圆台

圆台

用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥,底面与截面之间的部分叫做圆台,也称圆亭。圆台同圆柱和圆锥一样也有轴、底面、侧面和母线,并且用圆台台轴的字母表示圆台。

以直角梯形垂直于底边的腰所在直线为镟转轴,其余各边镟转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆台.镟转轴叫做圆台的轴.直角梯形上、下底镟转所成的圆面称为圆台的上、下底面,另一腰镟转所成的曲面称为圆台的侧面,侧面上各个位置的直角梯形的腰称为圆台的母线,圆台的轴上的梯形的腰的长度叫做圆台的高[上图的线段AG],圆台的高也是上、下底面间的距离.

圆台也可认为是圆锥被它的轴的两个垂直平面所截的部分,因此也可叫"截顶圆锥"。

随着圆锥形状不同,圆台的称呼也不相同。一般说到圆台都是指正圆台,也就是指正圆锥截出的圆台。正圆台和圆形有相同的对称结构。以下除非另作注明,“圆台”都指正圆台。

  • 中文名称
    圆台
  • 外文名称
    Frustum of a cone

概述简介

将等腰梯形以其对称轴旋转180°所得到的几何体即为圆台。

以直角梯形垂直于底边的腰所在直线为旋转轴,其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆台.旋转轴叫做圆台的轴.

圆台

直角梯形上、下底旋转所成的圆面称为圆台的上、下底面,另一腰旋转所成的曲面称为圆台的侧面,侧面上各个位置的直角梯形的腰称为圆台的母线,圆台的轴上的梯形的腰的长度叫做圆台的高,圆台的高也是上、下底面间的距离.

圆台也可认为是圆锥被它的轴的两个垂直平面所截的部分,因此也可叫“截头圆锥”.

面积公式

体积公式

其中r'是上底面半径,r是下底面半径。

表面积公式

S=πr²+πR²+πRl+πrl=π(r²+R²+Rl+rl)

r-上底半径、R-下底半径、h-高、l—母线=根号下[(R-r)²+h²]

特殊情况

​圆台的底面和顶面近似时,圆台体积可近似为:圆台的底面面积S1加顶面面积S2除以2的平均面积1/2(S1+S2)的一个圆柱体乘以高h,即

公式说明

r-上底半径

R-下底半径

h-高

l—母线

套用实例

另外,由h2∶h=r2∶r1有r1h2=r2h,

r1h2=r2(h1+h2),r1h2-r2h2

=r2h1

将②代入①,

由此可知,如果知道上底面、下底面的半径和圆台的高度,即可求出圆台的体积,在此式中也有π。

下面求圆台的表面积(全表面积)。这样的问题用展开图描绘比较容易理解。

因为上底面和下底面都是圆,所以其面积为πr22+πr12=π(r22+r12),侧面面积为

(侧面的面积)=πr1l-πr2l2

=π〔r1(l1+l2)-r2l2〕

=π〔r1l1+l2(r1-r2)〕 ①

另外,因为r2∶r1=l2∶l

及r2∶r1=l2∶(l1+l2)

有r2(l1+l2)=r1l2

r2l1+r2l2=r1l2,r2l1=l2(r1-r2 )

将②式代入①式,有

=π(r1l1+r2l1)

=πl1(r1+r2)

由此可知,为了求圆台的表面积,可求出上底面和下底面的半径及斜高(不是高度,而是母线的一部分),即可像下面那样求表面积。

(表面积)=(上、下两个圆的面积)+(侧面积)

=π(r22+r12)+πl1(r1+r2)

=π(r1l1+r22+r12+r2l1)

=π{r1(l1+r1)+r2(l1+r2)}

在此,π也起着重要作用。

重新整理写出圆台的体积V和表面积S的计算公式:

S=π〔r1(l1+r1)+r2(l1+r2)〕

性质

  1. 平行于底面的截面是圆。
  2. 过轴的截面是等腰梯形。
  3. 同别的棱台一样,若它是一个圆锥体在½处截断,则上底半径也应为下底的1/2。过圆台侧面一点有且只有一条母线。
  4. 如果沿一个直角梯形的一条直角边旋转一周,将得到一个圆台。
  5. 圆台任意两条母线延长后交于一点。

直观图

圆台的上、下底面都是圆,圆的直观图,一般不用斜二侧画法,而用正等测画法。它的规则是:

(1)在已知图形圆O中取互相垂直的轴Ox,Oy。画直观图时,把它们画成对应的轴O'x',O'y',使∠x'O'y'=120°(或60°),它们确定的平面表示水準平面;

(2)已知图形上平行于x轴或y轴的线段,在直观图中,分别画成平行于x'轴或y'轴的线段;

(3)平行于x轴或y轴的线段,长度都不变。

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