| 6.6.1 柱、锥、台的侧面展开与面积 题目答案及解析

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必修二

第六章 立体几何初步

6.6 简单几何体的再认识

6.6.1 柱、锥、台的侧面展开与面积

如图,四边形$ABCD$中,$AD\perp AB$$\angle ADC=120{}^\circ $$AB=2\sqrt{3}$$AD=1$$CD=2$

$(1)$求将四边形$ABCD$绕直线$AD$旋转一周所成几何体的体积;

$(2)$求将四边形$ABCD$绕直线$AB$旋转一周所成几何体的表面积.

[["

$(1)$$13\\pi$

$(2)$$\\left( 2\\sqrt{7}+7 \\right)\\pi$

"]]

$(1)$$CE\perp AD$$CF\perp AB$$E$$F$为垂足,

$\because \angle ADC=120{}^\circ $

$\therefore \angle EDC=60{}^\circ $

$\because CD=2$

$\therefore DE=1$$CE=\sqrt{3}$

$AF=CE=\sqrt{3}$

$AB=2\sqrt{3}$$AD=1$,故$CF=AE=AD+DE=2$

$BF=AB-AF=2\sqrt{3}-\sqrt{3}=\sqrt{3}$

由勾股定理得$CB=\sqrt{C{{F}^{2}}+B{{F}^{2}}}=\sqrt{7}$

由四边形$ABCE$绕直线$AD$旋转一周形成圆台,

${V}_{圆台}=\dfrac{1}{3}\times 2\times \left( 3\pi+12\pi+6\pi \right)=14\pi$

由三角形$CDE$绕直线$AD$旋转一周形成圆锥,

${{V}_{圆锥}}=\dfrac{1}{3}\times 1\times 3\pi=\pi$

$\therefore $ 将四边形$ABCD$绕直线$AD$旋转一周所成几何体的体积为$14\pi-\pi=13\pi$

$(2)$四边形$ABCD$绕直线$AB$旋转一周所成几何体的表面积分为三部分,

$AD$为半径的圆的面积为$\pi$

$CD$为母线的圆台的侧面积$\pi l\left( r+{r}' \right)=2\pi\left( 1+2 \right)=6\pi$

$BC$为母线的圆锥的侧面积$\dfrac{1}{2}\times 2\times 2\pi\sqrt{7}=2\sqrt{7}\pi$

$\therefore $ 该几何体的表面积为$\left( 2\sqrt{7}+7 \right)\pi$$.$

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