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  • 楔体与拟柱体

       2026-06-18 网络整理佚名1430
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    核心提示:楔体(Wedge)是立体几何中一种特殊的拟柱体,其下底面为梯形或平行四边形,上底面退化为与下底面的平行边平行的线段,可通过截面截取三棱柱形成。

    楔体是一种特殊的拟柱体,将一个三棱柱(直三棱柱或斜三棱柱)用一个与三棱相交的截面(直截面或斜截面)去截开,所得的几何体称为楔体。它是一种拟柱体,下底面为梯形或平行四边形,上底面是与下底面的平行边平行的线段。图1中画出了楔体AB-CDEF。中国古算书《九章算术》中给出了当AE面垂直于CE面时被称为羡除的体积计算公式为

    楔形夹具工作原理

    图1

    楔体与拟柱体播报

    拟柱体 所有顶点都在两个平行的平面上的多面体叫做拟柱体。它在这两个平面内的面叫做拟柱体的底面,其余各面叫做拟柱体的侧面,两底面之间的距离叫做拟柱体的高,通过高的中点且平行于底面的截面叫做拟柱体的中截面(图2) 。

    楔形夹具工作原理

    图2

    楔体 拟柱体的两底都是矩形,并且对应边平行,这种拟柱体叫做长方台(图3左)。如果拟柱体的下底面是梯形或平行四边形,上底面变成了与下底面平行的线段,这样的拟柱体叫做楔体(图3右)。

    楔形夹具工作原理

    图3

    拟柱体除有长方台和楔体两种特殊情形外,从定义可知,还有下面一些特殊情形:

    1.如果拟柱体的两底面是全等的多边形,并且对应边平行,则这样的拟柱体就是棱柱。

    2.如果拟柱体的一个底面变为一点,则拟柱体就变为棱锥。

    3.如果拟柱体的两底面是相似多边形,并且对应边平行,则这样的拟柱体就是棱台。

    显然,正四棱台也是长方台的特殊情形,三棱柱也可以看作是楔体的特殊情形 。

    拟柱体及楔体的体积公式

    现在我们研究拟柱体体积公式一辛普松定理:

    定理 任意拟柱体的体积,等于它的高h与上底面积S1,下底面积S2,中截面积S0四倍的和的六分之一。即:

    V拟柱体=

    【例1】已知楔体下底上平行棱MN、CD的长是a、b,平行于它们的棱KL长为c,垂直于这些棱的直截面面积为S',求楔体的体积。

    楔形夹具工作原理

    图4

    解 设楔体的直截面EFG与中截面的交线为E'G'(图4)因为楔体是拟柱体的特殊情形。

    所以它的体积 V楔体=

    因为

    所以V楔体=

     
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