几何公式类-几何小题型

几何公式类-几何小题型

记核心公式——勾股 a²+b²=c²,等边高 h=√3/2 a,扇形弧 l=rθ,球表 4πr²;遇不规则形用割补、旋转、对称化规则;比例思想:高相等面积比=底比,30秒速算。

一、基础理论知识


几何结论类问题主要考察平面几何和立体几何中的基本定理、性质及其应用,涉及点、线、面、体的位置关系、距离、面积、体积、最值等。解题需熟练掌握以下知识点:


勾股定理:在直角三角形中,斜边平方等于两直角边平方和,即 $a^2 + b^2 = c^2$
相似三角形:对应角相等,对应边成比例
面积与体积公式
三角形面积:$S = \frac{1}{2} \times \text{底} \times \text{高}$
矩形面积:$S = \text{长} \times \text{宽}$
长方体体积:$V = \text{长} \times \text{宽} \times \text{高}$
圆锥相关公式
母线长:$l = \sqrt{h^2 + r^2}$
侧面积:$S_{\text{侧}} = \pi r l$
侧面展开图(扇形):
弧长:$l_{\text{弧}} = 2\pi r$
圆心角: $\theta = \frac{2\pi r}{l} $(弧度)
弦长:$c = 2l \sin\left(\frac{\theta}{2}\right)$
最值问题:通常利用二次函数、均值不等式或几何性质求解

二、题型识别


几何小题型通常以实际问题为背景,要求计算距离、面积、体积、造价等,选项多为数值或范围。常见特征:


题干描述几何场景(如展厅、蓄水池、道路巡查)
涉及优化问题(如最低造价、最短路径)
需要灵活应用几何定理进行推理计算

三、解题思路


1.
理解题意:明确已知条件、所求问题,注意单位与约束
2.
画图分析:根据题意绘制几何图形,辅助直观理解
3.
选择公式:根据问题类型选用合适的几何公式或定理
4.
建立模型:必要时设未知数,建立方程或函数关系
5.
求解验证:计算后检查是否满足题意,特别是最值问题需确认极值条件

四、经典例题讲解


例题1


题干:某城市规划有一个边长为40米的正三角形数字展厅,展厅中布置有5台投影设备,每台投影设备的尺寸忽略不计,则任意两台设备之间的最小距离:

A.小于10米

B.不超过16米

C.不超过20米

D.在23~28米之间


解题思路

图片
正三角形边长为40米,面积为 $\frac{\sqrt{3}}{4} \times 40^2 = 400\sqrt{3}$ 平方米
要使5台设备之间的最小距离最大化,考虑将设备放置在正三角形的顶点和边的中点上(共6个点,选择5个点)
顶点到顶点距离为40米,顶点到中点距离为20米,中点到中点距离为20米
因此,任意两台设备之间的最小距离最大为20米,即不超过20米

答案:C


例题2


题干:某村拟建造一个容积为144立方米,深度为4米的长方体无盖蓄水池。经测算,蓄水池底部造价为260元/平方米,侧面造价为180元/平方米。那么该水池的最低总造价为:

A.11440元

B.25920元

C.26640元

D.31680元


解题思路

容积 $V = 144$ 立方米,深度 $h = 4$ 米,底面积 $S = \frac{V}{h} = 36$ 平方米
设底面长 $x $,宽 $y $,则 $xy = 36$
总造价 $P = 260 \times 36 + 180 \times 2h(x + y) = 9360 + 1440(x + y)$
在 $xy = 36$ 条件下, $x + y $最小值为当 $x = y = 6$ 时,$x + y = 12$
代入得 $P = 9360 + 1440 \times 12 = 26640$ 元

答案:C


例题3


题干:如图,圆锥高 $6\sqrt{3}$ 厘米,底面半径为6厘米,一只蚂蚁从A点沿圆锥侧面爬行到B点,则最短的距离为______厘米。

图片

A.12

B. $12\sqrt{2} $

C. $6\pi $

D.24


解题思路

图片图片
圆锥母线长 $l = \sqrt{(6\sqrt{3})^2 + 6^2} = \sqrt{108 + 36} = 12$ 厘米
底面周长 $2\pi r = 12\pi $,侧面展开扇形弧长等于底面周长,扇形半径 $l = 12$
扇形圆心角 $\theta = \frac{12\pi}{12} = \pi$ 弧度(180°),展开图为半圆
假设A、B为底面直径两端点,在展开图中对应半圆两端点,但圆心角为90°(因为半圆弧长12π,A、B间弧长6π,对应圆心角 $\frac{6\pi}{12} = \frac{\pi}{2}$ 弧度)
最短路径为展开图中A、B间的弦长: $c = 2 \times 12 \times \sin\left(\frac{\pi}{4}\right) = 24 \times \frac{\sqrt{2}}{2} = 12\sqrt{2} $ 厘米

答案:B