几何公式类-立体图形

几何公式类-立体图形

柱体体积=底面积×高;锥体=1/3×底×高;台体=1/3h(S1+S2+√S1S2)。球表4πr²、体4/3πr³;斜棱柱侧面积=直截面周长×侧棱。先判形套公式,再算比例速得答案。

一、基础理论知识


立体几何问题主要涉及常见立体图形(如圆柱、圆锥、正方体、长方体等)的体积、表面积计算,以及图形切割、组合等变换。关键公式包括:


圆柱体

体积:$ V = \pi r^2 h $
侧面积:$ S_{\text{侧}} = 2\pi rh $
表面积:$ S = 2\pi r (r + h) $

正方体

体积:$ V = a^3 $
表面积:$ S = 6a^2 $

长方体

体积:$ V = lwh $
表面积:$ S = 2(lw + lh + wh) $

圆锥体

体积:$ V = \frac{1}{3} \pi r^2 h $
侧面积: $S_{\text{侧}} = \pi r l $ (其中 $ l $ 为母线长, $ l = \sqrt{r^2 + h^2} $)

圆台

侧面积: $S_{\text{侧}} = \pi (R + r) l $(其中 $ R, r $ 为上下底半径, $l $ 为母线长)

二、题型识别


立体图形问题在行测中常以以下形式出现:

计算体积、表面积或比例
图形切割、组合后的面积或体积变化
实际应用问题(如包装、装载、浮力等)
比较大小或求最大值/最小值

解题时需注意:

识别图形类型和关键参数(如半径、高、边长)
理解切割或组合后的图形变化
灵活应用公式,注意单位统一

三、解题思路


1.
仔细读题:明确所求量(如体积、表面积、比例等)
2.
图形分析:画出草图或想象立体结构,识别图形类型
3.
公式应用:根据图形选择合适公式,代入已知条件
4.
计算求解:注意近似计算(如 $ \pi \approx 3.14 $)和单位转换
5.
验证答案:检查计算过程,确保逻辑合理

四、经典例题讲解


例题1:圆台侧面积之比


题干:

某品牌奶茶所用纸杯均为圆台型。已知M型纸杯的上、下口直径分别为70毫米、50毫米,高为80毫米;N型纸杯的上、下口直径分别为60毫米、45毫米,高为60毫米。则M型纸杯与N型纸杯的侧面积之比为( )。


A. 16:7

B. 32:21

C. 48:35

D. 64:49


解题思路:

图片

圆台的侧面积公式为:

$S_{\text{侧}} = \pi (R + r) l $

其中 $ l = \sqrt{h^2 + (R - r)^2} $


1.
计算M型纸杯的侧面积:
上口半径 $ r_M = 25 $ mm,下口半径 $ R_M = 35 $ mm
高 $ h_M = 80 $ mm
母线长 $ l_M = \sqrt{80^2 + (35-25)^2} = \sqrt{6500} = 10\sqrt{65} $ mm
侧面积 $ S_M = \pi (35+25) \times 10\sqrt{65} = 600\pi \sqrt{65} $

2.
计算N型纸杯的侧面积:
上口半径 $ r_N = 22.5 $ mm,下口半径 $ R_N = 30 $ mm
高 $ h_N = 60 $ mm
母线长 $ l_N = \sqrt{60^2 + (30-22.5)^2} = \sqrt{3656.25} $
侧面积 $ S_N = \pi (30+22.5) \times l_N = 52.5\pi l_N $

3.
计算比值:

$\frac{S_M}{S_N} = \frac{600\sqrt{65}}{52.5 \times \sqrt{3656.25}} \approx 1.524 $


4.
对照选项:
B. 32:21 ≈ 1.524

答案: B




例题2:正方体奶酪切割


题干:

某工厂加工出一批正方体奶酪,抽检时质检员从奶酪中切下了一个厚度为2厘米的长方体(如图所示)。如果剩余奶酪的体积为144立方厘米,则奶酪原本的边长为()厘米。

图片

A. 4

B. 6

C. 8

D. 10


解题思路:


1.
设正方体边长为 $ a $ 厘米
2.
切下的长方体体积为 $ a \times a \times 2 = 2a^2 $
3.
剩余体积:$ a^3 - 2a^2 = 144 $
4.
解方程:$ a^3 - 2a^2 - 144 = 0 $
代入 $a = 6 $: $216 - 72 = 144 $,符合

答案: B




例题3:长方体切割成正方体


题干:

一个长方体木块恰能切割成五个正方体木块,五个正方体木块表面积之和比原来的长方体木块的表面积增加了200cm²。则长方体木块的体积为多少?


A. 625cm³

B. 125cm³

C. 500cm³

D. 750cm³


解题思路:


1.
设正方体边长为 $a $,则长方体体积为 $ 5a^3 $
2.
原长方体表面积(长宽高为 $5a, a, a $):

$S_{\text{原}} = 2(5a \cdot a + 5a \cdot a + a \cdot a) = 22a^2 $

3.
五个正方体表面积之和:$ 5 \times 6a^2 = 30a^2 $
4.
增加的面积:$ 30a^2 - 22a^2 = 8a^2 = 200 $
解得 $a^2 = 25 $,$ a = 5 $
5.
长方体体积: $V = 5 \times 5^3 = 625 $ cm³

答案: A