棱柱(prism)沿着长度方向的截面始终相同。要求总表面积,就把它展开成平面图(net),求出每个面的面积再相加。这些面包括两个相同的底面,以及围绕侧面的一组矩形。
这一课属于面积、周长与表面积单元,会用到分解复合图形中的矩形和三角形,以及单位换算中的细心。
怎样快速求侧面的面积?
展开棱柱时,围绕侧面的几个矩形会连成一条长带。长带的长度等于截面的周长,宽度等于棱柱的长。
所以:表面积 = 2 × (一个底面的面积) + (底面周长) × (棱柱长度)。这个捷径适用于任何棱柱,包括三角棱柱、L 形棱柱和梯形棱柱。
步骤
- 画出展开图,标出每个面。
- 求一个底面的面积,再乘以 2。
- 求底面的周长,包括斜边。
- 把周长乘以棱柱的长度。
- 把两个结果相加。
- 写上单位:cm² 或 m²。
例题
一个三角棱柱的截面是直角三角形,三边分别为 6 cm、8 cm 和 10 cm(10 cm 是最长边)。棱柱长 15 cm。求总表面积。
两个底面。 一个三角形的面积 = ½ × 6 × 8 = 24 cm²。两个底面 = 48 cm²。
矩形侧面。 宽度分别是 6、8 和 10,长度都是 15。三角形周长 = 6 + 8 + 10 = 24 cm。长带面积 = 24 × 15 = 360 cm²。
合计。 48 + 360 = 408 cm²。
逐面检验。 6 × 15 = 90,8 × 15 = 120,10 × 15 = 150。90 + 120 + 150 = 360,360 + 48 = 408。两种算法一致。
要留意的错误
有同学求了一个三角形底面,忘了另一个。
错误答案: 24 + 360 = 384 cm²
棱柱有两个底面,这里只算了一个。
第二个常见失误,是把斜边 10 cm 当作三角形的高。公式 ½ × 底 × 高 中的高必须与底垂直,这里就是 8 cm 那条边。画出展开图并逐面打钩,可以同时防住这两种错误。
自我检测
1. 求长方体 5 cm × 4 cm × 3 cm 的总表面积。
显示答案
2 × (5 × 4 + 5 × 3 + 4 × 3) = 2 × (20 + 15 + 12) = 2 × 47 = 94 cm²。
2. 一个封闭圆柱半径 3 cm,高 10 cm。求总表面积。
显示答案
两个圆:2 × π × 3² = 18π。曲面:2π × 3 × 10 = 60π。总和 = 78π = 245.04,即 245 cm²(3 位有效数字)。
3. 一个无盖纸盒长 10 cm,宽 6 cm,高 4 cm。求所需纸板的面积。
显示答案
底面:10 × 6 = 60。两个长侧面:2 × 10 × 4 = 80。两个短侧面:2 × 6 × 4 = 48。总和 = 60 + 80 + 48 = 188 cm²。
接下来学什么
学完本单元的最后一课:用量纲检查面积答案,再做综合练习。免计算器演算训练器有助于练习多步算术。
算术没问题却常漏面?线上一对一数学补习的老师会看你的展开图,逐个面检查有没有漏掉。