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棱台
✍ dations ◷ 2025-04-25 09:58:58 #棱台
棱台是几何学中研究的一类多面体,指一个棱锥被平行于它的底面的一个平面所截后,截面与底面之间的几何形体。截面也称为棱台的上底面,原来棱锥的底面称为下底面。随着棱锥形状不同,棱台的称呼也不相同,依底面多边形而定,例如底面是正方形的棱台称为方棱台,底面为三角形的棱台称为三棱台,底面为五边形的棱台称为五棱台等等。棱台是平截头体的一类,也是更广义的拟柱体的一种。从棱锥的定义可以推知,一个以.mw-parser-output .serif{font-family:Times,serif}n边形为底面的棱台,一共有2n个顶点,n+2个面以及3n条边。棱锥的对偶多面体是双锥。棱锥的对称性取决于原来棱锥。如果原来的棱锥是正棱锥,那么棱台和正多边形有相同的对称结构(同构的对称群)。棱台的体积取决于两底面之间的距离(棱台的高),以及原来棱锥的体积。设
h
{displaystyle h}
为棱台的高,
S
u
{displaystyle S_{u}}
和
S
d
{displaystyle S_{d}}
为棱台的上下底面积,
V
{displaystyle V}
为棱台的体积。由于棱台是由一个平面截去棱锥的一部分(也就是和原来棱锥相似的一个小棱锥)得到,所以计算体积的时候,可以先算出原来棱锥的体积,再减去和它相似的小棱锥的体积。棱锥被平行于底面的平面所截时,截面的面积与底面面积的比,等于小棱锥和原棱锥的高的比的平方。假设原棱锥的高是
H
{displaystyle H}
,那幺小棱锥的高是
H
−
h
{displaystyle H-h}
。也就是说:所以:棱台的体积等于原棱锥体积减去小棱锥的体积:对于正棱锥,假设它的底面是正n边形,边长分别为a和b,高是h,那么底面积是:
S
u
=
n
a
2
4
cot
π
n
,
S
u
=
n
b
2
4
cot
π
n
.
{displaystyle S_{u}={frac {na^{2}}{4}}cot {frac {pi }{n}},quad S_{u}={frac {nb^{2}}{4}}cot {frac {pi }{n}}.}
所以它的体积是:棱台的侧面展开图是由各个梯形侧面组成的,展开图的面积,就是各个侧面的面积之和,也就是原棱锥的侧面积减去小棱锥的侧面积Sc棱台的表面积等于棱台的侧面积Sc加上底面积S。假设各个梯形侧面的高是hi,底边的长度是ai和bi,那么棱锥的侧面积:三角柱 · 四角柱 · 五角柱 · 六角柱 · 七角柱 · 八角柱 · 九角柱 · ... · 无限角柱(双曲)三角反柱 · 四角反柱 · 五角反柱 · 六角反柱 · 七角反柱 · 八角反柱 · ... · 无限角反柱三角锥柱 · 四角锥柱 · 五角锥柱 · 六角锥柱 · 七角锥柱 · 八角锥柱 · ... · 无限角锥柱
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