正方体中还原三视图的几何体
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第八单元立体几何考情分析多以两小一大的形式出现,每年必考,分值为17~22分.重点考查几何体的三视图问题、几何体的表面积与体积、空间线面位置关系,用向量法计算空间角,其中与球有关的接(切)问题是考查的难点.对于空间向量的应用,空间直角坐标系的建立是否合理是解决有关问题的关键,有时所给空间图形不规则——没有三条互相垂直的直线,不利于空间直角坐标系的建立,另外,探索性问题中动点坐标的设法及有关计算是难点.点点练26空间几何体的三视图与直观图、表面积与体积一基础小题练透篇1.[2022·山东济宁检测]已知水平放置的△ABC按“斜二测画法”得到如图所示的直观图,其中B′O′=C′O′=1,A′O′=32,那么原△ABC的面积是( )A.3B.22C.32D.342.[2021·江西吉安联考]某几何体的三视图如图所示,其中网格纸上小正方形的边长为1,则该几何体中,最长的棱的长度为( )A.3B.32C.33D.63.[2022·四川成都七中高三期中]已知一个几何体的三视图如图,则它的表面积为( )A .3πB .4πC.5πD.6π4.[2021·衡水模拟]已知正三棱锥S ABC 的三条侧棱两两垂直,且侧棱长为2,则此三棱锥的外接球的表面积为( )A .πB.3πC.6πD.9π5.[2022·云南大理模拟预测]一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积为( )A .43πB.2πC.πD.83π 6.[2021·江苏海安高级月考]三棱锥A BCD 中,∠ABC =∠CBD =∠DBA =60°,BC =BD =1,△ACD 的面积为114,则此三棱锥外接球的表面积为( ) A .4πB.16πC.163πD.323π7.[2022·四川省南充市白塔模拟]如图所示,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出的是某个多面体的三视图,若该多面体的所有顶点都在球C 的表面上,则球C 的表面积是( )A .8πB.12πC.16πD.32π 8.有一块多边形的菜地,它的水平放置的平面图形的斜二测直观图是直角梯形(如图所示),∠ABC =45°,AB =AD =1,DC ⊥BC ,则这块菜地的面积为________.9.[2022·湘豫名校联考]在四面体ABCD 中,AB =CD =5,AD =BC =13,AC =BD =10,则此四面体的体积为________.二能力小题提升篇1.[2022·深圳市高三调研]已知圆柱的底面半径为2,侧面展开图为面积为8π的矩形,则该圆柱的体积为( )A .8πB.4πC.83πD.2π2.[2022·浙江省高三测试]如图是用斜二测画法画出的∠AOB 的直观图∠A ′O ′B ′,则∠AOB 是( )A .锐角B .直角C .钝角D .无法判断3.[2022·河南省洛阳市高三调研]大约于东汉初年成书的我国古代数学名著《九章算术》中,“开立圆术”曰:置积尺数,以十六乘之,九而一,所得开立方除之,即立圆径.“开立圆术”实际是知道了球的体积V ,利用球的体积,求其直径d 的一个近似值的公式:d =3169V ,而我们知道,若球的半径为r ,则球的体积V =43πr 3,则在上述公式d =3169V 中,相当于π的取值为( )A.3B .227C .278D .1694.[2021·云南省曲靖市高三二模]如图,在水平地面上的圆锥形物体的母线长为12,底面圆的半径等于4,一只小虫从圆锥的底面圆上的点P 出发,绕圆锥侧面爬行一周后回到点P 处,则小虫爬行的最短路程为( )A .123B .16C .24D .24 35.[2022·江西省兴国县高三月考]已知三棱锥P ABC 中,PA ⊥平面ABC ,AB ⊥AC ,AB =AC =2,且三棱锥P ABC 外接球的表面积为36π.则PA =________.6.[2022·广东七校第二次联考]在四棱锥P ABCD 中,四边形ABCD 是边长为2a 的正方形,PD ⊥底面ABCD ,且PD =2a ,若在这个四棱锥内放一个球,则该球半径的最大值为________.三高考小题重现篇1.[2021·山东卷]已知圆锥的底面半径为2,其侧面展开图为一个半圆,则该圆锥的母线长为( )A .2B.2 2 C .4D.4 22.[2021·全国甲卷]在一个正方体中,过顶点A 的三条棱的中点分别为E ,F ,G .该正方体截去三棱锥A EFG 后,所得多面体的三视图中,正视图如图所示,则相应的侧视图是( )3.[2021·全国甲卷]已知一个圆锥的底面半径为6,其体积为30π,则该圆锥的侧面积为________.4.[2021·全国甲卷]已知A,B,C是半径为1的球O的球面上的三个点,且AC⊥BC,AC=BC=1,则三棱锥OABC的体积为( )A.212B.312C.24D.345.[2020·山东卷]已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的棱长均为2,∠BAD=60°.以D1为球心,5为半径的球面与侧面BCC1B1的交线长为________.6.[2019·全国卷Ⅱ]中国有悠久的金石文化,印信是金石文化的代表之一.印信的形状多为长方体、正方体或圆柱体,但南北朝时期的官员独孤信的印信形状是“半正多面体”(图1).半正多面体是由两种或两种以上的正多边形围成的多面体.半正多面体体现了数学的对称美.图2是一个棱数为48的半正多面体,它的所有顶点都在同一个正方体的表面上,且此正方体的棱长为1.则该半正多面体共有________个面,其棱长为________.四经典大题强化篇1.在三棱柱ABCA1B1C1中,侧面AA1C1C⊥底面ABC,AA1=A1C=AC=AB=BC=2,且点O 为AC的中点.(1)证明:A1O⊥平面ABC;(2)求三棱锥C1ABC的体积.2.已知点P,A,B,C是半径为2的球面上的点,PA=PB=PC=2,∠ABC=90°,点B 在AC上的射影为D,求三棱锥P-ABD体积的最大值.点点练26 空间几何体的三视图与直观图、表面积与体积一 基础小题练透篇1.答案:A解析:由题图可知原△ABC 的高AO =3,BC =B ′C ′=2,∴S △ABC =12·BC ·OA =12×2×3= 3.2.答案:C解析:由三视图还原几何体,可得该几何体可看作如图所示的棱长为3的正方体中,以A ,B ,C ,D 为顶点的三棱锥,其最长的棱为BD ,且BD =32+32+32=3 3.3.答案:B解析:由三视图可知,该几何体是圆锥和半球拼接成的组合体,且圆锥的底面圆和半球的大圆面半径相同,底面圆的半径r =1,圆锥的母线长l =(3)2+1=2,记该几何体的表面积为S ,故S =12(2πr )l +12×4πr 2=4π.4.答案:C解析:正三棱锥的外接球即是棱长为2的正方体的外接球,所以外接球的直径2R =(2)2+(2)2+(2)2=6,所以4R 2=6,外接球的表面积4πR 2=6π.5.答案:A解析:根据三视图可知几何体是由有公共的底面的圆锥和圆柱体的组合体,由三视图可知,圆锥的底面半径为1,高为1,圆柱的底面半径为1,高为1,所以组合体的体积为13π×12×1+π×12×1=4π3.6.答案:A解析:∵BC =BD =1,∠CBD =60°,∴CD =1,又AB =AB ,∠ABC =∠DBA =60°,BC =BD ,∴△ABC ≌△ABD ,则AC =AD ,取CD 中点E ,连接AE ,又由△ACD 的面积为114,可得△ACD 的高AE =112,则可得AC =AD =3,在△ABC 中,由余弦定理AC 2=AB 2+BC 2-2AB ·BC ·cos60°,∴3=AB 2+1-2×AB ×1×12,解得AB =2,则AC 2+BC 2=AB 2,可得∠ACB =90°,∴∠ADB=90°,∴AC ⊥BC ,AD ⊥BD ,根据球的性质可得AB 为三棱锥外接球的直径,则半径为1, 故外接球的表面积为4π×12=4π.7.答案:A解析:由三视图可还原几何体为从长、宽均为2,高为2的长方体中截得的四棱锥S ABCD ,则四棱锥S ABCD 的外接球即为长方体的外接球, ∴球C 的半径R =122+2+4=2,∴球C 的表面积S =4πR 2=8π. 8.答案:2+22解析:如图1,在直观图中,过点A 作AE ⊥BC ,垂足为E .在Rt△ABE 中,AB =1,∠ABE =45°,∴BE =22.又四边形AECD 为矩形,AD =EC =1,∴BC =BE +EC =22+1,由此还原为原图形如图2所示,是直角梯形A ′B ′C ′D ′.在梯形A ′B ′C ′D ′中,A ′D ′=1,B ′C ′=22+1,A ′B ′=2. ∴这块菜地的面积S =12(A ′D ′+B ′C ′)·A ′B ′=12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1+22×2=2+22.9.答案:2解析:设四面体ABCD 所在的长方体的长、宽、高分别为a ,b ,c ,则⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2=5,a 2+c 2=13,b 2+c 2=10,得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1,c =3,所以四面体ABCD 的体积V =abc -13×12abc ×4=13abc =2.二 能力小题提升篇1.答案:A解析:设圆柱的高为h ,则2π×2×h =8π⇒h =2,所以圆柱的体积为π×22×2=8π.2.答案:C解析:根据斜二测画法规则知,把直观图∠A ′O ′B ′还原为平面图,如图所示:所以∠AOB 是钝角. 3.答案:C解析:由d =3169V 得V =916·(2r )3=43·278r 3,比较V =43πr 3,相当于π的取值为278. 4.答案:A解析:如图,设圆锥侧面展开扇形的圆心角为θ,则由题可得2π×4=12θ,则θ=2π3,在Rt△POP ′中,OP =OP ′=12,则小虫爬行的最短路程为PP ′=122+122-2×12×12×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=12 3.5.答案:27解析:由PA ⊥平面ABC ,AB ⊥AC ,将三棱锥补成长方体,它的对角线是其外接球的直径,∵三棱锥外接球的表面积为36π,设外接球的半径为R ,则4πR 2=36π,解得R =3∴三棱锥外接球的半径为3,直径为6,∵AB =AC =2,∴22+22+PA 2=62,∴PA =27.6.答案:(2-2)a解析:方法一 由题意知,球内切于四棱锥P ABCD 时半径最大.设该四棱锥的内切球的球心为O ,半径为r ,连接OA ,OB ,OC ,OD ,OP ,则V P -ABCD =V O -ABCD +V O -PAD +V O -PAB +V O -PBC +V O -PCD ,即13×2a ×2a ×2a =13×⎝ ⎛⎭⎪⎫4a 2+2×12×2a ×2a +2×12×2a ×22a ×r ,解得r =(2-2)a .方法二 易知当球内切于四棱锥P -ABCD ,即与四棱锥P -ABCD 各个面均相切时,球的半径最大.作出相切时的侧视图如图所示,设四棱锥P -ABCD 内切球的半径为r ,则12×2a ×2a=12×(2a +2a +22a )×r ,解得r =(2-2)a . 三 高考小题重现篇1.答案:B解析:设圆锥的母线长为l ,由于圆锥底面圆的周长等于扇形的弧长,则πl =2π×2,解得l =2 2.2.答案:D解析:根据题目条件以及正视图可以得到该几何体的直观图,如图,结合选项可知该几何体的侧视图为D.3.答案:39π解析:设该圆锥的高为h ,则由已知条件可得13×π×62×h =30π,解得h =52,则圆锥的母线长为h 2+62=254+36=132,故该圆锥的侧面积为π×6×132=39π. 4.答案:A解析:如图所示,因为AC ⊥BC ,且AC =BC =1,所以AB 为截面圆O 1的直径,且AB = 2.连接OO 1,则OO 1⊥面ABC ,OO 1=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫AB 22=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫222=22,所以三棱锥O ABC 的体积V =13S △ABC ×OO 1=13×12×1×1×22=212. 5.答案:2π2解析:如图,连接B 1D 1,易知△B 1C 1D 1为正三角形,所以B 1D 1=C 1D 1=2.分别取B 1C 1,BB 1,CC 1的中点M ,G ,H ,连接D 1M ,D 1G ,D 1H ,则易得D 1G =D 1H =22+12=5,D 1M ⊥B 1C 1,且D 1M = 3.由题意知G ,H 分别是BB 1,CC 1与球面的交点.在侧面BCC 1B 1内任取一点P ,使MP =2,连接D 1P ,则D 1P =D 1M 2+MP 2=(3)2+(2)2=5,连接MG ,MH ,易得MG =MH =2,故可知以M 为圆心,2为半径的圆弧GH 为球面与侧面BCC 1B 1的交线.由∠B 1MG =∠C 1MH =45°知∠GMH =90°,所以GH 的长为14×2π×2=2π2. 6.答案:26 2-1 解析:依题意知,题中的半正多面体的上、下、左、右、前、后6个面都在正方体的表面上,且该半正多面体的表面由18个正方形,8个正三角形组成,因此题中的半正多面体共有26个面.注意到该半正多面体的俯视图的轮廓是一个正八边形,设题中的半正多面体的棱长为x ,则22x +x +22x =1,解得x =2-1,故题中的半正多面体的棱长为2-1. 四 经典大题强化篇1.解析:(1)证明:因为AA 1=A 1C ,且O 为AC 的中点,所以A 1O ⊥AC ,又平面AA 1C 1C ⊥平面ABC ,平面AA 1C 1C ∩平面ABC =AC ,且A 1O ⊂平面AA 1C 1C ,∴A 1O ⊥平面ABC .(2)∵A 1C 1∥AC ,A 1C 1⊄平面ABC ,AC ⊂平面ABC ,∴A 1C 1∥平面ABC ,即C 1到平面ABC 的距离等于A 1到平面ABC 的距离.由(1)知A 1O ⊥平面ABC ,且A 1O =AA 21 -AO 2=3,∴VC 1-ABC =VA 1-ABC =13S △ABC ·A 1O =13×12×2×3×3=1. 2.解析:设点P 在平面ABC 上的射影为G ,如图,由PA =PB =PC =2,∠ABC =90°,知点P 在平面ABC 上的射影G 为△ABC 的外心,即AC 的中点.设球的球心为O ,连接PG ,则O 在PG 的延长线上.连接OB ,BG ,设PG =h ,则OG =2-h ,所以OB 2-OG 2=PB 2-PG 2,即4-(2-h )2=4-h 2,解得h =1,则AG =CG = 3.设AD =x ,则GD =x -AG =x -3,BG =3,所以BD =BG 2-GD 2=-x 2+23x ,所以S △ABD =12AD ·BD =12-x 4+23x 3. 令f (x )=-x 4+23x 3,则f ′(x )=-4x 3+63x 2.由f ′(x )=0,得x =0或x =332,易知当x =332时,函数f (x )取得最大值24316,所以(S △ABD )max =12×934=938.又PG =1,所以三棱锥P -ABD 体积的最大值为13×938×1=338.。
不同视角下几种常见几何体三视图初探摘要:正方体是大家学习立体几何时接触最早最多的几何体,以正方体为载体可以构建出如正三棱锥、正四面体、正八面体等常见几何体。
对正方体的三视图进行系统的研究有利于大家更好的学习掌握立体几何知识.特别是分析比较不同摆放方式的正方体的三视图,能更好的引导学生对几何体进行多角度、深层次的思考。
关键词:三视图正方体正三棱锥正四面体正八面体摆放“横看成岭侧成峰,远近高低各不同。
”对同一物体不同视角观察其具有不同形态的美,多姿多彩的世界能让我们感觉到大自然的美.而在数学王国里,我们从不同角度看物体产生的平面图形也是多种多样的,在这些图形中有三种视图(主视图、俯视图、左视图)对研究原几何体的结构有重要的作用.在这里,我们主要讨论不同方式摆放的正方体和以正方体为载体的正三棱锥、正四面体以及正八面体的三视图,愿大家能从中得到更多启迪.一、正方体平放是几种几何体的三视图1、正方体的三视图棱长为的正a方体平放时,我们很容易得到它的三视图均为边长为的正方a 形,三种视图是全等图形。
如下:2、以正方体为载体的正三棱锥的三视图.不难发现它的以棱长为的a正方体为载体,我们可以构造正三棱锥D ABC三视图均为边长为的a等腰直角三角形.这三个图形也全等,但方向不同.如下:3、以正方体为载体的正四面体的三视图以棱长为的a 正方体为载体,我们可以构造正四面体D ABC -.它的三种视图下的外部轮廓都是边长为的正方a 形,且正四面体的四个顶点分别投影到正方形的四个顶点上.在正视图中顶点顺序为''''A B D C 、、、,在左视图中顶点顺序为''''C B D A 、、、,在俯视图中顶点顺序为''''A B C D 、、、.如下:4、以正方体为载体的正八面体的三视图以以棱长为a 的正方体为载体,我们可以构造出正八面体E ABCDF --.它的三种视图下的外部轮廓都是边长为的正方22a 形,正视图中顶点投影成同D B 、一点落在正'(')D B 方形中心;左视图中顶点投影成一A C 、点落在正方'(')A C 形中心;俯视图中投E F 、影成一点落'(')E F 在正方形中心.如下:二、正方体的体对角线垂直桌面摆放时几种几何体的三视图改变正方体的摆放方式,得到的正方体、正三棱锥、正四面体以及正八面体的三视图又是什么图形呢?各视图还会全等吗?这里以正方体的体对角线垂直桌面摆放为例,进行简单探讨. 限于篇幅,这里只研究正方体以及以正方体为载体的正三棱锥、正四面体的三视图,正八面体的三视图留给大家自己思考!1、正方体的三视图边长为的正a 方体体对角线垂直桌面摆放.视线平行为11BDD B 面主视方向,得到的视图是一个六边形.面对角线垂11AC AC 、直视线所以11''''2A C A C a =、,1D B 顶点、的投影三等1''D B 点、分体对角线1BD 的投影1''B D ,所以F1113a ''''''3A A C C D B ===,不难得出111130''''6a A D D C ==;左视图为矩形,1111ABCD A B C D 面和面分别投影为11''''D B D B 线段和,11''=''2D B D B =线段a ,11''''A C A C 点()和()分别是的中11''''D B D B 线段、点;俯视图为一个边长为的6a 3正六边形,1D B 顶点、投影成一点.如下:2、以正方体为载体的正三棱锥三视图以同上方式摆放的正方体为载体构建正三棱锥D ABC -.此时正三棱锥的三视图可由正方体的三视图简单得出,主视图为等腰三角形,'C 是线段的中''A B 点,''2A B a =,3a ''3D C =30a ''''6A D DB ==.左视图为直角三角形,顶点投影到A B 、同一点''A B (),直角边''DC a =,2a ''=2A D 斜边6a ''=2A C .俯视图为边长等于的正2a 三角形,顶点的投影D 'D 点在正三角形中心.如下:3、以正方体为载体的正四面体的三视图以同上方式摆放的正方体为载体构建正四面体D ABC -.正四面体的三视图也可由正方体的三视图简单得出,主视图为等腰三角形,'B 是线段的中''A C 点,''2A C a =,23a ''3D B =66a ''''6A D D C ==.左视图为等腰三角形,顶点投影到A C、同一点''A C(),''=2D B a ,6a''=''2A B A D .俯视图为边长等于的正2a三角形,顶点的投影D'D点在正三角形中心.如下:正方体以体对角线垂直桌面摆放时,从正方体、以正方体为载体的正三棱锥和正四面体的三视图中,我们发现他们的图形不再全等,且各边长的投影也不再相等.借此,我们还可以变换正方体的摆放方式,得到更多有趣的图形,一体多变既可以增强数学的趣味性,又能在变化中找到关联,增强学生的空间想象能力!A。
高考数学三视图还原方法归纳方法一 :还原三步曲核心内容:三视图的长度特征——“长对齐,宽相等,高平齐” ,即正视图和左视图一样高,正视图和俯视图一样长,左视图和俯视图一样宽。
还原三步骤:(1)先画正方体或长方体,在正方体或长方体地面上截取出俯视图形状;(2)依据正视图和左视图有无垂直关系和节点,确定并画出刚刚截取出的俯视图中各节点处垂直拉升的线条(剔除其中无需垂直拉升的节点,不能确定的先垂直拉升),由高平齐确定其长短;(3)将垂直拉升线段的端点和正视图、左视图的节点及俯视图各个节点连线,隐去所有的辅助线条便可得到还原的几何体。
方法展示( 1)将如图所示的三视图还原成几何体。
还原步骤:①依据俯视图,在长方体地面初绘ABCDE如图;②依据正视图和左视图中显示的垂直关系,判断出在节点 A、 B、 C、 D 处不可能有垂直拉升的线条,而在 E 处必有垂直拉升的线条 ES,由正视图和侧视图中高度,确定点 S 的位置;如图③将点 S 与点 ABCD分别连接,隐去所有的辅助线条,便可得到还原的几何体S-ABCD如图所示:经典题型:例题 1:若某几何体的三视图,如图所示,则此几何体的体积等于()cm3。
解答:(24)例题 2:一个多面体的三视图如图所示,则该多面体的表面积为()答案: 21+ 3 计算过程:步骤如下:第一步:在正方体底面初绘制ABCDEFMN如图;第二步:依据正视图和左视图中显示的垂直关系,判断出节点E、F、M 、N 处不可能有垂直拉升的线条,而在点 A、B、C、D 处皆有垂直拉升的线条,由正视图和左视图中高度及节点确定点 G,G' , B' , D ' , E ' , F '地位置如图;第三步:由三视图中线条的虚实,将点G 与点 E、F 分别连接,将G'与点E'、F'分别连接,隐去所有的辅助线便可得到还原的几何体,如图所示。
例题 3:如图所示,网格纸上小正方形的边长为4,粗实线画出的是某多面体的三视图,则该多面体的各条棱中,最长的棱的长度是()答案:(6)还原图形方法一:若由主视图引发,具体步骤如下:( 1)依据主视图,在长方体后侧面初绘ABCM如图:(2)依据俯视图和左视图中显示的垂直关系,判断出在节点 A、B、 C 出不可能有垂直向前拉升的线条,而在 M 出必有垂直向前拉升的线条 MD,由俯视图和侧视图中长度,确定点 D 的位置如图:( 3)将点 D 与 A、B、 C 分别连接,隐去所有的辅助线条便可得到还原的几何体D—ABC如图所示:解:置于棱长为 4 个单位的正方体中研究,该几何体为四面体 D—ABC,且 AB=BC=4, AC=42 ,DB=DC=2 5 ,可得 DA=6.故最长的棱长为 6.方法 2若由左视图引发,具体步骤如下:( 1)依据左视图,在长方体右侧面初绘BCD如图:( 2)依据正视图和俯视图中显示的垂直关系,判断出在节点 C、D 处不可能有垂直向前拉升的线条,而( 3)将点 A 与点 B、 C、 D 分别连接,隐去所有的辅助线条便可得到还原的几何体D—ABC如图:方法 3:由三视图可知,原几何体的长、宽、高均为4,所以我们可以用一个正方体做载体还原:(1)根据正视图,在正方体中画出正视图上的四个顶点的原象所在的线段,用红线表示。
2019专题通过三视图找几何体原图的方法方法一:直接法【例1】【2017课标II,理4】如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分所得,则该几何体的体积为()A. 90πB.63πC.42πD.36π【点评】思考三视图还原空间几何体首先应深刻理解三视图之间的关系,遵循“长对正,高平齐,宽相等”的基本原则,其内涵为正视图的高是几何体的高,长是几何体的长;俯视图的长是几何体的长,宽是几何体的宽;侧视图的高是几何体的高,宽是几何体的宽.由三视图画出直观图的步骤和思考方法:1、首先看俯视图,根据俯视图画出几何体地面的直观图;2、观察正视图和侧视图找到几何体前、后、左、右的高度;3、画出整体,然后再根据三视图进行调整.由三视图还原几何体的方法:方法二:拼凑法【例2】【2017北京,文6】某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为( )A. 60B.30C.20D.10解题步骤:第一步:画出正视图,第二步:平移俯视图到恰当的位置(长对正,高平齐),使它和正视图在一起,第三步:把侧视图顺时针旋转090再平移到恰当的位置(高平齐,宽相等),使它和正视图、俯视图在一起,第四步:调整它们的位置,找到顶点,找到原图.【点评】利用拼凑法找原图时,关键是第四步,结合三视图从那些顶点里找到原几何体的顶点. 这需要有空间观察力和分析能力.【例3】【2017北京,理7】某四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的最长棱的长度为( )A.32B.23C.22D.2【解析】如下图所示,按照拼凑法得到三视图对应的原图是图中的四棱锥P ABCD -.该四棱锥的最长棱的长度为PC ,22222222(22)223PA PC =+==+=,故选B.方法三:模型法:三视图不容易观察出原图时使用.第一步:画出一个长方体或正方体或其他几何体;第二步:补点;第三步:结合三视图排除某些点;第四步:确定那些排除的点附近的点是否是几何体的顶点;第五步:结合实线虚线和确定的点找到几何体的顶点,从而找到符合三视图的原图. ①三视图基础【例4】. 某几何体的三视图如图所示,该几何体的体积为( )A. 16πB. 228π+C. 12πD. 14π 【答案】D【例5】 如图所示, 某几何体的三视图是三个半径相等的圆及每个圆中两条互相垂直的半径.若该几何体的体积是283π, 则它的表面积是( )A. 17πB. 18πC. 20πD. 28π 【答案】A【解析】由题意可知三视图复原的几何体是一个球去掉18后的几何体,如图: 可得: 37428,2833R R ππ⨯==它的表面积是: 22734221784πππ⨯⋅+⨯⋅=【例6】. 如图为一个半球挖去一个圆锥后的几何体的三视图,则剩余部分与挖去部分的体积之比为( )A. 3:1B. 2:1C. 1:1D. 1:2②组合体的三视图问题【例7】.某几何体的三视图如图所示,则其表面积为( )A.172π B. 9π C. 192πD. 10π 【解析】由三视图可知几何体为圆柱与14球的组合体。
29.2 三视图(第3课时)一、内容和内容解析1.内容根据三视图说出立体图形的名称,描述物体的形状,感受“综合”思考的过程。
2.内容解析学生在七年级已经接触过“从不同的方向看物体”的内容,但当时没有明确给出“视图”这个概念;本章是从投影的角度解释三视图的概念,这与从不同的方向看物体所得到的平面图形是一致的。
前一节课学生已经能够画出基本几何体的三视图,体会了从立体图形到平面图形的转化。
本节课是在上一节“由物画图”的基础上“由图想物”,让学生体会从平面图形到立体图形的转化过程,这种从“二维”到“三维”的转化,不仅使学生对投影和视图的认识水平再次提升,更能对培养学生的空间观念起到很好的促进作用。
画三视图是将一个物体从三个方向观察,分别表现这三个方面的分解过程;由三视图想出物体的立体形状,则是把物体的三个方面形状“综合”起来的过程,这两个过程是相反的,也是相互联系的。
基于以上分析,确定本节课的教学重点为:根据三视图描述基本几何体和实物原型。
二、目标和目标解析1.目标(1)能根据三视图描述基本几何体形状和实物原型。
(2)通过观察和动手实践,理解三视图中相关各线条之间的对应关系,通过它们能形成一个整体性认识,并根据这些关系由平面图形得出对应的立体图形。
2.目标解析达成目标(1)的标志是:能通过给出的三视图用语言来描述出立体图形的形状。
达成目标(2)的标志是:通过三视图描述立体图形,体会三视图在转化为立体图形的过程中所起的作用。
三、教学问题诊断分析本节课是在学习了“从不同方向看物体”的内容后,又进一步引入“三视图”的概念,并通过观察能够画出立体图形的三视图,这要准确把握三视图中的相对位置关系和大小关系,并要求学生有较强的空间想象能力,而本节课要求学生能够通过三视图想象并描述出立体图形,这对学生的空间想象能力有了较高的要求,是教学中的一个难点。
基于以上分析,确定本节课的教学难点为:根据三视图观察想象,描述出基本几何体和实物原型。
三视图还原——xyz 定位法一、首先要掌握简单几何体的三视图。
正方体、长方体、三棱柱、四棱柱、三棱锥、四棱锥、圆柱、圆锥、圆台和球的三视图分别是什么要熟悉掌握。
二、掌握简单组合体的组合形式。
简单组合体主要有拼接和挖去两种形式。
三、三视图之间的关系。
几何体的长:正视图、俯视图的长;几何体的宽:俯视图的高、侧视图的长;几何体的高:正视图、侧视图的高。
(口诀:主俯定长,俯左定宽,主左定高)(下面)左视左侧(后面)正视左侧(左面)正视右侧(右面)左视右侧(前面)(下面)四、清楚三视图各个线段说表示几何体位置,如上图所表示。
五、由三视图画出直观图的步骤和思考方法。
1、组合类题型,往往很简单,基本可以通过简单想象直接还原;2、有两个视角为三角形,为椎体特征。
选择底面还原(求体积可不用还原);3、凡是想不出来的,可用xyz 坐标定位法还原。
前面俯视左侧(左面)【类型一】:(三线交汇)例2:【类型二】:例3:连接这五个点的四棱锥,不满足俯视图。
而顶点又必须在这五点交点中,所以当点数超过4个,可能不需要全部连接,则这些点有所取舍。
第一法:俯视图看到的面不可以为上面四个点构成的整个四边形,而是中间有一条折痕,故只能说左半边三角形乡下折。
即舍弃前面左上方的点。
故得,第二:唯一法:正视图看,已标记下面的点必不可少;从俯视图看,上面有3个点必不可少;故只能舍弃前面左上方的点。
第三:口诀:实线两端的点保留,虚线两端的点待定。
从俯视图一看,便知道答案了。
取舍关键:墙角点是取舍的备选。
练习【类型三】:(八点齐飞,直观图不唯一)例4此题八点齐飞,通过类型二中的第三取舍法,我们很容易就能还原出来。
答案:然而,我们发现这个三视图也可以看成,是上图中的三棱锥与另外一个三棱锥组合而成。
如下图所示:M为顶点的三棱锥(四种)与上图的组合。
同理,还有其他两种形式,此处就不一一画图了。
由此得出,上题中的三视图至少有5种不同的直观图。
【三视图题目几点技巧】1,部分椎体求体积,直接用公式(可以不还原)2,斜二测画法与原图面积比例为定值(可以不还原)3,三视图中,和视线垂直的线段,长度不变。
高考在考查三视图方面出题有两个方向,一是给出三视图及相关数据,求几何体的体积、表面积、内切球体积或外接球体积等;二是给出几何体,确定其中一个视图的图形.由于第二点比较简单,所以高考中考查的较少.高考中对给出三视图求相关体积、面积等题型考查较多,一般以小题形式出现,分值为5分,该类型题的本质是考查三视图还原几何体,所以能快速准确的将三视图还原几何体,是解决这类问题的关键.王康民老师给大家介绍几种快速还原几何体的方法.先来复习一下三视图的相关知识:位置主在上,俯在下,左在右大小长对正,高平齐,宽相等虚实看的见的为实线,看不见的为虚线我来介绍两种快速又好用的三视图还原方法.当然,我默认大家已经掌握了基本几何体的三视图形状,这一点很重要,没有掌握的同学请麻利的自己去翻课本或者小册子.一.升点升线法1.升点法题目特征:当主视图和侧视图的顶部都是点时,采用升点法.如:还原如图所示的三视图的直观图.分析:观察三视图知主视图和侧视图的顶部都是点,则该图形可由俯视图的一个点升高形成,升的高度为主、侧视图的高2.用斜二测法画出俯视图,如下图所示:再根据其主视图为直角三角形,且直角在左侧,所以确定上升的点只能是点A,上升高度为2,三视图还原为下图所示.方法总结主、侧视图顶为点,上升点法1、俯视画图;2、主、侧找最高点;3、在俯视图上将找到的点上升(上升高度为主视图的高)2.升线法当主视图和侧视图的顶部为一点一线时,采用升线法.如:分析观察三视图知主视图和侧视图的顶部为一点一线,则该图形可由俯视图的一条线升高形成,升的高度为主、侧视图的高.用斜二测法画出俯视图,如下图所示.根据其主视图为正方形,左视图为直角三角形,且顶点在其左侧,所以确定上升的直线为线段AB,上升高度为主视图的高,如下图(左)所示.连接上顶点和下底面对应点,三视图还原为上图(右)所示.方法总结主、侧视图顶为一点一线,以点为基准升线.1、俯视画图;2、主、侧找升高线;3、升高直线(上升高度为主视图的高),连接对应点即可二.长方体中找点找面法我们所学的立体图形中,有锥、柱、台、球及组合体,像柱体和球的三视图还原就靠你自己了,简单到我都不想说.好,那就不说吧.我们通过研究锥体和台体的三视图还原来介绍这种方法.1.锥体的三视图还原锥体的三视图的特点是三个视图中有两个三角形.也就是说,我们在看到三视图的时候,如果其中有两个是三角形,我们能确定其为锥体.并且你要去还原它的主观图,这两个三角形就是关键!如:三视图如图所示.分析:首先三视图中有三个三角形,所以可以确定该几何体是一个椎体.俯视图就是该椎体的底面,大家要知道,一个椎体,如果底面确定了,再确定了顶点,则这个锥体就确定了.这个顶点是由主视图和侧视图的上顶点确定的,确定这个点是关键.第一步,我们取三个视图的长、宽、高分别为长、宽、高做出一个长方体,本题画出的正好是一个正方体,如图1所示.图1 图2 图3第二步:把主视图放到立方体正对着我们的这个面上,如图2所示.主视图的上顶点为图2中的顶点A,但该点不一定是锥体的顶点,由于主视图是由正前方看过去的,所以锥体的顶点应该在直线AA1上;再把侧视图放到立方体的右侧面上,如图3所示(注意侧视图是从左往右看的,不要画反了哦)侧视图的上顶点为图3中的顶点B,同理,锥体的顶点应该在直线AB上.所以直线AA1与直线AB的交点A即为锥体的顶点.第三步:将俯视图画在立方体中,由确定的底面和顶点,连接顶点与底面的各个顶点,锥体就确定了,如下图所示.直观图还原完成.步骤:1.三视图中有两个视图为三角形,确定该几何体为锥体,剩下的视图为该锥体的底面.2.将主视图和侧视图画在对应的立方体中,根据各自上顶点的投影线找其交点,确定锥体的顶点.3.俯视图作为底面,连接各顶点,锥体便还原出来了.方法:两个三角形→锥体.1、确定底面;2、确定顶点(主、侧视图上顶点的投影线交点).3、各顶点连线.【变式训练】三视图如图所示,还原几何体的主观图.【提示】将侧视图作为锥体的底面,利用主视图和俯视图寻找顶点即可.【答案】如下图所示.2.台体的三视图还原台的特点是三视图中有两个梯形,剩下的视图作为台的下底面,还原时找上底面是关键。
第2课时由三视图复原几何体1.进一步明确三视图的意义,由三视图想象出原型;(重点)2.由三视图得出实物原型并进行简单计算.(重点)一、情境导入同学们独立完成以下几个问题:1.画三视图的三条规律,即______视图、______视图长对正;______视图、______视图高平齐;______视图、______视图宽相等.2.如下列图,分别是由假设干个完全相同的小正方形组成的一个几何体的主视图和俯视图,那么组成这个几何体的小正方体的个数是多少?二、合作探究探究点一:由三视图描述几何体【类型一】由三视图确定几何体根据图①②的三视图,说出相应的几何体.解析:根据三视图想象几何体的形状,关键要熟练掌握直棱柱、圆锥、球等几何体的根本三视图.解:图①是直三棱柱,图②是圆锥和圆柱的组合体.方法总结:先根据各个视图想象从各个方向看到的几何体形状,再来确定几何体的形状.变式训练:见《》本课时练习“课堂达标训练〞第1题【类型二】由三视图确定正方体的个数一个几何体,是由许多规格相同的小正方体堆积而成的,其主视图、左视图如下列图,要摆成这样的图形,最少需用________个小正方体.解析:根据主视图、左视图是分别从物体正面、左面看,所得到的图形,结合此题进行分析即可.根据三视图可得第二层有2个小正方体,根据主视图和左视图可得第一层最少有4个小正方体,故最少需用7个小正方体.故答案为7.方法总结:由三视图判断几何体由多少个立方体组成时,先由俯视图判断底面的行列组成;再从主视图判断每列的高度(有几个立方体),并在俯视图中按照左、中、右的顺序用数字标出来;然后由左视图判断行的高度,在俯视图中按照上、中、下的顺序用数字标出来;最后把俯视图中的数字加起来.变式训练:见《 》本课时练习“课堂达标训练〞 第5题 探究点二:三视图的相关计算如图是某工件的三视图,其中圆的半径是10cm ,等腰三角形的高是30cm ,那么此工件的体积是( )A .1500πcm 3B .500πcm 3C .1000πcm 3D .2000πcm 3解析:由三视图可知该几何体是圆锥,底面半径和高.解:∵底面半径为10cm ,高为30cm.∴体积V =13π×102×30=1000π(cm 3).应选C.方法总结:依据三视图“长对正,高平齐,宽相等〞的原那么,正确识别几何体,再进行有关计算.变式训练:见《 》本课时练习“课堂达标训练〞第8题 三、板书设计本节课是在学习了简单几何体的三视图的根底上,反过来几何体的三视图想象出几何体,既是对三视图知识的完善,又是三视图知识的简单应用,培养了学生的空间想象能力,使学生初步体会到由平面图形到立体图形的转化也是一种数学方法.1.4 二次函数与一元二次方程的联系1.通过探索,理解二次函数与一元二次方程之间的联系,会用二次函数图象求一元二次方程的近似解;(重点)2.通过研究二次函数与一元二次方程的联系体会数形结合思想的应用.(难点)一、情境导入小唐画y =x 2-6x +c 的图象时,发现其顶点在x 轴上,请你帮小唐确定字母c 的值是多少?二、合作探究探究点一:二次函数与一元二次方程的联系【类型一】 二次函数图象与x 轴交点情况的判断以下函数的图象与x 轴只有一个交点的是( ) A .y =x 2+2x -3 B .y =x 2+2x +3 C .y =x 2-2x +3 D .y =x 2-2x +1解析:选项A 中b 2-4ac =22-4×1×(-3)=16>0,选项B 中b 2-4ac =22-4×1×3=-8<0,选项C 中b 2-4ac =(-2)2-4×1×3=-8<0,选项D 中b 2-4ac =(-2)2-4×1×1=0,所以选项D 的函数图象与x 轴只有一个交点.应选D.变式训练:见《 》本课时练习“课后稳固提升〞第1题【类型二】 利用函数图象与x 轴交点情况确定字母的取值范围(2021·武汉模拟)二次函数y =kx 2-6x +3的图象与x 轴有交点,那么k 的取值范围是( )A .k <3B .k <3且k ≠0C .k ≤3D .k ≤3且k ≠0解析:∵二次函数y =kx 2-6x +3的图象与x 轴有交点,∴方程kx 2-6x +3=0(k ≠0)有实数根,即Δ=36-12k ≥0,k ≤3.由于是二次函数,故k ≠0,那么k 的取值范围是k ≤3且k ≠0.应选D.方法总结:二次函数y =ax 2+bx +c ,当b 2-4ac >0时,图象与x 轴有两个交点;当b 2-4ac =0时,图象与x 轴有一个交点;当b 2-4ac <0时,图象与x 轴没有交点.变式训练:见《 》本课时练习“课堂达标训练〞第4题【类型三】利用抛物线与x 轴交点坐标确定一元二次方程的解(2021·苏州中考)假设二次函数y =x 2+bx 的图象的对称轴是经过点(2,0)且平行于y 轴的直线,那么关于x 的方程x 2+bx =5的解为( )A.⎩⎪⎨⎪⎧x 1=0,x 2=4B.⎩⎪⎨⎪⎧x 1=1,x 2=5C.⎩⎪⎨⎪⎧x 1=1,x 2=-5D.⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-1,x 2=5解析:∵对称轴是经过点(2,0)且平行于y 轴的直线,∴-b2=2,解得b =-4.解方程x 2-4x =5,解得x 1=-1,x 2=5.应选D.方法总结:此题容易出错的地方是不知道二次函数的图象与一元二次方程的解的关系导致无法求解.变式训练:见《 》本课时练习“课堂达标训练〞第1题 探究点二:用二次函数的图象求一元二次方程的近似解利用二次函数的图象求一元二次方程-x 2+2x -3=-8的实数根(精确到0.1). 解析:对于y =-x 2+2x -3,当函数值为-8时,对应点的横坐标即为一元二次方程-x 2+2x -3=-8的实数根,故可通过作出函数图象来求方程的实数根.解:在平面直角坐标系内作出函数y =-x 2+2x -3的图象,如图.由图象可知方程-x 2+2x -3=-8的根是抛物线y =-x 2+2x -3与直线y =-8的交点的横坐标,左边的交点横坐标在-1与-2之间,另一个交点的横坐标在3与4之间.(1)先求在-2和-1之间的根,利用计算器进行探索:x - - - - - y-----因此x ≈-是方程的一个实数根. (2)另一个根可以类似地求出:x y-----x ≈是方程的另一个实数根.方法总结:用二次函数的图象求一元二次方程满足精确度的实数根的方法:(1)作出函数的图象,并由图象确定方程解的个数;(2)由图象与y =h 的交点的位置确定交点横坐标的取值范围;(3)利用计算器求方程的实数根.变式训练:见《 》本课时练习“课堂达标训练〞第8题 探究点三:二次函数与一元二次方程在运动轨迹中的应用某学校初三年级的一场篮球比赛中,如图,队员甲正在投篮,球出手时距地面209米,与篮框中心的水平距离为7米,当球出手后水平距离为4米时到达最大高度4米,设篮球运行轨迹为抛物线,篮框距地面3米.(1)建立如下列图的平面直角坐标系,问此球能否准确投中?(2)此时,假设对方队员乙在甲面前1米处跳起盖帽拦截,乙的最大摸高为米,那么他能否获得成功?解析:这是一个有趣的、贴近学生日常生活的应用题,由条件可得到出手点、最高点(顶点)和篮框的坐标,再由出手点、顶点的坐标可求出函数表达式;判断此球能否准确投中的关键就是判断代表篮框的点是否在抛物线上;判断盖帽拦截能否获得成功,就是比较当x =1时函数y 的值与最大摸高米的大小.解:(1)由条件可得到出手点、最高点和篮框的坐标分别为A (0,209),B (4,4),C (7,3),其中B 是抛物线的顶点.设二次函数关系式为y =a (x -h )2+k ,将点A 、B 的坐标代入,可得y =-19(x -4)2+4.将点C 的坐标代入上式,得左边=3,右边=-19(7-4)2+4=3,左边=右边,即点C在抛物线上.所以此球一定能投中;(2)将x =1代入函数关系式,得y =3.因为>3,所以盖帽能获得成功. 变式训练:见《 》本课时练习“课后稳固提升〞第7题 三、板书设计教学过程中,强调学生自主探索和合作交流,通过观察二次函数与x 轴的交点个数,讨论一元二次方程的根的情况,体会知识间的相互转化和相互联系.。
专题13 三视图与展开图1.视图:当我们从某一角度观察一个实物时,所看到的图像叫做物体的一个视图。
2.物体的三视图特指主视图、俯视图、左视图。
(1)主视图:从物体的前面向后面投射所得的视图称主视图,能反映物体的前面形状。
(2)俯视图:从物体的上面向下面投射所得的视图称俯视图,能反映物体的上面形状。
(3)左视图:从物体的左面向右面投射所得的视图称左视图,能反映物体的左面形状,有时也叫做侧视图。
物体的三视图实际上是物体在三个不同方向的正投影.正投影面上的正投影就是主视图,水平投影面上的正投影就是俯视图,侧投影面上的正投影就是左视图在画三视图时,三个三视图不要随意乱放,应做到俯视图在主视图的下方,左视图在主视图的右边,三个视图之间保持:长对正,高平齐,宽相等。
3.展开图:平面图形有三角形、四边形、圆等.立体图形有棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球等.把立体图形按一定的方式展开就会得到平面图形,把平面图形按一定的途径进行折叠就会得到相应的立体图形。
【例题1】(2019•四川省达州市)如图是由7个小立方块所搭成的几何体的俯视图,小正方形中的数字表示该位置小立方块的个数,这个几何体的左视图是()A.B.C.D.【答案】B【解析】由已知条件可知,左视图有2列,每列小正方形数目分别为3,1.据此可作出判断.从左面看可得到从左到右分别是3,1个正方形.【例题2】(2019•甘肃)已知某几何体的三视图如图所示,其中俯视图为等边三角形,则该几何体的左视图的面积专题知识回顾专题典型题考法及解析为.【答案】(18+2)cm2.【解析】由三视图想象几何体的形状,首先,应分别根据主视图、俯视图和左视图想象几何体的前面、上面和左侧面的形状,然后综合起来考虑整体形状.该几何体是一个三棱柱,底面等边三角形边长为2cm,高为cm,三棱柱的高为3,所以,其表面积为3×2×3+2×=18+2(cm2).【例题3】(2019•江苏连云港)一个几何体的侧面展开图如图所示,则该几何体的底面是()A.B.C.D.【答案】B【解析】根据几何体的侧面展开图可知该几何体为四棱锥,所以它的底面是四边形.由题意可知,该几何体为四棱锥,所以它的底面是四边形.专题典型训练题一、选择题1.(2019广东深圳)下列哪个图形是正方体的展开图()A.B.C.D.【答案】B【解析】立体图形的展开图B中图形符合“一四一”模型,是正方体的展开图.故选B.2.(2019•山东省济宁市)如图,一个几何体上半部为正四棱锥,下半部为立方体,且有一个面涂有颜色,该几何体的表面展开图是()A.B.C.D.【答案】B.【解析】考点是几何体的展开图。
【第1讲简单几何体及其直观图、三视图】之小船创作一、知识梳理1.空间几何体的结构特征(1)多面体的结构特征(1)画法:常用斜二测画法.(2)规则:①在已知图形中建立直角坐标系xOy,画直观图时,它们分别对应x′轴和y′轴,两轴交于点O′,使x′O′y′=45°,它们确定的平面表示水平平面.②已知图形中平行于x轴或y轴的线段,在直观图中分别画成平行于x ′轴和y ′轴的线段.③已知图形中平行于x 轴的线段,在直观图中保持原长度不变,平行于y 轴的线段,长度为原来的12. 3.三视图 (1)几何体的三视图包括主视图、左视图、俯视图,分别是从几何体的正前方、正左方、正上方观察几何体画出的轮廓线.(2)三视图的画法 ①基本要求:长对正,高平齐,宽相等. ②画法规则:正侧一样高,正俯一样长,侧俯一样宽;看不到的线画虚线.常用结论1.斜二测画法中的“三变”与“三不变”“三变”⎩⎪⎨⎪⎧坐标轴的夹角改变与y 轴平行的线段的长度变为原来的一半图形改变“三不变”⎩⎪⎨⎪⎧平行性不改变与x ,z 轴平行的线段的长度不改变相对位置不改变2.常见旋转体的三视图(1)球的三视图都是半径相等的圆.(2)水平放置的圆锥的主视图和左视图均为全等的等腰三角形.(3)水平放置的圆台的主视图和左视图均为全等的等腰梯形.(4)水平放置的圆柱的主视图和左视图均为全等的矩形.二、教材衍化1.下列说法正确的是( )A.相等的角在直观图中仍然相等B.相等的线段在直观图中仍然相等C.正方形的直观图是正方形D.若两条线段平行,则在直观图中对应的两条线段仍然平行解析:选D.由直观图的画法规则知,角度、长度都有可能改变,而线段的平行性不变.2.在如图所示的几何体中,是棱柱的为________.(填写所有正确的序号)答案:③⑤3.已知如图所示的几何体,其俯视图正确的是________.(填序号)解析:由俯视图定义易知选项③符合题意.答案:③一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)有两个面平行,其余各面都是平行四边形的几何体是棱柱.( )(2)有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体是棱锥.( )(3)夹在两个平行的平面之间,其余的面都是梯形,这样的几何体一定是棱台.( )(4)正方体、球、圆锥各自的三视图中,三视图均相同.( )(5)用两平行平面截圆柱,夹在两平行平面间的部分仍是圆柱.( )(6)菱形的直观图仍是菱形.( )答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×二、易错纠偏常见误区|K(1)棱柱的概念不清致误;(2)不清楚三视图的三个视图间的关系,想象不出原几何体而出错;(3)斜二测画法的规则不清致误.1.如图,长方体ABCDA′B′C′D′中被截去一部分,其中EH∥A′D′.剩下的几何体是( )A.棱台B.四棱柱C.五棱柱D.六棱柱解析:选C.由几何体的结构特征,剩下的几何体为五棱柱.故选C.2.将一个长方体沿相邻三个面的对角线截去一个棱锥,得到的几何体的主视图与俯视图如图所示,则该几何体的左视图为( )解析:选B.先根据主视图和俯视图还原出几何体,再作其左视图.由几何体的主视图和俯视图可知该几何体为图①,故其左视图为图②.故选B.3.在直观图(如图所示)中,四边形O′A′B′C′为菱形且边长为2 cm,则在平面直角坐标系xOy中,四边形ABCO 为________,面积为________cm2.解析:由斜二测画法的特点,知该平面图形的直观图的原图,即在平面直角坐标系xOy中,四边形ABCO是一个长为4 cm,宽为2 cm的矩形,所以四边形ABCO的面积为8 cm2.答案:矩形8空间几何体的几何特征(自主练透) 1.下列说法正确的是( )A.各个面都是三角形的几何体是三棱锥B.夹在圆柱的两个平行截面间的几何体还是一个旋转体C.棱锥的侧棱长与底面多边形的边长相等,则此棱锥可能是六棱锥D.圆锥的顶点与底面圆周上的任意一点的连线都是母线解析:选D.由图知,A不正确.两个平行平面与底面不平行时,截得的几何体不是旋转体,则B不正确.侧棱长与底面多边形的边长相等的棱锥一定不是六棱锥,故C错误.由定义知,D正确.2.给出下列几个命题:①在圆柱的上、下底面的圆周上各取一点,则这两点的连线是圆柱的母线;②底面为正多边形,且有相邻两个侧面与底面垂直的棱柱是正棱柱;③棱台的上、下底面可以不相似,但侧棱长一定相等.其中正确命题的个数是( )A.0 B.1C.2 D.3解析:选B.①不一定,只有这两点的连线平行于旋转轴时才是母线;②正确;③错误,棱台的上、下底面是相似且对应边平行的多边形,各侧棱延长线交于一点,但是侧棱长不一定相等.3.给出下列命题:①棱柱的侧棱都相等,侧面都是全等的平行四边形;②若三棱锥的三条侧棱两两垂直,则其三个侧面也两两垂直;③在四棱柱中,若两个过相对侧棱的截面都垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱;④存在每个面都是直角三角形的四面体.其中正确命题的序号是________.解析:①不正确,根据棱柱的定义,棱柱的各个侧面都是平行四边形,但不一定全等;②正确,若三棱锥的三条侧棱两两垂直,则三个侧面构成的三个平面的二面角都是直二面角;③正确,因为两个过相对侧棱的截面的交线平行于侧棱,又垂直于底面;④正确,如图,正方体ABCDA1B1C1D1中的三棱锥C1ABC,四个面都是直角三角形.答案:②③④空间几何体概念辨析问题的常用方法空间几何体的三视图(多维探究)角度一已知几何体,识别三视图(1)(2020·宜宾模拟)已知棱长都为2的正三棱柱ABCA1B1C1的直观图如图.若正三棱柱ABCA1B1C1绕着它的一条侧棱所在直线旋转,则它的左视图可以为( )(2)(2020·湖南衡阳二模)如图,正方体ABCDA1B1C1D1的顶点A,B在平面α上,AB= 2.若平面A1B1C1D1与平面α所成角为30°,由如图所示的俯视方向,正方体ABCDA1B1C1D1在平面α上的俯视图的面积为( )A.2 B.1+ 3 C.2 3 D.22【解析】(1)由题知,四个选项的高都是2.若左视图为A,则中间应该有一条竖直的实线或虚线;若左视图为C,则其中有两条侧棱重合,不应有中间竖线;若左视图为D,则长度应为3,而不是1.故选B.(2)由题意得AB在平面α内,且平面α与平面ABCD 所成的角为30°,与平面B1A1AB所成的角为60°,故所得的俯视图的面积S=2×(2cos 30°+2cos 60°)=2(cos 30°+cos 60°)=1+ 3.【答案】(1)B (2)B角度二已知三视图,判断几何体(1)如图,网格纸的各小格都是正方形,粗实线画出的是一个几何体的三视图,则这个几何体是( ) A.三棱锥 B.三棱柱 C.四棱锥D.四棱柱(2)某四棱锥的三视图如图所示,在此四棱锥的侧面中,直角三角形的个数为( )A.1 B.2C.3 D.4【解析】(1)由题三视图得直观图如图所示,为三棱柱,故选B.(2)将三视图还原为直观图,几何体是底面为直角梯形,且一条侧棱和底面垂直的四棱锥,如图所示.易知,BC ∥AD ,BC =1,AD =AB =PA =2,AB ⊥AD ,PA ⊥平面ABCD ,故△PAD ,△PAB 为直角三角形,因为PA ⊥平面ABCD ,BC ⊂平面ABCD ,所以PA ⊥BC ,又BC ⊥AB ,且PA ∩AB =A ,所以BC ⊥平面PAB ,又PB ⊂平面PAB ,所以BC ⊥PB , 所以△PBC 为直角三角形,容易求得PC =3,CD =5,PD =22,故△PCD 不是直角三角形,故选C.【答案】 (1)B (2)C【迁移探究1】 (变问法)在本例(2)条件下,求该四棱锥的所有棱中,最长棱的棱长是多少?解:由三视图可知,PA =AB =AD =2,BC =1,经计算可知,PB =PD =22,PC =3,CD =5,故最长棱为PC ,且|PC |=3.【迁移探究2】 (变问法)在本例(2)条件下,求该四棱锥的五个面中,最小面的面积.解:面积最小的面为面PBC ,且S △PBC =12BC ·PB =12×1×22=2,即最小面的面积为 2. 角度三 已知几何体的某些视图,判断其他视图(1)(2020·福州模拟)如图为一圆柱切削后的几何体及其主视图,则相应的左视图可以是( )(2)(2020·河北衡水中学联考)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有刍甍,下广三丈,袤四丈,上袤二丈,无广,高二丈,问:积几何?”其意思为:“今有底面为矩形的屋脊状的楔体,下底面宽3丈、长4丈,上棱长2丈,高2丈,问:它的体积是多少?”已知该楔体的主视图和俯视图如图中粗实线所示,则该楔体的左视图的周长为( )A .3丈B .6丈C .8丈D .(5+13)丈【解析】 (1)圆柱被不平行于底面的平面所截,得到的截面为椭圆,结合主视图,可知左视图最高点在中间,故选B.(2)由题意可知该楔体的左视图是等腰三角形,它的底边长为3丈,相应高为2丈,所以腰长为 22+⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫322=52(丈),所以该楔体左视图的周长为3+2×52=8(丈).故选C. 【答案】 (1)B (2)C三视图问题的常见类型及解题策略(1)由几何体的直观图求三视图.注意主视图、左视图和俯视图的观察方向,注意看到的部分用实线表示,看不到的部分用虚线表示.(2)由几何体的部分视图画出剩余的视图.先根据已知的一部分视图,还原、推测其直观图的可能形式,然后再找其剩下部分视图的可能形式.当然作为选择题,也可将选项逐项代入,再看看给出的部分三视图是否符合.(3)由几何体的三视图还原几何体的形状.要熟悉柱、锥、台、球的三视图,明确三视图的形成原理,结合空间想象将三视图还原为直观图.1.中国古建筑借助榫卯将木构件连接起来.构件的凸出部分叫榫头,凹进部分叫卯眼,图中木构件右边的小长方体是榫头.若如图摆放的木构件与某一带卯眼的木构件咬合成长方体,则咬合时带卯眼的木构件的俯视图可以是( )解析:选A.由题意知,在咬合时带卯眼的木构件中,从俯视方向看,榫头看不见,所以是虚线,结合榫头的位置知选A.2.(2020·安徽宣城二模)一个几何体的三视图如图所示,在该几何体的各个面中,面积最大面的面积是( ) A.2 B.2 2 C.2 3 D.4解析:选C.如图所示,由三视图可知该几何体是四棱锥PABCD截去三棱锥PABD后得到的三棱锥PBCD.其中四棱锥中,底面ABCD是正方形,PA⊥底面ABCD,且PA=AB=2,易知面积最大面为面PBD,面积为34×(22)2=2 3.故选C.3.某圆柱的高为2,底面周长为16,其三视图如图.圆柱表面上的点M在主视图上的对应点为A,圆柱表面上的点N在左视图上的对应点为B,则在此圆柱侧面上,从M到N 的路径中,最短路径的长度为( )A.217 B.2 5 C.3 D.2解析:选B.由三视图可知,该几何体为如图①所示的圆柱,该圆柱的高为2,底面周长为16.画出该圆柱的侧面展开图,如图②所示,连接MN,则MS=2,SN=4,则从M到N 的路径中,最短路径的长度为MS2+SN2=22+42=2 5.故选B.空间几何体的直观图(自主练透) 1.如图所示为一个平面图形的直观图,则它的实际形状四边形ABCD为( )A.平行四边形B.梯形C.菱形D.矩形解析:选D.由斜二测画法可知在原四边形ABCD中DA⊥AB,并且AD∥BC,AB∥CD,故四边形ABCD为矩形.2.已知等边三角形ABC的边长为a,那么△ABC的平面直观图△A′B′C′的面积为( )A.34a2B.38a2C.68a2D.616a2解析:选D.如图①②所示的实际图形和直观图,由②可知,A′B′=AB=a,O′C′=12OC=34a,在图②中作C′D′⊥A′B′于点D′,则C′D′=22O′C′=68a.所以S△A′B′C′=12A′B′·C′D′=12×a×68a=616a2.故选D.3.在等腰梯形ABCD中,上底CD=1,腰AD=CB=2,下底AB=3,以下底所在直线为x轴,则由斜二测画法画出的直观图A′B′C′D′的面积为________.解析:因为OE=(2)2-12=1,所以O′E′=12,E′F′=24.所以直观图A′B′C′D′的面积为S′=12×(1+3)×24=22.答案:22(1)斜二测画法中的“三变”与“三不变”“三变”⎩⎪⎨⎪⎧坐标轴的夹角改变与y 轴平行的线段的长度变为原来的一半图形改变“三不变”⎩⎪⎨⎪⎧平行性不改变与x ,z 轴平行的线段的长度不改变相对位置不改变(2)平面图形直观图与原图形面积间的关系对于几何体的直观图,除掌握斜二测画法外,记住原图形面积S 与直观图面积S ′之间的关系S ′=24S ,能更快捷地进行相关问题的计算.构造法求解三视图问题的三个步骤三视图问题(包括求解几何体的表面积、体积等)是培养和考查空间想象能力的好题目,是高考的热点.由三视图还原几何体是解决这类问题的关键,而由三视图还原几何体只要按照以下三个步骤去做,基本都能准确还原出来.这三个步骤是:第一步,先画长(正)方体,在长(正)方体中画出俯视图;第二步,在三个视图中找直角;第三步,判断直角位置,并向上(或向下)作垂线,找到顶点,连线即可.一个几何体的三视图如图所示,图中直角三角形的直角边长均为1,则该几何体的体积为( ) A.16 B .26 C.36D .12【解析】 几何体还原说明:①画出正方体,俯视图中实线可以看作正方体的上底面及底面对角线.②俯视图是正方形,有四个直角,主视图和左视图中分别有一个直角.主视图和左视图中的直角对应上底面左边外侧顶点(图中D 点上方顶点),将该顶点下拉至D 点,连接DA ,DB ,DC 即可.该几何体即图中棱长为1的正方体中的四面体ABCD ,其体积为13×12×1×1×1=16.故选A. 【答案】 A如图是一个四面体的三视图,三个三角形均是腰长为2的等腰直角三角形,还原其直观图.【解】 第一步,根据题意,画正方体,在正方体内画出俯视图,如图①.第二步,找直角,在俯视图、主视图和左视图中都有直角.第三步,将俯视图的直角顶点向上拉起,与三视图中的高一致,连线即可.所求几何体为三棱锥ABCD,如图②.[基础题组练]1.如图所示是水平放置的三角形的直观图,点D是△ABC的BC边的中点,AB,BC分别与y′轴,x′轴平行,则在原图中三条线段AB,AD,AC中( )A.最长的是AB,最短的是ACB.最长的是AC,最短的是ABC.最长的是AB,最短的是ADD.最长的是AC,最短的是AD解析:选 B.由条件知,原平面图形中AB⊥BC,从而AB<AD<AC.2.如图所示的几何体由一个圆柱中挖去一个以圆柱的上底面为底面,下底面圆心为顶点的圆锥而得,现用一个竖直的平面去截这个几何体,则截面图形可能是( ) A.①② B.②③ C.③④D.①⑤解析:选D.圆锥的轴截面为等腰三角形,此时①符合条件;当截面不过旋转轴时,圆锥的轴截面为双曲线的一支,此时⑤符合条件;故截面图形可能是①⑤.3.(2020·陕西彬州质检)一个几何体的三视图如图所示,其中主视图中△ABC 是边长为1的等边三角形,左视图为正六边形,那么该几何体的左视图的面积为( ) A.38 B .34 C .1 D .32 解析:选A.由三视图可知该几何体为正六棱锥,其直观图如图所示.该正六棱锥的底面正六边形的边长为12,侧棱长为1,高为32.左视图的底面边长为正六边形的高,为32,则该几何体的左视图的面积为12×32×32=38,故选A. 4.(2020·江西省名校学术联盟质检)如图所示,边长为1的正方形网格中粗线画出的是某几何体的三视图,则该几何体所有棱长组成的集合为( )A .{1,5}B .{1,6}C .{1,2,5}D .{1,2,22,6}解析:选B.如图所示,该几何体是四棱柱,底面是边长为1的正方形,侧棱长为6,故选B.5.(一题多解)(2020·河南非凡联盟4月联考)某组合体的主视图和左视图如图(1)所示,它的俯视图的直观图是图(2)中粗线所表示的平面图形,其中四边形O ′A ′B ′C ′为平行四边形,D ′为C ′B ′的中点,则图(2)中平行四边形O′A′B′C′的面积为( )A.12 B.3 2 C.6 2 D.6解析:选B.法一:由题图易知,该几何体为一个四棱锥(高为23,底面是长为4,宽为3的矩形)与一个半圆柱(底面圆半径为2,高为3)的组合体,所以其俯视图的外侧边沿线组成一个长为4,宽为3的矩形,其面积为12,由斜二测知识可知四边形O′A′B′C′的面积为4×32sin 45°=3 2.法二:由斜二测画法可先还原出俯视图的外轮廓是长为4,宽为3的矩形,其面积为4×3=12,结合直观图面积是原图形面积的24,即可得结果.6. 某多面体的三视图如图所示,其中主视图和左视图都由正方形和等腰直角三角形组成,正方形的边长为2,俯视图为等腰直角三角形.该多面体的各个面中有若干个是梯形,这些梯形的面积之和为________.解析:由三视图可知该多面体是一个组合体,下面是一个底面是等腰直角三角形的直三棱柱,上面是一个底面是等腰直角三角形的三棱锥,等腰直角三角形的腰长为2,直三棱柱的高为2,三棱锥的高为2,易知该多面体有2个面是梯形,这些梯形的面积之和为(2+4)×22×2=12.答案:127.一个圆台上、下底面的半径分别为3 cm和8 cm,若两底面圆心的连线长为12 cm,则这个圆台的母线长为______cm.解析:如图,过点A作AC⊥OB,交OB于点C.在Rt△ABC中,AC=12(cm),BC=8-3=5(cm).所以AB=122+52=13(cm).答案:138.已知正四棱锥VABCD中,底面面积为16,一条侧棱的长为211,则该棱锥的高为________.解析:如图,取正方形ABCD的中心O,连接VO,AO,则VO就是正四棱锥VABCD的高.因为底面面积为16,所以AO=2 2.因为一条侧棱长为211,所以VO=VA2AO2=44-8=6.所以正四棱锥VABCD的高为6.答案:69.如图所示的三个图中,上面是一个长方体截去一个角所得多面体的直观图,它的主视图和左视图如图所示(单位:cm).(1)在主视图下面,按照画三视图的要求画出该多面体的俯视图;(2)按照给出的尺寸,求该多面体的体积.解:(1)如图.(2)所求多面体的体积V =V 长方体-V 正三棱锥=4×4×6-13×(12×2×2)×2=2843(cm 3). 10.已知正三棱锥V ABC 的主视图和俯视图如图所示.(1)画出该三棱锥的直观图和左视图;(2)求出左视图的面积.解:(1)如图.(2)左视图中VA =42-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫23×32×232=12=2 3. 则S △VBC =12×23×23=6. [综合题组练]1.(2020·河南开封一模)如图,在一个正方体内放入两个半径不相等的球O 1,O 2,这两个球外切,且球O 1与正方体共顶点A 的三个面相切,球O 2与正方体共顶点B 1的三个面相切,则两球在正方体的面AA 1C 1C 上的正投影是( )解析:选B.由题意可以判断出两球在正方体的面AA 1C 1C 上的正投影与正方形相切,排除C ,D.由于两球不等,把其中一个球扩大为与正方体相切,则另一个球被挡住一部分,所以排除A.B 正确.2.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的左视图中的虚线部分是( )A.圆弧B.抛物线的一部分C.椭圆的一部分D.双曲线的一部分解析:选D.根据几何体的三视图可得,左视图中的虚线部分是由平行于旋转轴的平面截圆锥所得,故左视图中的虚线部分是双曲线的一部分,故选D.3.如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,点P是线段A1C1上的动点,则三棱锥PBCD的俯视图与主视图面积之比的最大值为( )A.1 B.2C. 3 D.2解析:选D.主视图,底面B,C,D三点,其中D与C重合,随着点P的变化,其主视图均是三角形且点P在主视图中的位置在边B1C1上移动,由此可知,设正方体的棱长为a,则S主视图=12×a2;设A1C1的中点为O,随着点P的移动,在俯视图中,易知当点P在OC1上移动时,S俯视图就是底面三角形BCD的面积,当点P在OA1上移动时,点P越靠近A1,俯视图的面积越大,当到达A1的位置时,俯视图为正方形,此时俯视图的面积最大,S俯视图=a2,所以S俯视图S主视图的最大值为a212a2=2,故选D.4.(2020·河北衡水二模)某几何体的三视图如图所示,三视图中的点P ,Q 分别对应原几何体中的点A ,B ,在此几何体中从点A 经过一条侧棱上点R 到达点B 的最短路径的长度为( )A .aB .2a C.52a D .3a解析:选D.由几何体的三视图可知,该几何体为棱长为a 的正四面体(如图1),将侧面三角形CDB 绕CD 翻折到与面ACD 在同一平面内(如图2),连接AB 与CD 交于一点R ,该点即为使路径最短的侧棱上的点R ,且最短路径为AB 长,在△ACB 中,由余弦定理易知AB =a 2+a 2-2a ·a ·cos 120°=3a .故选D.5.已知正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的体积为1,点M 在线段BC 上(点M 异于B ,C 两点),点N 为线段CC 1的中点,若平面AMN 截正方体ABCD A 1B 1C 1D 1所得的截面为四边形,则线段BM 的取值范围为( )A.⎝⎛⎦⎥⎥⎤0,13 B .⎝ ⎛⎦⎥⎥⎤0,12 C.⎣⎢⎢⎡⎭⎪⎪⎫12,1 D .⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤12,23 解析:选B.由题意,正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的棱长为1,如图所示,当点M为线段BC的中点时,截面为四边形AMND1,当0<BM≤12时,截面为四边形,当BM>12时,截面为五边形,故选B.6.已知直三棱柱ABCA1B1C1的侧棱长为6,且底面是边长为2的正三角形,用一平面截此棱柱,与侧棱AA1,BB1,CC1分别交于三点M,N,Q,若△MNQ为直角三角形,则该直角三角形斜边长的最小值为( )A.2 2 B.3C.2 3 D.4解析:选C.如图,不妨设N在B处,AM=h,CQ=m,则MB2=h2+4,BQ2=m2+4,MQ2=(h-m)2+4,由MB2=BQ2+MQ2,得m2-hm+2=0.Δ=h2-8≥0即h2≥8,该直角三角形斜边MB=4+h2≥2 3.故选C.7.某几何体的主视图和左视图如图(1),它的俯视图的直观图是矩形O1A1B1C1,如图(2),其中O1A1=6,O1C1=2,则该几何体的侧面积为________.解析:由题图(2)及斜二测画法可知原俯视图为如图所示的平行四边形OABC,设CB与y轴的交点为D,则易知CD=2,OD=2×22=42,所以CO=CD2+OD2=6=OA,所以俯视图是以6为边长的菱形,由三视图知几何体为一个直四棱柱,其高为4,所以该几何体的侧面积为4×6×4=96.答案:968.(2019·高考全国卷Ⅱ)中国有悠久的金石文化,印信是金石文化的代表之一,印信的形状多为长方体、正方体或圆柱体,但南北朝时期的官员独孤信的印信形状是“半正多面体”(图1).半正多面体是由两种或两种以上的正多边形围成的多面体.半正多面体体现了数学的对称美.图2是一个棱数为48的半正多面体,它的所有顶点都在同一个正方体的表面上,且此正方体的棱长为1,则该半正多面体共有________个面,其棱长为________.解析:依题意知,题中的半正多面体的上、下、左、右、前、后6个面都在正方体的表面上,且该半正多面体的表面由18个正方形,8个正三角形组成,因此题中的半正多面体共有26个面.注意到该半正多面体的俯视图的轮廓是一个正八边形,设题中的半正多面体的棱长为x,则22x+x+22x=1,解得x=2-1,故题中的半正多面体的棱长为2-1.答案:26 2-1。
正方体组合体及其三视图于秀坤用小正方体搭几何体,从正面、左面和上面看,可得到不同的平面图形,怎样画出这些平面图形呢?下面就跟同学们研究从三个方向看正方体组合体的视图.一、根据几何体画从三个方向看的视图例1图1是由10个相同大小的小正方体搭成的几何体,请你分别画出从正面、左面、上面看它的视图.解析:从正面看,该几何体有3列,从左到右每列小正方形的个数依次为3,1,2,所以从正面看该几何体的视图如图2-①所示;从左面看该几何体有3列,每列小正方形个数分别为3,2,1,所以从左面看该几何体的视图如图2-②所示;从上面看,该几何体有3列,每列小正方形数目分别为3,2,1.再根据小正方形的位置可画出图形,所以从上面看该几何体的视图如图2-③所示.从正面看 从左面看 从上面看① ② ③图2二、根据从上面看的视图中标注的数字画从左面看与从正面看的几何体的视图例2图3是从上面看一个由多个相同小正方体堆积而成的几何体所得到图形,图中所标数字为该位置小正方体的个数,画出从正面、左面看该几何体的视图.解析: 从图3中标注的数字可知,从正面看该几何体共有3列,其中左列从下往上最多看到3个小正方形,中列从下往上最多可看到3个小正方形,右列从下往上最多看到2个小正方形,即从正图1图4从正面看 从左面看面看共3列,从左到右分别有3,3,2个小正方形.同理,从左面看该几何体共有3列,从左至右看,每列的最大数字分别是2,3,3,所以从左面看该几何体的视图从左至右分别有2,3,3个正方形,所画图形如图4所示.三、小正方体的组合体创新题展示例3 图5-①是由6个棱长为1个单位的正方体摆放而成的,将正方体A移到如图5-②所示的位置,从两个方向看几何体的视图()A.从正面看的视图改变,从左面看的视图改变B.从正面看的视图不变,从左面看的视图不变C.从正面看的视图不变,从左面看的视图改变D.从正面看的视图改变,从左面看的视图不变图5解析:从正面、左面看图5-①的视图如图6所示,从正面、左面看图5-②的视图如图7所示.由图6与图7可知从正面看图5-①及图5-②的视图一样,从左面看的视图不一样.故选C.从正面看从左面看从正面看从左面看图6 图7。
三视图复原技巧
三视图还原口诀是长对正、高平齐、宽相等。
1、长对正:主视图与俯视图的长对正。
2、高平齐:主视图与左视图的高平齐。
3、宽相等:俯视图与左视图的宽必须相等。
三视图的相关概念
空间几何体的三视图指主视图、左视图、俯视图。
三视图的排列规则是俯视图放在主视图的下方,长度与主视图一样,左视图放在主视图的右面,高度与主视图一样,宽度与俯视图的宽度一样。
三视图的主视图、俯视图、左视图分别是从正前方、正上方、正左侧观察同一个几何体,画出空间几何体的图形。
三视图还原几何体技巧:
(1)由几何体的三视图还原几何体的形状.要熟悉柱、锥、台、球的三视图,明确三视图的形成原理,结合空间想象将三视图还原为实物图.
(2)由几何体的直观图求三视图.注意正视图、侧视图和俯视图的观察方向,注意看到的部分用实线,不能看到的部分用虚线表示.(3)由几何体的部分视图画出剩余的部分视图.先根据已知的一部分三视图,还原、推测直观图的可能形式,然后再找其剩下部分三视图
的可能形式.当然作为选择题,也可将选项逐项代入,再看看给出的部分三视图是否符合.
(4)有很多“三视图”的问题,可以看成由长方体(或正方体)切割而截成的,大家可以由长方体或正方体图形来思考用什么线段或截面截成的。
三视图还原直观图教案(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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不同视角下几种常见几何体三视图初探摘要:正方体是大家学习立体几何时接触最早最多的几何体,以正方体为载体可以构建出如正三棱锥、正四面体、正八面体等常见几何体。
对正方体的三视图进行系统的研究有利于大家更好的学习掌握立体几何知识.特别是分析比较不同摆放方式的正方体的三视图,能更好的引导学生对几何体进行多角度、深层次的思考。
关键词:三视图正方体正三棱锥正四面体正八面体摆放“横看成岭侧成峰,远近高低各不同。
”对同一物体不同视角观察其具有不同形态的美,多姿多彩的世界能让我们感觉到大自然的美.而在数学王国里,我们从不同角度看物体产生的平面图形也是多种多样的,在这些图形中有三种视图(主视图、俯视图、左视图)对研究原几何体的结构有重要的作用.在这里,我们主要讨论不同方式摆放的正方体和以正方体为载体的正三棱锥、正四面体以及正八面体的三视图,愿大家能从中得到更多启迪.一、正方体平放是几种几何体的三视图1、正方体的三视图棱长为a的正方体平放时,我们很容易得到它的三视图均为边长为a的正方形,三种视图是全等图形。
如下:2、以正方体为载体的正三棱锥的三视图以棱长为a的正方体为载体,我们可以构造正三棱锥D ABC.不难发现它的三视图均为边长为a的等腰直角三角形.这三个图形也全等,但方向不同.如下:3、以正方体为载体的正四面体的三视图以棱长为a 的正方体为载体,我们可以构造正四面体D ABC -.它的三种视图下的外部轮廓都是边长为a 的正方形,且正四面体的四个顶点分别投影到正方形的四个顶点上.在正视图中顶点顺序为''''A B D C 、、、,在左视图中顶点顺序为''''C B D A 、、、,在俯视图中顶点顺序为''''A B C D 、、、.如下:4、以正方体为载体的正八面体的三视图以以棱长为a 的正方体为载体,我们可以构造出正八面体E ABCD F --.它的三种视图下的外部轮廓都是边长为22a 的正方形,正视图中顶点D B 、投影成同一点'(')D B 落在正方形中心;左视图中顶点A C 、投影成一点'(')A C 落在正方形中心;俯视图中E F 、投影成一点'(')E F 落在正方形中心.如下:二、正方体的体对角线垂直桌面摆放时几种几何体的三视图改变正方体的摆放方式,得到的正方体、正三棱锥、正四面体以及正八面体的三视图又是什么图形呢?各视图还会全等吗?这里以正方体的体对角线垂直桌面摆放为例,进行简单探讨. 限于篇幅,这里只研究正方体以及以正方体为载体的正三棱锥、正四面体的三视图,正八面体的三视图留给大家自己思考!1、正方体的三视图边长为a 的正方体体对角线垂直桌面摆放.视线平行11BDD B 面为主视方向,得到的视图是一个六边形.面对角线11AC AC 、垂直视线所以11''''2A C A C a =、,1D B 顶点、的投影1''D B 点、三等分体对角线1BD 的投影1''B D ,所以F1113a ''''''3A A C C D B ===,不难得出111130''''6a A D D C ==;左视图为矩形,1111A B C D ABCD 面和面分别投影为11''''D B D B 线段和,11''=''2D B D B =线段a ,11''''A C A C 点()和()分别是11''''D B D B 线段、的中点;俯视图为一个边长为6a 3的正六边形,1D B 顶点、投影成一点.如下:2、以正方体为载体的正三棱锥三视图以同上方式摆放的正方体为载体构建正三棱锥D ABC -.此时正三棱锥的三视图可由正方体的三视图简单得出,主视图为等腰三角形,'C 是线段''A B 的中点,''2A B a =,3a ''3D C =30a ''''6A D DB ==.左视图为直角三角形,顶点A B 、投影到同一点''A B (),直角边''DC a =,2a ''=2A D 斜边6a ''=2A C .俯视图为边长等于2a 的正三角形,顶点D 的投影'D 点在正三角形中心.如下:3、以正方体为载体的正四面体的三视图以同上方式摆放的正方体为载体构建正四面体D ABC -.正四面体的三视图也可由正方体的三视图简单得出,主视图为等腰三角形,'B 是线段''A C 的中点,''2A C a =,23a ''3D B =66a ''''6A D D C ==.左视图为等腰三角形,顶点A C 、投影到同一点''A C (), ''=2D B a ,6a ''=''2A B A D .俯视图为边长等于2a 的正三角形,顶点D 的投影'D 点在正三角形中心.如下:正方体以体对角线垂直桌面摆放时,从正方体、以正方体为载体的正三棱锥和正四面体的三视图中,我们发现他们的图形不再全等,且各边长的投影也不再相等.借此,我们还可以变换正方体的摆放方式,得到更多有趣的图形,一体多变既可以增强数学的趣味性,又能在变化中找到关联,增强学生的空间想象能力! A。
正方体中三视图还原技巧
一、找三棱锥
1、已知某几何体的三视图是三个全等且直角边长为1的等腰直角三角形(单位:cm)如图所示,则该几何体的
体积是
解:由几何体的三视图知,几何体如图所示的三棱锥, ∵几何体的三视图均为腰长为1的等腰直角三角形, ∴AB=BC=CD=1,且∠ABC=∠BCD=∠ABD=90°,
∴该几何体的表面积是
=1+
.
2、已知某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则该几何体的体积是 选B.由三视图可知原几何体如图所示,
所以111111ABCD A B C D M A D N V V V --=-1166334410032
=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=.
3、如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某多 面体的三视图,则该多面体的各条棱中,最长的棱的长度为 解析 如图,设辅助正方体的棱长为4,三视图对应的多面体 为三棱锥A -BCD ,最长的棱为 AD =(42)2
+22
=6,
4、如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出的是
某个四面体的三视图,则该四面体的表面积为 8+
5、(周练题)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出的是某三棱锥的三视图,则该三棱锥的体积为
【解析】由三视图可知,该几何体是如图所示的三棱锥
(正方体的棱长为 ,
是棱的中点),其体积为
二、寻找四棱锥
6、一个几何体的三视图如图所示,其中正视图和侧视图是 腰长为4的两个全等的等腰直角三角形,则用____3____个 这样的几何体可以拼成一个棱长为4的正方体.
7、如图,网格纸的小正方形的边长是1,在其上用粗线画出了某多面体的三视图,则这个多面体最长的一条棱的长为______.
【解析】由三视图可知,此多面体是一个底面边长为2的正方形且有一条长为2的侧棱垂直于底面的四棱锥,
=
8、(11.17周练)
三、寻找多面体
9、一个正方体被一个平面截去一部分后,剩余部分的三视图如右图,则截去部分体积与剩余部分体积的比值为
【解析】由三视图得,在正方体1111ABCD A B C D -中,截去四面体111A A B D -,如图所示,,设正方体棱长为a ,则11133111326A A B D V a a -=⨯=,故剩余几何体体积为33315
66
a a a -=,所以截去部分体积与剩余部分体积的比值为5
1.
A
10、一个多面体的三视图如图所示,则该多面体的表面积为 解析 (1)由三视图可知该几何体是棱长为2的正方体从后面 右上角和前面左下角分别截去一个小三棱锥后剩余的部分 (如图所示),其表面积为
S =6×4-12×6+2×34×(2)2
=21+ 3.
11、某几何体三视图如图所示,则该几何体的体积为( ) A .8-2π B .8-π C .8-π2 D .8-π
4
直观图为棱长为
2的正方体割去两个底面半径为1的1
4圆柱,
所以该几何体的体积为23
-2×π×12
×2×1
4
=8-π.
12、如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出的是某个几何体的三视图,则该几何体的表面积为C
A
.4+
B
.
14+C .10+
D .4
13、一个四棱锥的三视图如图所示,其左视图是等边三角形,该四棱锥的体积等于
解析:由题意得,根据三视图的规则得,棱锥以
俯视图为底面,以侧视图的高为高,由于侧视图是以
2为边长的等边三角形,所以h =结合三视图
中的数据,底面积为1
(12)232S =
⨯+⨯=,
所以几何体的体积为11
333
V Sh ==⨯=
14、(周练题)某多面体的三视图如图所示,则该多面体的体积为
解:该几何体是一个正方体去掉两个三 棱锥,如图所示,所以
V=2×2×2﹣2××2×1
=
.
15、
16、一个四面体的顶点在空间直角坐标系O-xyz 中的坐标分别是(1,0,1),(1,1,0),(0,1,1),(0,0,0),画该四面体三视图中的正视图时,以zOx 平面为投影面,则得到正视图可以为 ( )
【解析】选A.由题意可知,该四面体为正四面体,其中一个顶点在坐标原点,另外三个顶点分别在三个坐标平面内,所以以zOx 平面为投影面,则得到的正视图可以为选项A 中的图.
立体几何的最值问题
17、某三棱锥的三视图如图所示,且三个三角形均为直角三角形,
则xy 最大值为( )
(A)32 (B)64 (D)【解析】依题意,题中的几何体是三棱锥P ABC(如图所示),
其中底面ABC 是直角三角形,AB BC ⊥,PA ⊥面ABC ,
BC =222
10PA y +=,(2
22PA x +=,因此
()
22
128642x x xy +-==≤=,
当且仅当22
128x x =-,即8x =时取等号,因此xy 的最大值是64.
18、要做一个圆锥形的漏斗,其母线长为20cm 。
要使其体积最大,则高为( D ) A
cm 33 B cm 3310 C cm 3316 D cm 3
320 解:设圆锥底面半径为R,圆锥高为h,∴h 2
+R 2
=202
.
R=2
h -400.
V=πR 2
h
=π(400-h 2
)·h=
π(400h-h 3
).
令V ′=π(400-3h 2
)=0,∵h >0,∴解得h=
.h <时,V ′>0;h >时,V ′
<0. ∴当h=时,V 有最大值. cm 时,体积最大.
球的接切问题
19、已知一个正方体的所有顶点在一个球面上. 若球的体积为92
π
, 则正方体的棱长为 .
【解析】设球半径为R ,因为球的体积为34932
=R ππ,所以R=3
2,
又由球的直径与其内接正方体对角线的相等知正方体的对角线长
为3
20、一个四面体的所有棱长都为2,四个顶点在同一个球面上,则此球的表面积为 3π.
21、一个正方体削去一个角所得到的几何体的三视图如图所示(图中三个四边形都是边长为2的正方形),则
该几何体外接球的体积为________.43π
依题意可知,新的几何体的外接球也就是原正方体的外接球,要求的直径就是正方体的体对角线,
∴2R =23(R 为球的半径),∴R = 3.∴球的体积V =43
πR 3
=43π.
22、(周练题)已知四棱锥的三视图如下图所示,其中正视图、侧视图均是边长为的正方形,则该四棱锥的外接球体积是( )
A.
B.
C.
D.
D 【详解】该四棱锥可补形为棱长为2的正方体,如图所示: 该四棱锥与正方体有同一个外接球,∴外接球半径为 ∴外接球的体积为:故选:D
23、已知矩形ABCD 的顶点都在半径为4的球O 的球面上,且6,AB BC ==则棱锥O ABCD -的体
积为 .
解析:设ABCD 所在的截面圆的圆心为M,则=,
22=,1
623
O ABCD V -=⨯⨯=
24、已知正四棱锥O ABCD -
的体积为2
O 为球心,OA 为半径的球的表面积为________。
24π
【解析】设正四棱锥的高为h
,则2
13
2h ⨯=
,解得高2
h =
,则底面正方形的对角线长为=
OA ==
所以球的表面积为2424ππ=.
25、(11.10周练)如图所示是一个几何体的三视图,则这个几何体外接球的体积为( ) A .
32
3
π B .
643π
C .32π
D
D 【解析】由已知中的三视图可得,该几何体是一个以正视图为底面的四棱锥, 故该四棱锥的外接球,与以俯视图为底面,以4为高的直三棱柱的外接球相同. 由底面底边长为4,高为2,故底面为等腰直角三角形,
可得底面三角形外接圆的半径为2r =,由棱柱高为4,可得22OO =,
故外接球半径为R =
=
(
3
4
3
3
V =
π⨯=
π.选D . 26、已知三棱锥S -ABC 的所有顶点都在球O 的球面上,△ABC 是边长为1的正三角形,SC 为球O 的直径,且SC=2,则此棱锥的体积为( )
A
.
6
B
.
6
C
.
3
D
.
2
【解析】如图所示,根据球的性质,知⊥1OO 平面ABC ,则C O OO 11⊥.
在直角C OO 1∆中,1=OC ,3
31=
C O , 所以3
6
)33(
122121=
-=-=
C O OC OO . 因此三棱锥S -ABC 的体积
6
2
36433122=⨯⨯⨯==-ABC O V V ,故选择A .
27、10.13周练11 28、11、3周练16。