四面體

四面體

錐體的一種
由4個全同正三角形面封閉圍成,具有6個棱和4個頂點,全部頂點可以内接于球的正凸多面體(正四面體),以及其變形體。[1]
    中文名:四面體 外文名: 所屬學科: 英文名:Three pyramid 别名:三棱錐 組成:四個三角形組成 應用:弓箭頭,三棱刮刀 屬性:錐體的一種 性質:幾何體

基本介紹

幾何體,錐體的一種,由四個三角形組成,亦稱為四面體,它的四個面(一個叫底面,其餘叫側面)都是三角形。

平面上的多邊形至少三條邊,空間的幾何體至少四個面,所以四面體是空間最簡單的幾何體。四面體又稱三棱錐。三棱錐有六條棱長,四個頂點,四個面。底面是正三角形,頂點在底面的射影是底面三角形的中心的三棱錐稱作正三棱錐;而由四個全等的正三角形組成的四面體稱為正四面體。

體積公式

棱錐的側面積及全面積、體積公式、底面積公式

棱錐的側面積及全面積

棱錐的側面展開圖是由各個側面組成的,展開圖的面積,就是棱錐的側面積,則S棱錐側=S1+S2+…+Sn(其中Si,i=1,2…n為第i個側面的面積)

S全=S棱錐側+S底

棱錐的底面積公式:S底=長×寬

棱錐和圓錐統稱錐體,錐體的體積公式是:v=1/3sh(s為錐體的底面積,h為錐體的高)。

斜棱錐的側面積=各側的面積之和

正棱錐的側面積:S正棱錐側=1/2chˊ(c為底面周長,hˊ為斜高)。

棱錐的中截面面積:S中截面=1/4S底面

公式說明

折疊體積

棱錐的體積取決于平面外頂點到底面的距離,以及底面多邊形的面積。前者稱為棱錐的高,後者稱為棱錐的底面積。設為棱錐的高,為棱錐的底面積,為棱錐的體積,則棱錐的體積可以用以下公式計算:這個公式早在公元三世紀就得到了證明。現代的證明一般使用積分。

假設有棱錐PA1A2...An,其中A1A2...An為底面的n邊形,P為棱錐頂點。設P在底面的投影為Q點,PQ的長度為h。在線段PQ上取一點X,使得線段PX的長度為x:0≤x≤h,那麼過點X而且與底面平行的平面截棱錐得到的形狀是一個和底面的n邊形相似的n邊形,記作Ax1Ax2...Axn,它的面積Sx與底面積S的比值等于PX與PQ的比值的平方:在點X附近截取的“一片”棱錐“切片”,它的體積大約等于:所以棱錐的體積等于積分:對于正棱錐,假設它的底面是正n邊形,邊長為a,高是h,那麼底面積是:所以它的體積是:

折疊表面積

棱錐的側面展開圖是由各個側面組成的,展開圖的面積,就是棱錐的側面積Sc,其中是第i個側面的面積。棱錐的表面積等于棱錐的側面積Sc加上底面積S。假設頂點的投影Q點到第i個側面對應的底邊的距離是di,底邊的長度是ai,那麼棱錐的側面積:對于正n棱錐,頂點到底面的投影是底面正n邊形的中心。所以投影點到每一邊的距離都相等:因此棱錐的斜高也就是側面三角形的高:棱錐的側面積[4]:87:其中p是底面正n邊形的周長。假設底面正n邊形的邊長是a,高是h,那麼它的周長是na,中心到每一邊的距離是。所以斜高是:側面積是:

應用實例

三棱錐P—ABC的側棱PA,PB,PC兩兩互相垂直,側面面積分别是6,4,3,則三棱錐的體積是多少?

解:設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PBC PA=X=3.

∴三棱錐的體積:1/3*S△PBC*PA=4。

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