定義
底面是正三角形。n頂點在底部的投影是底部三角形的中心。
性質
底面是等邊三角形。n側面是三個全等的等腰三角形。n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、内心)。
常構造以下四個直角三角形(見圖):
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)
高、斜高、斜高射影構成的直角三角形;(含側面與底面夾角)
高、側棱、側棱射影構成的直角三角形;(含側棱與底面夾角)
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。
正三棱錐:底面是正三角形,頂點在底面的射影是底面三角形的中心的三棱錐(正三棱錐不等同于正四面體,正四面體必須每個面都是正三角形)
相關計算
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Si,i= 1,2為第i個側面的面積)S全=S棱錐側+S底S正三棱錐=1/2CL+S底V=1/3A(底面積)*h。
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△A'AB的面積=△A'BB'的面積,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V三棱錐=1/3S·h.2三棱錐公式。
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。
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,那麼有三棱錐(四面體)的體積公式
正四面體内切球心
為内切球心在頂點與底面重心的連線的距底面1/4處
相關計算:因為正三棱錐底面為正三角形,所以高線位于任意頂點與底邊中點連線,又三線合一,所以重心位于高線距頂點2/3處,即可算出頂點與重心的距離,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(即内切球半徑)。
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3/4處
相關計算:和計算内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)
對于棱長為a的正四面體,有:
側面高(斜高)為(a√3)/2
高為(a√6)/3
内切球半徑(a√6)/12
外接球半徑(a√6)/4