性質特點相關計算 正三棱錐的定義


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基本信息編輯
中文名
正三棱錐
外文名
regular triangular pyramid
特點
錐體中底面是等邊三角形
定義
錐體中底面是正三角形,三個側面是全等的等腰三角形的三棱錐
性質
底面是等邊三角形
底面中心
也是重心、垂心、外心、內心
正三棱錐編輯
底面是等邊三角形的幾何體
正三棱錐是錐體中底面是正三角形,三個側面是全等的等腰三角形的三棱錐 。正三棱錐不等同于正四面體,正四面體必須每個面都是全等的等邊三角形 。
目錄
1性質2相關計算
性質
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1.底面是等邊三角形 。
2.側面是三個全等的等腰三角形 。
3.頂點在底面的射影是底面三角形的中心(也是重心、垂心、外心、內心) 。
4.常構造以下四個直角三角形(見圖):

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正三棱錐V-ABC
(1)斜高、側棱、底邊的一半構成的直角三角形;(含側棱與底邊夾角)
(2)高、斜高、斜高射影構成的直角三角形;(含側面與底面夾角)
(3)高、側棱、側棱射影構成的直角三角形;(含側棱與底面夾角)
(4)斜高射影、側棱射影、底邊的一半構成的直角三角形 。
說明:上述直角三角形集中了正三棱錐幾乎所有元素 。在正三棱錐計算題中,常常取上述直角三角形 。其實質是,不僅使空間問題平面化,而且使平面問題三角化,還使已知元素與未知元素集中于一個直角三角形中,利于解出 。
相關計算
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基本公式
h為底高(法線長度),A為底面面積,V為體積,L為斜高,C為棱錐底面周長有:三棱錐棱錐的側面展開圖是由4個三角形組成的,展開圖的面積,就是棱錐的側面積,則:(其中

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為第i個側面的面積)

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三棱錐體積公式證明
如圖,這是一個一般的三棱柱ABC-A’B’C’,它的體積可以分為三個等體積的三棱錐,即三棱錐C-A’AB,三棱錐C-A’B’B,三棱錐A’-CB’C’.因為三棱柱的側面A’ABB’是平行四邊形,所以

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,即其中三棱錐C-A’AB與三棱錐C-A’B’B的底面積相等,它們兩個的頂點都是C,即C到它們底面的距離都相等,所以三棱錐C-A’AB與三棱錐C-A’B’B的體積相等 。而三棱錐C-A’B’B也可以看作是三棱錐A’-BCB’,且三棱錐A’-CB’C’與三棱錐A’-BCB’的底面積相等(即△BCB’與△B’C’C的面積相等),且它們兩個的頂點都是A’,即A’到它們底面的距離都相等,所以三棱錐A’-CB’C’與三棱錐A’-BCB’的體積也相等,故三棱錐C-A’AB,三棱錐C-A’B’B,三棱錐A’-CB’C’的體積都相等,由此可見,一個三棱柱的體積等于三個等體積的三棱錐體積之和,即

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.
海倫秦九韶體積公式
已知三棱錐棱長求其體積的體積公式 。

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正三棱錐
任意一個三棱錐或者說四面體,其棱為a,b,c,d,e,f,其中a與d,b與e,c與f互為對邊,那么有三棱錐(四面體)的體積公式為

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正四面體內切球心
內切球心在頂點與底面重心的連線的距底面

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相關計算:
因為正四面體底面為正三角形,所以斜高線位于任意頂點與底邊中點連線,又三線合一,所以側面重心位于高線距頂點

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處,即可算出頂點與重心(球與側面切點)的距離,又知正三棱錐邊長,即可根據勾股定理算出圓心所在直線(即頂點與底面重心的連線)的長度,即可算出底面與球心的距離(即內切球半徑) 。
正四面體外接球心
外接球心在頂點與底面重心的連線的距頂點

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相關計算:
和計算內切球心一樣算出圓心所在直線(即頂點與底面重心的連線)的長度,即可算出頂點與球心的距離(即外接球半徑) 。
補充高考可能用到的數據(如圖):

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正三棱錐
對于棱長為a的正四面體,有:
【性質特點相關計算 正三棱錐的定義】1、側面高(斜高)為

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2、高為

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3、內切球半徑

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4、外接球半徑

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