所在直线为旋转轴，其余两边旋转而成的曲

面所围成的几何体叫做圆锥．旋转轴叫做圆锥的轴．

垂直于轴的边旋转而成的曲面叫做圆锥的底面．不垂直于轴的边旋转而成的

曲面叫做圆锥的侧面．无论旋转到什么位置不垂直于轴的边都叫做圆锥的母线．

2、圆锥的表示方法：用表示它的轴的字母表示，如圆锥．

要点诠释：

（1）用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥，截面是一个比底面小的圆面．

（2）经过圆锥的轴的截面是一个等腰三角形，其底边是圆锥底面的直径，两腰是圆锥侧面的两条母线．

（3）圆锥底面圆周上任意一点与圆锥顶点的连线都是圆锥侧面的母线．

要点五：棱台和圆台的结构特征

１、定义：用一个平行于棱锥(圆锥)底面的平面去截棱锥(圆锥)，底面和截面之间的部分叫做棱台(圆台)；

原棱锥(圆锥)的底面和截面分别叫做棱台(圆台)的下底面和上底面；原棱锥(圆锥)的侧面被截去后剩余的曲面叫

做棱台(圆台)的侧面；原棱锥的侧棱被平面截去后剩余的部分叫做棱台的侧棱；原圆锥的母线被平面截去后剩

余的部分叫做圆台的母线；棱台的侧面与底面的公共顶点叫做棱台的顶点；圆台可以看做由直角梯形绕直角边

旋转而成，因此旋转的轴叫做圆台的轴.

2、棱台的表示方法：用各顶点表示，如四棱台；

3、圆台的表示方法：用表示轴的字母表示，如圆台；

要点诠释：

（1）棱台必须是由棱锥用平行于底面的平面截得的几何体．所以，棱台可还原为棱锥，即延长棱台的所

有侧棱，它们必相交于同一点．

（2）棱台的上、下底面是相似的多边形，它们的面积之比等于截去的小棱锥的高与原棱锥的高之比的平方．

（3）圆台可以看做由圆锥截得，也可以看做是由直角梯形绕其直角边旋转而成.

（4）圆台的上、下底面的面积比等于截去的小圆锥的高与原圆锥的高之比的平方．

要点六：球的结构特征

1、定义：以半圆的直径所在直线为旋转轴，半圆面旋转一周形成的几何体叫做球体，简称球.半圆的半径

叫做球的半径.半圆的圆心叫做球心.半圆的直径叫做球的直径.

2、球的表示方法：用表示球心的字母表示，如球 O.

要点诠释：

（1）用一个平面去截一个球，截面是一个圆面．如果截面经过球心，则截

面圆的半径等于球的半径；如果截面不经过球心，则截面圆的半径小于球的半径．

（2）若半径为的球的一个截面圆半径为，球心与截面圆的圆心的距离

为，则有．

要点七：特殊的棱柱、棱锥、棱台

特殊的棱柱：侧棱不垂直于底面的棱柱称为斜棱柱；垂直于底面的棱柱称为直棱柱；底面是正多边形的直

棱柱是正棱柱；底面是矩形的直棱柱叫做长方体；棱长都相等的长方体叫做正方体；

特殊的棱锥：如果棱锥的底面是正多边形，且各侧面是全等的等腰三角形，那么这样的棱锥称为正棱锥；

侧棱长等于底面边长的正三棱锥又称为正四面体；

特殊的棱台：由正棱锥截得的棱台叫做正棱台；

注：简单几何体的分类如下表：

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