棱台的体积怎么算公式推导
来源 :华课网校 2024-07-29 15:30:54
中棱台是一种几何图形,它由底面为正多边形和顶面为相似但比底面小的正多边形所围成。棱台的体积是指该几何体所占据的三维空间大小,计量单位为立方米(m³)或立方厘米(cm³)等。本文将介绍如何推导出棱台的体积公式。
首先,我们可以将棱台分解为若干个平面图形,如下图所示:
![棱台分解图](https://img-blog.csdn.net/20160429214442900)
其中,$S_1$和$S_2$分别为底面和顶面的面积,$h$为棱台的高度,$l_i$为棱台的侧棱长。为了方便计算,我们需要将棱台分成若干个平面三角形,如下图所示:
![棱台分解为平面三角形图](https://img-blog.csdn.net/20160429214641406)
设棱台的底面为正$n$边形,边长为$a$,则底面面积为$S_1=\frac\tan\frac$。由于顶面为底面的相似图形,设顶面的边长为$b$,则顶面面积为$S_2=\frac\tan\frac$。
由图可知,$l_i=\sqrt)^2}$,因此我们可以求出棱台的所有侧棱长,即$l_1,l_2,\cdots,l_n$。
接下来,我们将棱台分解为若干个平面三角形,如下图所示:
![棱台分解为平面三角形2图](https://img-blog.csdn.net/20160429215621749)
设$\Delta A_iBC$为一组平面三角形,其中$\Delta A_iBC$的面积为$\fracl_ih$,则棱台的体积为:
$V=\fracSh=\frac(S_1+S_2+\sqrt)h$
$=\frac(\frac\tan\frac+\frac\tan\frac+\sqrt\tan^2\frac})h$
$=\frac\cdot\frac\tan\frac\cdot(a^2+b^2+\sqrt)\cdot\frac$
$=\frac\cdot\frac\tan\frac\cdot(a^2+b^2+\sqrt)\cdot l$
其中,$l$为棱台的高度。
综上所述,棱台的体积公式为:
$V=\frac\cdot\frac\tan\frac\cdot(a^2+b^2+\sqrt)\cdot l$。
该公式可以方便地用于计算棱台的体积。
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