1.2 空间几何体的三视图
一、三维目标
1.了解平行投影与中心投影的概念和简单性质。
2 理解三视图的含义,能画出简单几何体的三视图,掌握画法规则。 3.能根据三视图,运用空间想象能力,识别并说出它所表示的空间图形。
二、导学提纲
1.平行投影的投影线互相平行,而中心投影的投影线 。在平行投影中,投影线 时,叫做正投影,否则叫做
2.空间几何体的三视图是指 、 、 。
3.三视图的排列规则是 放在正视图的下方,长度与正视图一样, 放在正视图一样,宽度与俯视图的宽度一样。
4.三视图的正视图、俯视图、侧视图分别是从 、 、 观察同一个几何体,画出的空间几何体的图形。
5.三视图对于认识空间几何体有何作用?你有何体会?
三小试牛刀
1.下列命题正确的是( )
A .一个点在一个平面内的投影仍是一个点
B .一条线段在一个平面内的投影仍是线段
C .一条直线在一个平面内的投影仍是一条直线
D .一个三角形在一个平面内的投影仍是三角形 2.一个圆柱的三视图中,一定没有的图形是( ) A .正方形
B .长方形
C .三角形
D .圆 3.一个正方形的平行投影的形状可能是
。
4.一个几何体的三视图如下图。
则这个几何体的名称是
。
四、典例剖析
1.如图甲所示,在正方体1111D C B A ABCD 中,E 、F 分别是1AA 、11D C 的中点,G 是正方形11B BCC 的中心,则四边形AGFE 在该正方体的各个面上的投影可能是图乙中的
。
分析:在面ABCD 和面1111D C B A 上的投影是图乙(1);在面11A ADD 和面11B BCC 上的投影是图乙(2);在面11A ABB 和面11D DCC 上的投影是图乙(3)。
答案:(1)(2)(3)
点评:本题主要考查平行投影和空间想象能力。画出一个图形在一个平面上的投影的关键是确定该图形的关键点,如顶点等,画出这些关键点的投影,再依次连接即可得此图形在该平面上的投影。如果对平行投影理解不充分,做该类题目容易出现不知所措的情形,避免出现这种情况的方法是依据平行投影的含义,借助于空间相象来完成。
2.如图(1)所示,E 、F 分别为正方体面A D AD ''、面B C BC ''的中心,则四边形E D BF '在该正方体的各个面上的投影可能是图(2)的
。
分析:四边形E D BF '在正方体D C B A ABCD ''''-的面A D AD ''、面B C BC ''上的投影是C ;在面D C DC ''上的投影是B ;同理,在面A B AB ''、面ABCD 、面D C B A ''''上的投影也全是B 。
答案:B C
3.右图是一几何体的三视图,想象该几何体的几何结构特征,画出该几何体的形状。
分析:由于俯视图有一个圆和一个四边形,则该几何体是由旋转体和多面体拼接成的组合体,结合侧视图和正视图,可知该几何
体是上面一个圆柱,下面是一个四棱柱拼接成的组合体。
答案:上面一个圆柱,下面是一个四棱柱拼接成的组合体,该几何体的形状如图所示。
4.下列几何体各自的三视图中,有且仅有两个视图相同的是()
A.①②B.①③C.①④D.②④
分析:正方体的三视图都是正方形,所以①不符合题意,排除A、B、C。
答案:D
点评:虽然三视图的画法比较繁琐,但是三视图是考查空间想象能力的重要形式,因此是新课标高考的必考内容之一,足够的空间想象能力才能保证顺利解决三视图问题。
5.某几何体的三视图如图所示,那么这个几何体是()
A.三棱锥B.四棱锥
C.四棱台D.三棱台
分析:由所给三视图可以判定对应的几何体是四棱锥。
答案:B
6.用若干块相同的小正方体搭成一个几何体,
该几何体的三视图如图所示,则搭成该几何体需要
的小正方体的块数是()
A.8 B.7 C.6 D.5
分析:由正视图和侧视图可知,该几何体有两
层小正方体拼接成,由俯视图,可知最下层有5个
小正方体,由侧视图可知上层仅有一个正方体,则
共有6个小正方体。
答案:C
空间几何体的三视图
No.038 班级姓名学号成绩
A 组
1.直线的平行投影可能是()
A.点B.线段C.射线D.曲线
2.如图所示,空心圆柱体的正视图是()
3.如图,下列几何体各自的三视图中,有且仅有两个视图相同的是( )
A .①②
B .①③
C .①④
D .②④
4.三棱柱111C B A ABC ,如图所示,以11B BCC 的前面为正前方画出的三视图正确的是( )
B 组
5.如图所示是一个几何体,则其几何体俯视图是( )
6.下列物体的正视图和俯视图中有错误的一项是( )
7.下列各图,是正六棱柱的三视图,其中画法正确的是( )
8.如图,图(1)、(2)、(3)是图(4)所表示的几何体的三视图,其中图(1)是
,图(2)是 ,图(3)是 。(说出视图名称)
C 组
9.根据图中的三视图想象物体原形,并分别画出物体的实物图。
10.如图,E 、F 分别是正方体1AC 的面11A ADD 和面11B BCC 的中心,则四边形E BFD 1在该正方体的面上的正投影(投射线垂直于投影面的投影)可能是图中 (把所有可能图形的序号都填上)。
1.2 空间几何体的直观图
一、三维目标
1.体会平面图形和空间图形的直观图的含义。
2.结合画直观图的实例,掌握直观图的斜二测画法及步骤。 3.会用斜二测画法画水平放置的平面图形的直观图。
4.会用斜二测画法画柱、锥、台、球及其简单组合体等空间图形的直观图。
二、导学提纲
1.表示空间图形的 ,叫做空间图形的直观图。
2.用斜二测画法画空间图形的直观图时,图形中平行于x 轴、y 轴或z 轴的线段,在直观图中分别画成 于x '轴、y '轴或z '轴的线段。平行于x 轴和z 轴的线段,在直观图中长度 ;平行于y 轴的线段,长度变为原来的 。
3.斜二测画法是一种特殊的 投影画法。
4.用斜二测画法画水平放置的平面图形时会改变两线段的关系吗?
三、小试牛刀
1.利用斜二测画法叙述正确的是( ) A .正三角形的直观图是正三角形 B .平行四边形的直观图是平行四边形 C .矩形的直观图是矩形 D .圆的直观图一定是圆 2.下列结论正确的是( )
A .相等的线段在直观图中仍然相等
B .若两条线段平行,则在直观图中对应的两条线段仍然平行
C .两个全等三角形的直观图一定也全等
D .两个图形的直观图是全等的三角形,则这两个图形是全等三角形
3.直角坐标系中一个平面图形上的一条线段AB 的实际长度为4cm ,若AB//x 轴,则画出直观图后对应的线段=''B A ,若y AB //轴,则画出直观图后对应的线段B A ''= 。
4.水平放置的ABC ?的斜二测直观图如图所示,已知2,3=''=''C B C A ,则AB 边上
的中线的实际长度为 。
四、典例剖析
1.已知一个正方形的直观图是一个平行四边形,其中有一边长为4,则此正方形的面积是( )
A .16
B .64
C .16或64
D .都不对
分析:根据直观图的画法,平行于x 轴的线段长度不变,平行于y 轴的线段变为原来的一半,于是长为4的边如果平行于x 轴,则正方形边长为4,面积为16,边长为4的边如果平行于y 轴,则正方形边长为8,面积是64。
答案:C
2.利用斜二测画法画直观图时:
①三角形的直观图是三角形; ②平行四边形的直观图是平行四边形; ③正方形的直观图是正方形; ④菱形的直观图是菱形。 以上结论中,正确的是
。
分析:斜二测画法保持平行性和相交性不变,即平行直线的直观图还是平行直线,相交直线的直观图还是相交直线,故①②正确;但是斜二测画法中平行于y 轴的线段,在直观图中长度为原来的一半,则正方形的直观图不是正方形,菱形的直观图不是菱形,所以③④错。
答案:①②
3.一个三角形用斜二测画法画出来的直观图是边长为2的正三角形,则原三角形的面积是( )
A .62
B .64
C .3
D .都不对
分析:根据斜二测画法的规则,正三角形的边长是原三角形的底边长,原三角形的高是正三角形高的22倍,而正三角形的高是3,所以原三角形的高为62,于是其面积为
.626222
1
=?? 答案:A
4.一个水平放置的平面图形的直观图是一个底角为 45,腰和上底长均为1的等腰梯形,则该平面图形的面积等于( )
A .
2
2
21+
B .2
2
1+
C .21+
D .22+
分析:平面图形是上底长为1,下底长为21+,高为2的直角梯形。计算得面积为
.22+
答案:D
5.斜二测画法中,位于平面直角坐标系中的点)4,4(M 的直观图中对应点是M ',则点
M '的找法是 。
分析:在x '轴的正方向上取点1M ,使1M O '4=,在y '轴上取点2M ,使22='M O ,
过1M 和2M 分别作平行于y '轴和x '轴的直线的交点就是.M '
答案:在y O x '''中,过点)0,4(和y '轴平行的直线与过)2,0(和x '轴平行的直线的交点即是。
6.根据图中所示物体的三视图(阴影部分为空洞)描绘出物体的大致形状。
分析:根据该物体的三视图可以判断该物体的外轮廓是一个正方体,从正面和左面看是一个正方形中间有一个圆形的孔。从而知这两个面应该都有一个圆柱形的孔。
解:由此可以推测该物体大致形状如图所示。
7.若一个三角形,采用斜二测画法作出其直观图,则其直观图的面积是原来三角形面积的( )
A .
42倍 B .2倍 C .2
2
倍 D .2倍 分析:直观图也是三角形,并且有一条公共边,但是这条公共边上的高发生变化。直观
图中公共边上的高是原三角形中公共边上高的
4
2
,则直观图的面积是原来三角形面积的4
2
倍。 答案:A
空间几何体的直观图
No.039 班级 姓名 学号 成绩
A 组
1.根据斜二测画法的规则画直观图时,把Ox 、Oy 、Oz 轴画成对应的x O ''、
y O ''、z O '',
做y O x '''∠与z O x '''∠的度数分别为( )
A . 90,90
B . 90,45
C . 90,135
D . 45或 90,135
2.关于“斜二测”直观图的画法,如下说法不正确的是( ) A .原图形中平行于x 轴的线段,其对应线段平行于x '轴,长度不变 B .原图形中平行于y 轴的线段,其对应线段平行于y '轴,长度变为原来的2
1 C .画与直角坐标系xOy 对应的y O x '''时,y O x '''∠必须是 45 D .在画直观图时,由于选轴的不同,所得的直观图可能不同 3.两条相交直线的平行投影是( ) A .两条相交直线 B .一条直线
C .一条折线
D .两条相交直线或一条直线
4.下列叙述中正确的个数是( ) ①相等的角,在直观图中仍相等;
②长度相等的线段,在直观图中长度仍相等; ③若两条线平行,在直观图中对应的线段仍平行; ④若两条线段垂直,则在直观图中对应的线段也互相垂直。 A .0
B .1
C .2
D .3
B 组
5.水平放置的ABC ?有一边在水平线上,它的直观图是正111C B A ?,则ABC ?( ) A .锐角三角形 B .直角三角形 C .钝角三角形
D .任意三角形
6.一个水平放置的平面图形的斜二测直观图是一个底角为 45、腰和上底均为1的等腰梯形,则这个平面图形的面积是( )
A .
2
2
21+
B .2
2
1+
C .21+
D .22+
7.一个长方体去掉一角的直观图和图中所示。关于它的三视图,下列画法正确的是( )
8.如图所示的水平放置的三角形的直观图,D '是
C B A '''?中C B ''边的中点,那么B A ''、
D A ''、C A ''三条线
段对应原图形中线段AB 、AD 、AC 中( )
A .最长的是A
B ,最短的是AC
B .最长的是A
C ,最短的是AB C .最长的是AB ,最短的是AD
D .最长的是AD ,最短的是AC
9.平面直角坐标系中点)4,4(M 在直观图中对应点M ',则M '的找法是 。 10.若线段AB 平行于投影面,O 是AB 上一点,且n m OB AO ::=,则O 的平行投影
O '分AB 的平行投影B A ''的长度之比为 。
C 组
11.如图是一个几何体的三视图,用斜二测画法画出它的直观图。
12.画水平放置的正五边形的直观图。
1.3 空间几何体的表面积与体积
一、三维目标
1.体会球的体积和表面积公式的推导过程,了解无限分割取极限的思想方法。 2.记住球的体积公式和表面积公式,会运用公式进行计算。
二、导学提纲自学
1.棱柱的侧面展开图是由 ,棱锥的侧面展开图是由 ,梭台的侧面展开图是由 ,圆柱的侧面展开图是 ,圆锥的侧面展开图是 ,圆台的侧面展开图是 。
2.几何体的表面积是指 ,棱柱、棱锥、棱台的表面积问题就是求 、 ,圆柱、圆锥、圆台的表面积问题就是求 、 、
、
。 3.几何体的体积是指 ,一个几何体的体积等于
。
4.柱体、锥体、台体的体积有何关系? 三、小试牛刀
1.一个长方体的三个面的面积分别为6,3,2,则这个长方体的体积为( ) A .6 B .6 C .3 D .32 2.一个圆台的母线长等于上、下底面半径和的一半,且侧面积是π32,则母线长为( ) A .2
B .22
C .4
D .8 3.长、宽、高分别为c b a ,,的长方体的表面积S=
。
4.圆台的上、下底面半径分别为2,4,母线长为13,则这个圆台的体积V= 。
三、典例剖析
1.已知圆柱和圆锥的高、底面半径均分别相等。若圆柱的底面半径为r ,圆柱侧面积为S ,求圆锥的侧面积。
解:设圆锥的母线长为l ,因为圆柱的侧面积为S ,圆柱的底面半径为r ,即S S =圆柱侧,根据圆柱的侧面积公式可得:圆柱的母线(高)长为
r S π2,由题意得圆锥的高为r
S
π2,又圆柱的底面半径为r ,根据勾股定理,圆锥的母线长2
2)2(r
S r l π+=,根据圆锥的侧面积公式得
.2
4)2(2
422
2S r r
S r r rl S +=
+??==ππππ圆锥侧
2.两个平行于圆锥底面的平面将圆锥的高分成相等的三段,那么圆锥被分成的三部分的体积的比是( )
A .1:2:3
B .1:7:19
C .3:4:5
D .1:9:27 分析:因为圆锥的高被分成的三部分相等,所以两个截面的半径与原圆锥底面半径之比为1:2:3,于是自上而下三个圆锥的体积之比为:]2)2(3[:)3(
22h r h r ?ππ2)3(3
[r π
·]3h
27:8:1=,所以圆锥被分成的三部分的体积之比为.19:7:1)827(:)18(:1=--
答案:B
3.三棱锥ABC V -的中截面是111C B A ?,则三棱锥111C B A V -与三棱锥BC A A 1-的体
积之比是( )
A .1:2
B .1:4
C .1:6
D .1:8
分析:中截面将三棱锥的高分成相等的两部分,所以截面与原底面的面积之比为1:4,将三棱锥BC A A 1-转化为三棱锥ABC A -1,这样三棱锥111C B A V -与三棱锥ABC A -1的高相等,底面积之比为1:4,于是其体积之比为1:4。
答案:B
4.如图所示,一个空间几何体的正视图、侧视图、俯视图为全等的等腰直角三角形,如果直角三角形的直角边长为1,那么这个几何体的体积为( )
A .1
B .
2
1
C .
3
1 D .
6
1 活动:让学生将三视图还原为实物图,讨论和交流该几何体的结构特征。
分析:根据三视图,可知该几何体是三棱锥,图中所示为该三棱锥的直观图,并且侧棱.,,AC AB PAVAC AB PA ⊥⊥则该三棱锥的高是PA ,底面三角形是直角三角形,所以这个几何体
的体积为.6
11213131=??==
?PA S V ABC 答案:D
点评:本题订考查几何体的三视图和体积,给出几何体的三
视图,求该几何体的体积或面积时,首先根据三视图确定该几何体的结构特征,再利用公式求得,此类题目成为新课标高考的热点,应引起重视。
5.若一个正三棱柱的三视图如图所示,则这个正三棱柱的表面积为( )
A .318
B .315
C .3824+
D .31624+
分析:该正三棱柱的直观图如图所示,且底面等边三角形的高为32,正三棱柱的高为2,则底面等边三角形的边长为4,所以该
正三棱柱的表面积为
.38243242
1
2243+=???+??
答案:C
6.如果一个空间几何体的正视图与侧视图均为全等的等边三角形,俯视图为一个半径为1的圆及其圆心,那么这个几何体的体积为( )
A .
3
3π B .
3
32π
C .π3
D .
3
π 分析:由三视图知该几何体是圆锥,且轴截面是等边三角形,其边长等于底面直径2,则圆锥的高是轴截面等边三角形的高为3,所以这个几何体的体积为
.3
331312ππ=???=
V 答案:A
7.已知某几何体的俯视图如图所示的矩形,正视图(或称主视图)是一个底边长为8,高为4的等腰三角形,侧视图(或称左视图)是一个底边长为6、高为4的等腰三角形。
(1)求该几何体的体积V ; (2)求该几何体的侧面积S 。
解:由三视图可知该几何体是一个底面边长分别为6、8的
矩形,高为4的四棱锥。设底面矩形为ABCD 。如图所示,
6,8==BC AB ,高.4=VO
(1).644)68(3
1
=???=V
(2)设四棱锥侧面V AD 、VBC 是全等的等腰三角形,侧面V AB 、VCD 也是全等的等腰三角形,
在VBC ?中,BC 边上的高为24)28
(4)2(
22221=+=+=AB VO h , 在VAB ?中,AB 边上的高为.5)2
6
(4)2(22222=+=+=BC VO h 所以此几何体的侧面积.22440)582
1
24621
(2+=??+
??=S 点评:高考试题中对面积和体积的考查有三种方式,一是给出三视图,求其面积或体积;二是与的组合体有关的面积和体积的计算;三是在解答题中,作为最后一问。
8.如图所示,圆锥的底面半径为1,高为3,则圆锥的表面积
为( )
A .π
B .π2
C .π3
D .π4
分析:设圆锥的母线长为l ,则213+=l ,所以圆锥的表面积
为.3)21(1ππ=+??=S
答案:C
9.正三棱锥的底面边长为3,侧棱长为32,则这个正三棱锥的体积是( ) A .
4
27
B .
4
9 C .
4
3
27 D .
4
3
9 分析;可得正三棱锥的高3)3()32(2=-=2h ,于是.4
393343312=???=V 答案:D
10.若圆柱的高扩大为原来的4倍,底面半径不变,则圆柱的体积扩大为原来的
倍;若圆柱的高不变,底面半径扩大为原来的4倍,则圆柱的体积扩大为原来的
倍。
分析:圆柱的体积公式为h r V 2π=圆柱,底面半径不变,高扩大为原来的4倍,其体积
也变为原来的4倍;当圆柱的高不变,底面半径扩大为原来的4倍时,其体积变为原来的
1642=倍。
答案:4 16
11.右图是一个正方体,H 、G 、F 分别是棱AB 、AD 、1AA 的中点。现在沿GFH ?所在平面锯掉正方体的一个角,问锯掉部分的体积是原正方体体积的几分之几?
分析:因为锯掉的正方体的一个角,所以HA 与AG 、AF 都垂直,即HA 垂直于立方体的上底面,实际上锯掉的这个角,是以三角形AGF 为底面,H 为顶点的一个三棱锥。
解:设正方体的棱长淡a ,则正方体的体积为.3a
三棱锥的底面是AGF Rt ?,即FAG ∠为 90,G 、F 又分别为AD 、AA 1的中点,所以
.21a AG AF =
=所以AFG ?的面积为.8
1
2121212a a a =??又因AH 是三棱锥的高,H 又是AB 的中点,所以.2
1a AH =所以锯掉的部分的体积为.4818121312
2a a a =??
又因48148133=
÷a a ,所以锯掉的那块的体积是原正方体体积的.481 12.已知一圆锥的侧面展开图为半圆,且面积为S ,则圆锥的底面面积是 。
分析:如图,设圆锥底面半径为r 母线长为l 由题意得
?????==,
2,
2
2
r l S l πππ解得.2πS r =所以圆锥的底面积为.2
22S
S r =?=πππ 答案:
.2
S
13.如图,一个正三棱柱容顺路,底面边长为a ,高为a 2,内装水若干,将容器放倒,把一个侧面作为底面,如图,这时水面恰好为中截面,则图中容器内水面的高度是 。
分析:图中容器内水面的高度为h ,水的体积为V ,则
.h S V ABC ?=又图23中水组成了一个直四棱柱,
其底面积为ABC S ?4
3
,高度为a 2,则.2
3243
a S a
S V ABC ABC =?=??
答案:a 2
3
14.已知某个几何体的三视图如图,根据图中标出的尺寸(单位:cm ),可得这个几何体的体积是( )
A .
3
3
4000cm B .
3
3
8000cm
C .32000cm
D .34000cm
分析:该几何体是四棱锥,并且长为20cm 的一条侧棱垂直于底面,所以四棱锥的高为20cm ,底面是边长为20cm 的正方形(如俯视图),所以底面积是24002020cm =?,所以该几何体的体积是.3
80002040031
3
cm =
?? 答案:B
15.问题:有两个相同的直三棱柱,高为
a
2,底面三角形的三边长分别为).0(5,4,3>a a a a 用它们拼成一个三棱柱或四棱柱,在所有可能的情形中,表面积最小的是一个四棱柱,则a 的取值范围是
。
探究:两个相同的直三棱柱并排放拼成一个三棱柱或四棱柱,有三种情况:
四棱柱有一种,就是边长为a 5的边重合在一起,表面积为28242+a ,三棱柱有两种,边长为a 4的边重合在一起,表面积为32242+a ,边长为a 3的边重合在一起,表面积为
36242+a ,两个相同的直三棱柱竖直放在一起,有一种情况,表面积为48122+a ,
最小的是一个四棱柱,这说明.3
150201248122824222<+<+a a a a 答案:3