魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 能力指標分年細目 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 - 角柱與圓柱 9-s- 能認識線與平面 平面與平面的垂直 關係與平行關係 9-s- 能理解簡單立體圖 形

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1 情境動畫 將章首頁圖片內容 以動畫演出 引導 學生從生活情境中 學習數學概念的運 用 互動 從上述的動畫以互 動的方式進行生活 化與數學核心概念 的測驗 情境動畫 互動 素養PPT - 角柱與圓柱 - 角錐與圓錐 溫故學習 素養PPT 提供素養試題與解 答的 PPT 亦可自 行編修內容 方便 教學使用 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 些的名稱分別是什麼 解 正方體 長方體 三角柱 圓柱 本章歷屆基會題數統計 圓錐 三角錐 會 考 觀 測 站 歷屆基會趨勢 本章歷屆基會題數統計 8 球

2 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 能力指標分年細目 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 - 角柱與圓柱 9-s- 能認識線與平面 平面與平面的垂直 關係與平行關係 9-s- 能理解簡單立體圖 形 9-s- 能理解簡單立體圖 形的展開圖 並能 利用展開圖來計算 的表面積 或側面積 9-s- 能計算直角柱 直 圓柱的體積 - 角錐與圓錐 9-s- 能理解簡單立體圖 形 9-s- 能理解簡單立體圖 形的展開圖 並能 利用展開圖來計算 的表面積 或側面積 會考停看聽 的考試內容分為展開圖的概念 體積與表面積的計算 其中展開圖的概念可分為 由形體判斷展開圖或由展開圖判斷形體 對學生在空間概念上有一定的難度 體積與表面積的計算 在圖形上 可以變化出多樣的考題 有時還會與展開圖的概念結合應用 8

3 - 角柱與圓柱.長方體與正方體 可看到 0 度旋轉 也可以看 到圖形的展開圖.圓柱.柱體的應用 柱體 現在先來看看較常見的長方體與正方體 再觀察柱體有何共同的特性 - 角柱與圓柱 - 角錐與圓錐 小時 圖 - 溫故學習 長方體與正方體 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 了解正方 體 長方體 其頂 活動 對應能力指標 9-s- 9-s- 長方體有 個面 8 個頂點 條稜邊 它的 個面可以分為 組 每組 些的名稱分別是什麼 點 面 稜邊的組 都有 個全等的矩形 其展開圖如圖 - 所示 合 並知道它們的 頂點 展開圖 面 正方體.角柱 基會PPT 柱體是生活中常見的 例如 粉筆盒 茶葉罐與巧克力盒等都是 長方體與正方體 第二章 長方體 稜邊 長方體表面積 長 寬 寬 高 長 高 三角柱 圖 - 將長方體紙盒施 壓 形成如下的 圖形 稱為平行 六面體 圓柱 解 下列何者不是長方體的展開圖 圓錐 三角錐 球 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 8 有一個長方體 體積為 立方公分 若長為 公分 寬為. 公分 0 平方公分 則其表面積為

4 搭配習作 P 基礎題 角柱與圓柱 7 正方體是長 寬 高皆等長的長方體 它同樣有 個面 8 個頂點 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 條稜邊 其展開圖如圖 - 所示 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 基會 配合教學進度 呈 現歷屆大考題目與 解答 圖 - 基會試題 基會 90 基測 II 第 0 題 99 基測 II 第 9 題 解 下列哪些是正方體的展開圖 正方體的表面積為 邊長 邊長 教師可試著讓學生 畫 出 正 方 體 的 種展開圖 由隨堂練習可知 長方體與正方體的展開圖都不只一種 例 正方體的表面積 基會 如圖 將 7 塊邊長為 公分的小正方體 堆成邊長 為 公分的實心正方體 若拿掉圖中 塊灰色的小正 方體 則新的表面積為多少平方公分 解 大正方體的表面積為 平方公分 如圖 拿掉 塊灰色的小正方體後 表面積少了 個灰色小正方形的面積 但多出了 9 個黃色小正方形的面積 基會試題 新的表面積為 9 8 平方公分 9 基測 I 第 題 9 基測 II 第 8 題 97 基測 II 第 題 0 基測第 題 基會 0 基測第 題 右圖的長方體與下列選項中的均是由邊長為 公分的小正方體緊密堆砌而成 若下列有一的 表面積與右圖的表面積相同 則此圖為何 8

5 8 活動 了解線與平 第二章 面 平面與平面的 右圖為邊長 公分的小正方體所堆成的實心正方體 垂直與平行 若拿掉圖中 個灰色的小正方體 則新的 表面積為多少平方公分 解 大正方體的表面積為 平方公分 空間中 平面 與平面 的關係 有下列三種情形 兩平面互相平行 拿掉 個灰色小正方體後 外面少了 個灰色小正方形的面積 角柱與圓柱 - 裡面多出 個白色小正方形的面積 新的表面積為 角錐與圓錐 平方公分 - 兩平面的垂直 兩平面交於一線 長方體任何相鄰兩面都互相垂直 例如 溫故學習 圖 - 中 長方形 與長方形 這兩個平面互相垂直 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 些的名稱分別是什麼 兩平面重合 圖 - 因此 想要判別已知的兩個平面是否互相垂直 我們可以用長方體來 檢驗 正方體 長方體 兩個平面互相垂直 國中階段直觀的使 用長方體來檢驗兩 平面是否互相垂 直 毋須定義 二 面角 當然也可 使用三角板 書 本 等 其 它 工 具檢驗 若長方體的相鄰兩面可同時與兩個 平面緊密貼合 如圖 - 所示 就 三角柱 圓柱 稱兩個平面互相垂直 圖 - 兩個平面不垂直 若長方體與兩個平面無法 密合 產生空隙 如圖 - 球 圓錐 三角錐 空隙 空隙 或圖 -7 所示 則這兩個 平面就不垂直 加強 會 考 觀 測 站 加強演練題 8 右圖是一個正六角柱 回答下列問題 側面與底面是否互相垂直 是 側面與側面是否互相垂直 否 有幾對互相平行的面 對 圖 - 圖 -7

6 角柱與圓柱 9 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 解 下列選項中 哪一個是正確的 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 L 巧克力盒的側面與底面 互相垂直 金字塔的側面與底面 互相垂直 教師可以先告訴 學生 直角柱的底 面與側面互相垂 直 此概念在後 面會學習到 直線與平面的垂直 長方體也可以用來判別一條直線 L 與一個已知平面是否互相垂直 L 將一個長方體放到平面上 如圖 -8 如果 直線 L 能夠與長方體的稜邊 重疊 則 直線 L 垂直於此平面 圖 -8 L 因為長方體的高與上下兩平行底面均垂直 由圖 -8 進一步可知 一條直線同時垂直於 兩個平面時 則這兩個平面互相平行 如圖 如圖 直線 L 與平 面 不垂直 但直 線 L 與平面 上的 互相垂直 L -9 圖 -9 L 將一個長方體放到平面上 如圖 -0 如果 直線 L 無法與 重疊 則直線 L 不垂直於此 平面 圖 -0 精熟 會 考 觀 測 站 精熟演練題 如圖 為平面 上的三個點 P 垂直於平面 若 P 求 P P 87

7 70 第二章 校園中 我們可以看到地面上 垂直 豎立的旗杆 在不同的時刻 旗杆的 影子和旗杆會互相垂直 如圖 - 所示 空間中 直線 L 與 平面 的關係有下 列三種情形 直線與平面平行 沒有交點 L 早上 0 時的影子 下午 時的影子 - 角柱與圓柱 早上 8 時的影子 直線與平面交於 一點 L - 角錐與圓錐 圖 - 事實上 當直線 L 與平面垂直且相交於 點 所有平面上過 點的直線 直 線 在 平 面 上 有無限多個交 點 溫都會與直線 故 學 習 L 互相垂直 如圖 - 所示 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這L L 些的名稱分別是什麼 正方體 長方體 圖 - 圓柱 三角柱 為 上一點 解 如圖 長方體中 P 勾選出與 垂直的線段 L L L P L 三角錐 圓錐 P 球 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 右圖長方體中 P Q 分別為 上的一點 勾選出下列哪兩條線段互相垂直 L 與 L 與 Q P 與 L Q 與 與 P 與 88 Q P

8 趣味數學 例 角柱與圓柱 7 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 搭配習作 P 基礎題 直線與平面的垂直 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 右圖是一個邊長為 0 公分的正方體 為其中 P 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 的一個頂點 P 為 與 的交點 求 P 的度數 趣味數學 數學腦筋急轉彎 將數學概念活學活 用 P 的長度 解 與平面 互相垂直 P P 在平面 上 P 可知 P 90 由正方形兩條對角線互相平分 可知 P P P 0 0 公分 ػ ᄲણ P P P 求 P 解 為直角三角形 教師在講解例題 時 可以特別強調 截面 是一個 矩形 活化體驗站 如圖 長方體中 P 為 上一點 9 對於空間概念不佳 的學生 例題 是 一大難題 教師可 藉由教具 模型或 教室的空間 慢慢 引導 9 P P 為直角三角形 P 有一塊正方體的大 蛋糕 若想把它切 成 7 塊小蛋糕 且每塊小蛋糕的體 積皆相同 則最少 要切多少刀 刀 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 如圖 長方體中 P 為 的中點 若 0 求 P 與 P P P P 89

9 7 第二章 角柱 對應能力指標 9-s- 9-s- 9-s- 如果角柱的側面與上 下兩底面均互相垂直 稱為直角柱 如果側面與 可看到 0 度旋轉 也可以看 到圖形的展開圖 上 下兩底面不垂直 稱為斜角柱 如圖 - 在本教材中 如果沒有特別 說明 所指的都是直角柱.角柱.直角柱與斜角柱 上底面 - 角柱與圓柱 角錐與圓錐 - 側面 透過操作動畫 可 以從不同視角觀察 角柱的頂點 邊 面和展開圖 下底面 直角柱 斜角柱 溫故學習 圖 - 活動 理 解 正 n 角 直角柱有兩個全等的多邊形底面和數個矩形的側面 其側面與底面均互相 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 柱 其頂點 面 些的名稱分別是什麼 垂直 而兩個全等的多邊形底面互相平行 這兩個底面之間的距離稱為角柱的 稜邊的組合 並知 高 底面為三角形的柱體 稱為三角柱 同樣地 底面為五邊形的柱體 就稱 道它們的展開圖 為五角柱 而所有的長方體與正方體都是四角柱 也就是說 底面為 n 邊形的 計算其體積與表面 柱體 稱為 n 角柱 正方體 積 國中階段未強調 面與面垂直的判 別方法 教師可 以用直角三角形 三 角 板 作 為 判別依據 如下 圖 搭配習作 P 基礎題 長方體 解 觀察下列角柱各有幾個頂點 幾條稜邊和幾個面 並完成此表 三角柱 圓柱 形體 項目 三角柱 頂點數 圓錐 三角錐 四角柱 8 球 五角柱 n 角柱 六角柱 0 n 稜邊數 9 8 n 面數 7 8 n 加強 會 考 觀 測 站 加強演練題 若八角柱共有 a 個頂點 b 個面 c 條稜邊 則 a b c 0 某 n 角柱有 0 條稜邊 x 個頂點 y 個面 則 x y 90

10 角柱與圓柱 7 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 下面是一些常見角柱的展開圖 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 形體 展開圖 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 三 角 柱 四 角 柱 教師可詢問學生其 它柱體是否有不一 樣的展開型態 教師可讓學生標示 出組合成角柱後會 互相重合的兩對應 邊 讓學生對立體 圖形的展開圖與原 之間有更 深刻的連結 教師可視情況讓學 生觀察 每一種角 柱的 頂點數 面 數 稜邊數 是一 個固定的數值 五 角 柱 解 右圖是一個六角柱的展開圖 其上下兩底面 均為正六邊形 側面為六個全等的矩形 利 用附件 9 將它摺成觀察 請列出 此六角柱中所有互相平行的面 與 與 與 與 互相平行 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 如圖 將一個平行四邊形柱體切割後 拼成一個長方體 則下列敘述何者正確 兩個柱體體積相同 兩個柱體的底面積相同 兩個柱體的高相同 以上皆是 9

11 7 第二章 角柱的體積與表面積 國小時曾經學過角柱的體積與表面積的計算方法 基會 角柱體積 底面積 高 配合教學進度 呈 現歷屆大考題目與 解答 角柱表面積 兩底面的面積和 所有側面矩形的面積和 我們可以由展開圖來計算角柱的表面積 角柱的體積與表面積 角柱與圓柱 - 例 基會 如圖 有一塊五角柱積木 角錐與圓錐 - 7 求其體積及表面積 教師可視情況讓 學生討論 正 n 角柱有幾對互相 平行的面 解 0 底面積 溫故學習 體積 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 例題 是將底面 分割為一個四邊 形及一個三角形 做計算 由五角柱的展開圖可知 些的名稱分別是什麼 五角柱的表面積 0 兩個 正方體 的面積 長方體 的面積 基會試題 9 基測 II 第 題 9 基測 II 第 7 題 9 基測 II 第 題 00 基測 I 第 7 題 00 聯測第 8 題 三角柱 圓柱 右圖是一個六角柱 它的底面周長為 公分 柱體的高為 0 公分 則此六角柱側面的面積和 是多少平方公分 解 底面周長 側面矩形的總長 故側面的面積和 0 0 圓錐 三角錐 平方公分 球 基會 00 聯測第 8 題 9 某直角柱的兩底面為全等的梯形 其四個側面的面積依序為 0 平方公分 平方公分 0 平方公分 0 平方公分 且此直角柱的高為 公分 求此直角柱的體積為多少立方公分 9 0

12 角柱與圓柱 7 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 由例題以及隨堂練習可知 角柱的側面是由數個矩形所構成 我們可將 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 角柱的側面展開成一個較大的矩形 展開圖中矩形的長即為底面的周長 而 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 矩形的寬即為角柱的高 例 由展開圖求角柱的表面積與體積 搭配習作 P 基礎題 右圖是一個四角柱的展開圖 求此四角柱的體積與表面積 解 四角柱的底面可分成兩個直角三角形 四角柱的底面積 四角柱的體積 由四角柱的展開圖可知 四角柱的表面積 兩個 的面積 求柱體的表面 積 若側面積有 許多個容易漏掉 或不容易計算的 面時 教師宜告 訴 學 生 利 用 底 面 周 長 高 來 計算側面積的 和 會比較快速 且不易出現計算 的錯誤 教師若要增加例 題 的難度 底 面可給斜邊長與 其 中 一 股 長 如 下圖 由學生算 出另一股長 再 算其體積與表面 積 8 的面積 7 0 右圖是一個三角柱的展開圖 求此三角柱的體積與表面積 解 底面積 8 三角柱的體積 7 8 底面直角三角形的斜邊 三角柱的表面積 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 如圖 已知六角柱的底面為邊長 0 公分的正六邊形 柱高為 0 公分 求其體積與表面積 體積為 8000 立方公分 表面積為 平方公分 9

13 7 第二章 圓柱 圓柱是上 下底面為等圓的柱體 如圖 - 兩底面圓心的連線與兩 可看到 0 度旋轉 也可以看 到圖形的展開圖 底面的所有半徑都垂直 的圓柱稱為直圓柱 不垂直的稱為斜圓柱 在本教材 中所討論的圓柱 若未特別說明 都是直圓柱 圓柱 - 角柱與圓柱 透過操作動畫 可 以從不同視角觀察 圓柱的邊 面和展 開圖 - 角錐與圓錐 直圓柱 斜圓柱 圖 - 溫故學習 活動 了 解 圓 柱 的 圓柱的體積與表面積 展開圖 並計算其 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 圓柱體積的求法和角柱一樣 也是 底面積 高 體積與表面積 些的名稱分別是什麼 將一個圓柱展開 可以得到下面的圓柱展開圖 下面兩個圖都不 是圓柱的展開圖 上底面 上底面 正方體 長方體 側面 高 高 底面圓周長 下底面 三角柱 圓柱 長方形的邊比圓 的周長短 下底面 圖 - 在圖 - 的展開圖中 圓柱的表面積等於上 下底面的圓面積與側面的 面積和 如果將側面展開成一個矩形 而矩形的長等於底面圓周長 矩形的寬 圓錐 三角錐 球 是圓柱的高 由此可知 圓柱的表面積 兩底面的圓面積和 底面圓周長 高 長方形的邊比圓 的周長長 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 右圖是一個直徑為 0 公分的半圓柱 求其體積與表面積 體積為 00π 立方公分 表面積為 π 平方公分 0 0 長度單位 公分 9

14 角柱與圓柱 77 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 解 下面各選項的圖形中 圓的半徑皆為 四邊形皆為矩形 判別下列 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 基會 哪一個是圓柱的展開圖 配合教學進度 呈 現歷屆大考題目與 解答 π π π 例 圓柱的體積與表面積 搭配習作 P 基礎題 基會 教師可利用下圖 讓學生動動腦 判斷是否為圓柱 的展開圖 是 一個高 0 公分 底圓半徑 公分的圓柱積木 體積是多少立方公分 表面積是多少平方公分 π 解 體積 π 0 0π 立方公分 表面積 π π 0 兩底面的圓面積和 斜圓柱的展開圖 應避免作為評量 的試題 底面圓周長 高 π 80π 基會試題 π 平方公分 98 基測 I 第 題 98 基測 II 第 題 0 會考第 9 題 一個圓柱的底面積為 π平方公分 高為 公分 則此圓柱的體積是多少 立方公分 表面積是多少平方公分 解 底面積為 π平方公分 底圓半徑為 8 公分 體積 π 0π 立方公分 表面積 π 8 π 08π 平方公分 基會 98 基測 I 第 題 如圖 在水平桌面上有甲 乙兩個內部呈圓柱形的容器 內部底面積分別為 80cm 00cm 且甲容器裝滿水 乙容 器是空的 若將甲中的水全部倒入乙中 則乙中的水位高 度比原先甲的水位高度低了 8cm 求甲的容積為何 80cm 0cm 00cm 甲 乙 000cm 9

15 78 第二章 互動 柱體的應用 互動 對應能力指標 9-s- 9-s- 透過的局部展開圖 可以計算長方體表面上兩點之最短距離 螞蟻爬盒子 例 長方體表面上兩頂點之最短距離 如圖 已知一個長方體的長 寬 高分別為 公分 今有一隻螞蟻 從頂點 通 表面上兩點的最短 距離 可搭配附件 0 操作 角錐與圓錐 - 距離 - 過 角柱與圓柱 到達頂點 求此螞蟻爬行路徑的最短 活動 了 解 長 方 體 思路分析 兩點間的距離以直線距離最短 由此長方體的局部展開圖可知 螞蟻從 點 通過 到達 點 最短距離為平面 上的 有關長方體表面 上兩頂點的最短 距離 教師宜讓 學生從例題及隨 堂練習中 觀察 得到結論 溫故學習 解 教師可請同學拿 出附件 0 實際操 作觀察 讓學生 對空間的概念更 加熟悉 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 些的名稱分別是什麼 直角三角形 中 0 正方體 長方體 所以最短距離為 0 公分 三角柱 圓柱 如圖 已知一個長方體的長 寬 高分別為 公分 今有一隻 螞蟻 從頂點 通過 到達頂點 求此螞蟻爬行路徑的最短距離 可搭配附件 0 操作 解 直角 中 圓錐 三角錐 球 0 所以最短距離為 0 公分 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 如圖 已知一個長方體的長 寬 高分別為 公分 今有 一隻螞蟻 從頂點 通過 到達頂點 求此螞蟻爬行路徑的 最短距離 0 公分 9

16 角柱與圓柱 7 例 79 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 搭配習作 P 基礎題 空心柱體的體積 活動 了 解 複 合 立 體圖形是由基本立 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 0 右圖為一個空心的圓柱鋼管 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 求此鋼管材料部分的體積 體圖形組合而成 並計算複合立體圖 形的體積與表面積 0 長度單位 公分 解 鋼管材料部分的體積 π 0 外部圓柱的體積 π 0 內部空心部分的圓柱體積 π 0 π 0 0π 立方公分 9 課綱中 複合 的內容 有過多的情形 所以在 97 新課綱 中有所調整 此處只研究關於 柱體的複合立體 圖形 教師不宜 過度延伸 如圖 將 0 個相同外圓內方 正方形 的銅錢 堆成一個空心柱體 若每個銅錢的厚度為 0. 公 分 直徑為 公分 內部方形孔的邊長為 公分 求此空心柱體的體積 解 外部圓柱的體積 π π 立方公分 內部空心部分的柱體體積 0. 0 立方公分 9 故空心柱體的體積 π 立方公分 精熟 會 考 觀 測 站 精熟演練題 如圖 有一個圓柱形的筆筒 瑪莎用尺測量得外圍直徑為 公分 外側柱高為 公分 內圍直徑為 0 公分 內側 柱高為 0 公分 求此筆筒的體積與表面積 體積為 8π 立方公分 表面積為 π平方公分 97

17 80 回 顧 點 重 趣味數學 趣味化的數學題 增加教學樂趣 柱體 名稱 特性 圖示 例 三角柱 底面為 n 邊形 - 角柱與圓柱 活化體驗站 側面均為矩形 且所有側面皆與底面互相 n 角柱 垂直 - 角錐與圓錐 ػ ᄲણ 第二章 趣味數學 有 n 個頂點 n 條稜邊和 n 個面 有一個數 若去掉 前面的第一個數字 就會變成 去 掉最後一個數字就 會變成 0 則這 個數是多少 六十三 上下底面為等圓 圓柱 溫故學習 側面可展開成一個矩形 矩形的長等於底 面圓周長 矩形的寬等於圓柱的高 兩底面圓心的連線與兩底面的所有半徑都 垂直 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 些的名稱分別是什麼 角柱的體積與表面積 角柱的體積 底面積 高 角柱的表面積 兩底面的面積和 所有側面矩形的面積和 例 如圖 三角柱的體積 0 00 正方體 長方體 三角柱的表面積 三角柱 圓柱 圓柱的體積與表面積 圓柱的體積 底面積 高 圓柱的表面積 兩底面的圓面積和 底面圓周長 高 例 如圖 圓柱的體積 π 00π 圓錐 三角錐 球 圓柱的表面積 π π 90π 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 98 如圖 一個長 0 公分 高 0 公分 寬 公分的長方體石塊 缺了一個 圓 的一角 求剩下部分的體積與表面積 體積為 800 π立方公分 表面積為 08 平方公分 公分 公分 0公分 0公分

18 習作 整頁全解 角柱與圓柱 8 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 -快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 自我評量 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 填填看 下列各有多少個頂點 多少條稜邊 多少個面 解 形體 頂點數 稜邊數 面數 七角柱 9 八角柱 0 習作 快速連結到對應章 節的習作頁 整頁全解 點選按鈕後 將會 顯示本頁全部的解 答 已知一個三角柱 底面是邊長 公分的正三角形 高為 0 公分 求此三角柱的體積 解 體積 底面積 高 0 70 立方公分 c 70 立方公分 如圖 一張長方形紙板繞著直線 L 旋轉一周的軌跡會得到一個圓柱 求此圓柱的體積與表面積 解 體積 底面積 高 L L π π 立方公分 表面積 兩底面的圓面積和 底面圓周長 高 π π 8π 平方公分 長度單位 公分 第 題 教師可藉 此複習正三角形的 a 面積公式 第 題 教師可讓 學生實際操作 旋 轉觀察是否會得到 一個圓柱 c 體積 π立方公分 表面積 8π平方公分 精熟 會 考 觀 測 站 精熟演練題 如圖 在一根竹筷貼上兩張長方形紙板 旋轉一周的軌跡 會得到一個 求此的體積與表面積 體積為 π 立方公分 表面積為 π平方公分 8 長度單位 公分 99

19 8 第二章 整頁全解 如圖 上方為半個圓柱 下方為四角柱的石碑 求其體積及表面積 整頁全解 點選按鈕後 將會 顯示本頁全部的解 答 π 立方公分 表面積 π π 長度單位 公分 00 00π 00 0π - 角柱與圓柱 00 0π 平方公分 c 體積 π立方公分 表面積 00 0π平方公分 - 角錐與圓錐 解 體積 π 如圖 長方體的長 寬 高分別為 8 0 公分 求 解 連接 為直角三角形 8 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 0 80 些的名稱分別是什麼 8 80 溫故學 習 為直角三角形 c 公分 第 題 教師可 讓學生實際操 作 從展開圖組 成正方體的過程 中 對空間的概 念有深刻的印象 將右圖正方體的相鄰兩面各劃分成九個全等的 小正方形 並分別標上 兩個符號 正方體 長方體 下列哪一個圖形為此正方體的展開圖 解 三角柱 圓柱 圓錐 三角錐 球 c 精熟 會 考 觀 測 站 精熟演練題 右圖是一個邊長為 8 公分的正方體 O 為 與 的交 點 P 在 上 若 OP 求 P 0 公分 00 O P

20 - 角錐與圓錐 8 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 角錐與圓錐 基會PPT 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四.角錐.圓錐 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 有些只有一個底面 且頂部都是 尖 的 例如 圖 - 中的 金字塔及小丑帽 這些有哪些性質呢 可看到 0 度旋轉 也可以看 到圖形的展開圖 角錐 透過操作動畫 可 以從不同視角觀察 角椎的頂點 邊 面和展開圖 圖 - 角錐 對應能力指標 9-s- 9-s- 角錐是由一個多邊形底面和數個三角形側面所構成的 由於它的 頂部像錐子一樣是尖的 所以稱為角錐 如果一個錐體的底面是三角形 稱為 三角錐 如果底面是 n 邊形 稱為 n 角錐 活動 理解正 n 角 錐的頂點 面 稜 邊的組合 並知道 它們的展開圖 計 算其表面積 n 角錐有 n 個側面 每個側面都是等腰三角形的 n 角錐 稱為直 n 角錐 在直 n 角錐中 底面為正 n 邊形 又稱為正 n 角錐 在本教材中所討論的 角錐 若未特別說明 都是正 n 角錐 搭配習作 P9 基礎題 解 觀察下列角錐各有幾個頂點 幾條稜邊和幾個面 並完成此表 形體 項目 n 角錐 三角錐 四角錐 五角錐 六角錐 頂點數 7 n 稜邊數 8 0 n 面數 7 n 加強 有關柱體及錐體 頂點數 稜邊數 及面數的規律 由歸納得之即 可 不宜讓學生 死背 直 n 角錐與正 n 角錐的定義容易 混淆 學生在學 習上以正 n 角錐 為主 教師可視情況讓 學生觀察 每一 種 角 錐 的 頂 點 數 面數 稜邊 數 是 一 個 固 定 的數值 會 考 觀 測 站 加強演練題 若八角錐共有 a 個頂點 b 個面 c 條稜邊 則 a b c 某 n 角錐有 個面 x 個頂點 y 條稜邊 則 x y 0

21 8 第二章 下面是一些常見角錐的展開圖 基會 形體 角錐 基會 三 角 錐 配合教學進度 呈 現歷屆大考題目與 解答 展開圖 頂點 側面 腰 - 角柱與圓柱 底面 - 角錐與圓錐 正四面體與正三 角錐的差異 正 四面體為 個面 都是全等的正三 角形 正三角錐 為底面是正三角 形 個側面為 全等的等腰三角 形 四 角學 習 溫故 錐 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 些的名稱分別是什麼 正四面體是正三 角錐的一種 但 正三角錐不一定 是正四面體 五 正方體 角 錐 長方體 三角柱 圓柱 由角錐的展開圖可知 基會試題 正 n 角錐的表面積 底面積 所有側面等腰三角形的面積和 9 基測 I 第 題 00 基測 II 第 題 0 會考第 7 題 圓錐 三角錐 球 基會 0 會考第 7 題 0 將圖的正四角錐 沿著其中的四個 邊剪開後 形成的展開圖為圖 判斷下列 哪一個選項中的四個邊可為此四個邊 圖 圖

22 角錐與圓錐 例 8 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 搭配習作 P9 基礎題 四角錐的表面積 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 右圖為一個正四角錐 其底面正方形的邊長 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 為 0 公分 側面等腰三角形的腰長為 公 分 求此四角錐的表面積 教師可以視學生 程度 額外補充 錐高的問題 錐體的體積 底面積 高 不 是 國 中 階 段所要學習的內 容 此內容是屬 於高中的課程 解 將正四角錐展開如右圖 底面積 平方公分 側面等腰三角形的高 0 公分 側面積的和 0 0 平方公分 表面積 00 底面積 0 側面積的和 0 平方公分 搭配習作 P9 基礎題 右圖為一個正六角錐 其底面正六邊形的邊長為 公分 側面等腰三角形的腰長為 公分 教師可以提醒學 生 底面正六邊 形可以分成 個 全等的正三角形 求此六角錐的表面積 解 底面積 9 平方公分 側面等腰三角形的高 7 公分 側面積的和 008 平方公分 表面積 平方公分 精熟 會 考 觀 測 站 精熟演練題 木雕師父將一個邊長 0 公分的正方體積木 鑿成一個 正四角錐 如圖所示 其中正四角錐的頂點是底面的中 心 求此正四角錐的表面積 平方公分 0

23 8 例 第二章 角錐的腰長 右圖為一個正三角錐的展開圖 若此角錐的 若題目的類型是 給表面積與底面 邊長或側面三角 形的高 反推算 出側面三角形的 腰長 高或底 面邊長 此種類 型是有一點難度 的 教師可讓學 生多做練習 表面積為 7 平方公分 底面正三角形的邊 長為 公分 求此三角錐側面的腰長 - 角柱與圓柱 角錐與圓錐 - 解 底面正三角形的面積 平方公分 側面等腰三角形的面積和 7 平方公分 故側面每個等腰三角形的面積 溫故學習 平方公分 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 設側面等腰三角形的高為 h 公分 些的名稱分別是什麼 h 正三角形面積 底 高 平方公分 h h 因此側面的腰長 公分 正方體 長方體 右圖為一個正四角錐的展開圖 若此四角錐的表 面積為 8 平方公分 底面正方形的邊長為 公 三角柱 圓柱 分 求此四角錐側面的腰長 解 底面正方形的面積 平方公分 側面每個等腰三角形的面積 8 平方公分 圓錐 三角錐 球 設側面等腰三角形的高為 h 公分 h h 故側面的腰長 公分 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 0 如圖 已知四角錐的表面積為 平方公分 側面等腰三角形的高為 8 公分 求此四角錐的 底面正方形邊長為何 公分 8

24 角錐與圓錐 87 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 對應能力指標 9-s- 9-s- 圓錐 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 圓錐有一個圓形的底面和一個頂點 若圓錐的頂點和底面圓心的連線與底 面任一半徑皆垂直 稱為直圓錐 在本教材中所討論的圓錐 若未特別說明 都是直圓錐 如圖 -7 中 直圓錐的展開圖都是由一個扇形 側面 和圓 底面 組合而成 且扇形的弧長等於底面圓周長 圓錐 頂點 透過操作動畫 可 以從不同視角觀察 圓錐的邊 面和展 開圖 半徑 半徑 圖 -7 活動 了 解 圓 錐 的 由圓錐的展開圖可知 展開圖 並計算其 表面積 圓錐的表面積 底面圓面積 側面展開的扇形面積 例 圓錐的表面積 搭配習作 P0 基礎題 右圖為一個圓錐的展開圖 求此圓錐的表面積 解 0 0公分 0 扇形弧長 0 π 0 0π 公分 設底面圓半徑為 r 公分 則 r π 0π 所以 r 0 公分 下面兩個圖都不 是圓錐的展開圖 扇形的弧比圓的 周長短 扇形的弧長 底圓的圓周長 0 表面積 0 0 π 0 0 π 0 底面積 可看到 0 度旋轉 也可以看 到圖形的展開圖 側面積 扇形的弧比圓的 周長長 00π 00π 00π 平方公分 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 如 圖 此甜筒的側面積為何 r πr 0

25 88 例 教師可以視學生 程度 額外補充 錐高的問題 第二章 圓錐的表面積 搭配習作 P0 基礎題 右圖是一個圓錐 將此圓錐展開 求 展開後扇形的圓心角 8 此圓錐的表面積 教 到 圖 形 r 師 圓 中 的 可 錐 圓 整 的 側 心 理 展 面 角 得 開 扇 為 角柱與圓柱 - 解 圓錐的展開圖如右 的弧長 底面圓的周長 π π - 角錐與圓錐 0 扇形 的面積為 rπ 設 O x x 8 π 0 π x O 8 O 溫故學習 圓錐的表面積 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 π 8 8 π 0 些的名稱分別是什麼 r 底面積 側面積 9π π π 正方體 長方體 右圖為一個圓錐的展開圖 求 三角柱 O O 圓柱 此圓錐的表面積 解 設 O x 的弧長 底面圓的周長 x π 0 π 圓錐 三角錐 球 x 0 O 0 0 表面積 π π 0 8π 精熟 會 考 觀 測 站 精熟演練題 如圖 求著色區域的表面積 π 9 9 0

26 趣味數學 89 角錐與圓錐 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 回 顧 點 重 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 趣味數學 趣味化的數學題 增加教學樂趣 錐體 名稱 特性 底面為正 n 邊形 正 n 角錐 圖示 例 正三角錐 活化體驗站 側面均為等腰三角形 ػ ᄲણ 有 n 個頂點 n 條稜邊和 n 個面 有一個頂點和圓形底面 圓錐 側面可展開成扇形 頂點和底圓圓心連線與底圓的任一 半徑皆垂直 樹上有 0 隻麻 雀 獵人開槍獵得 隻後 樹上還有 多少隻麻雀 0 隻 因為剩下的 麻雀全嚇飛了 正 n 角錐的表面積 底面積 所有側面等腰三角形的面積和 例 如圖 四角錐表面積 0 圓錐的表面積 底面圓面積 側面展開的扇形面積 0 例 如圖 圓錐表面積 8 8 π 8 8 π 0 08π 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 右 圖為一個圓錐 回答下列問題 側面扇形的半徑為多少公分 0 公分 扇形的圓心角為多少度 圓錐的表面積為多少平方公分 9π 平方公分 8 長度單位 公分 07

27 90 第二章 習作 整頁全解 -自我評量 習作 快 速 連 結 到 對 應 章 節的習作頁 整頁全解 點選按鈕後 將會 顯示本頁全部的解 答 右圖的紙盒是由兩種拼成的 解 下列哪一個圖形可能是它的展開圖 - 角柱與圓柱 - 角錐與圓錐 第 題 複合立 體圖形的展開 圖 對學生來說 比較不容易觀 察 教師可讓學 生實際自製展開 圖 加強學生的 概念 溫故學習 些的名稱分別是什麼 填填看 下列各有多少個頂點 多少條稜邊 多少個面 解 形體 頂點數 稜邊數 面數 七角錐 八角錐 正方體 第 題 教師可 以提醒學生 正 四面體是正三角 錐的一種 但正 三角錐不一定是 正四面體 c 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 9 長方體 四個面都是正三角形的三角錐 稱為正四面體 右圖是邊長均為 公分的 圓柱 正四面體 求此正四面體的表面積 解 三角柱 正四面體的四個面都是正三角形 表面積 平方公分 圓錐 三角錐 球 c 平方公分 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 08 已知一個正六角錐 底面為邊長 0 公分的正六邊形 另外有六條長 公分的稜邊 求此正六角錐的表面積 0 0 平方公分

28 趣味數學 整頁全解 角錐與圓錐 9 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 右圖為一個圓錐的展開圖 求此圓錐的表面積 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 解 設底圓半徑為 r 公分 0 9 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 扇形的弧長 底面圓的周長 0 9 π r π 0 r 0 表面積 π 9 9 π 0 π 平方公分 c π平方公分 趣味數學 數學腦筋急轉彎 將數學概念活學活 用 整頁全解 點選按鈕後 將會 顯示本頁全部的解 答 長度單位 公分 活化體驗站 ػ ᄲણ 如圖 一張直角三角形紙板繞著直線 L 旋轉一周的軌跡會得到一個 解 圓錐 求此圓錐的表面積 L L 什麼情況下 減 等於 將四邊形剪去一個 角 等於五邊形 長度單位 公分 設扇形的圓心角為 x 扇形的弧長 底面圓的周長 x π 0 π x 第 題 教師可 讓學生實際操 作 旋轉觀察是 否會得到一個圓 錐 扇形的圓心角為 表面積 π π 0 π 平方公分 c π平方公分 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 大 華將一面三角形的旗子 以旗桿為旋轉軸 旋轉一圈 的軌跡會得到一個 則 旋轉出來的為什麼 圓錐 此的底面積為多少 π 平方公分 此的表面積為多少 00π 平方公分 0 長度單位 公分 09

29 9 此頁的題型可參 考 0 年試辦會 考第 題 本單元為統整課程 屬附加學習 由學生自行挑戰 教師可視班級情況而自行決定如何運用 戰 挑 我 自 圖 一 是一個三角柱密閉容器 其底面是一個直角三角形 內部裝有水 且 放在水平地面上 已知 8 公分 公分 90 8 公分 水的高度為 公分 若不計容器的厚度 請回答下列問題 並寫出你的計算過程 此題配合第五冊 第 章相似形所 學的概念來解 題 但不宜發展 過度複雜的柱體 題型 - 角錐與圓錐 - 角柱與圓柱 P Q 圖 二 M N 圖 一 圖 三 教師可參考 P 的評分指引與 將此容器旋轉 使得矩形 放在水平地面上如圖 二 則此時水的高度 得分範例 溫故 學習 為多少 解 圖 一 水的高度為 公分 團團和圓圓正在一起玩積木玩具 請問這 有水的部分占容器體積的 無水的部分占容器體積的 些的名稱分別是什麼 由圖 二 可知 PQ 的面積 的面積 又 PQ 相似性質 P P P 8 P 正方體 長方體 因此圖 二 水的高度為 8 公分 c 公分 將此容器再旋轉 使得矩形 放在水平地面上如圖 三 則此時水的高 度為多少 三角柱 圓柱 可知 MN 的面積 解 由圖 三 的面積 MN 相似性質 M M 又 M 相似三角形對應高的比 對應邊的比 球 圓錐 三角錐 M 故 c 公分 公分 因此圖 三 水的高度為 N 解答 P7 7 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 0 圖是一個正六角柱密閉容器 其底面是 一個正六邊形 內部裝有水 放在水平地 面上 已知正六邊形的邊長為 柱高為 水深高度為 若不計容器厚度 將 此容器橫放如圖 則此時水深的高度為 何 圖 圖

30 自我挑戰評分指引與得分範例 第 題 分數 評分指引 / 得分範例 正確使用相似形的幾何性質 以適當的數學式表示柱體的體積與底面積 並完整推導出 結論 由圖 一 可知 無水的體積 分 由圖 二 可知 PQ 的面積 8 8 PQ 的面積 又 的面積 8 PQ 的面積 的面積 PQ 相似性質 P P 8 P 因此圖 二 水的高度為 公分 答 公分 正確使用相似形的幾何性質 完整推論柱體間同高時的底面積關係 圖 一 中水的高度為 公分 有水的部分占容器體積的 無水的部分占容器體積的 故圖 二 中 PQ 的面積 的面積 又 PQ 相似性質 P P P 8 P 因此圖 二 水的高度為 公分 答 公分

31 PQ 由圖 ( 一 ) 可知, 無水的體積 =( 8 ) (8-)=8, 由圖 ( 二 ) 可知, PQ 的面積 8=8 PQ 的面積 = 又 的面積 = 8 =, PQ 的面積 : 的面積 =:=:, 故 P : =: P :8=: P = 因此圖 ( 二 ) 水的高度為 公分 答 : 公分 PQ 圖 ( 一 ) 中水的高度為 公分, 有水的部分占容器體積的, 無水的部分占容器體積的, 故圖 ( 二 ) 中, PQ 的面積 : 的面積 = :=:, P : =: P : =: P :8=: P = 因此圖 ( 二 ) 水的高度為 公分 答 : 公分 由圖 ( 一 ) 可知, 無水的體積 =( 8 ) (8-)=8, 由圖 ( 二 ) 可知, PQ 的面積 8=8 PQ 的面積 = 水的體積為 ( 8 ) =, 容器體積為 ( 8 ) 8=9 0..

32 / 得分範例 0 作 分別交 MN 於 兩點, MN 的面積 : 的面積 =:, 且 MN~ ( 相似性質 ), M : =:, 故 M:=:, 又 :=M:=:( 相似三角形對應高的比 = 對應邊的比 ) = 8 + =0,= 8 0 =, : =: = M 故 = - =, 因此圖 ( 三 ) 水的高度為 公分 答 : 公分 MN 作 分別交 MN 於 兩點, MN 的面積 : 的面積 =:, M : =:, 故 M:=:, 又 :=M:=:( 相似三角形對應高的比 = 對應邊的比 ) = 8 + =0,= 8 0 =, : =: M = 故 = - =, 因此圖 ( 三 ) 水的高度為 公分 答 : 公分 MN 的面積 : 的面積 =:, 且 MN~ ( 相似性質 ), M : =:, 故 M:=:.. N N

33

34 趣味數學 數學萬 花筒 角錐與圓錐 9 魔術方塊是一種益智玩具 也是一項新興的比賽 選手們要以最 快的時間將魔術方塊上面的顏色恢復原狀 而魔術方塊的種類有正四 球的介紹 面體 正六面體 正八面體與正十二面體 常見的是正六面體 日常生活中 除了角柱 圓柱 角錐與圓錐等外 還有一個常 趣味數學 趣味化的數學題 增加教學樂趣 見的稱為球 如圖 -8 我們將一個半圓形紙板的直徑當軸 旋轉 一周就得到一個球體 活化體驗站 球的直徑 ػ ᄲણ 球心 球的半徑 L L 圖 -8 如果將地球視為球體 貫穿南極 北極的直徑稱為 地軸 地球自轉即 大力士村裡的居民 都力大無比 其中 有一位居民可以輕 易舉起 0 公斤重 的石頭 但他卻舉 不起一件 00 公斤 重的物品 為什 麼 因為此 00 公斤的 物品是他自己 是以 地軸 為轉軸 想像由一些與地軸垂直的平面 切開此球 則所得的截 痕都是圓 這些圓稱為緯線 如圖 -9 由圖中我們可以發現 離球心越遠 的圓 其半徑越小 而赤道 零度緯線 所在的圓其半徑最大 也就是地球的 半徑 因此赤道是最長的緯線 如果地球半徑以 00 公里來計算 那麼赤道 的長度約為 萬公里 圖 -9 基礎 會 考 觀 測 站 基礎演練題 如圖 已知一球的半徑為 球心為 O 點 若球 O 與平面 的距離為 9 則球 O 與 平面 相交的截圓半徑為何 9 O

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