正方体截面的形状 (1)
- 格式:doc
- 大小:236.50 KB
- 文档页数:3
正方体截面问题
用平面去截一个几何体,截面的情况可以帮助我们更好地认识几何体,对于一个几何体不同切截方式,所以得截面可能出现不同的情况.下面让我们来探索用平面截正方体所得截面的形状.
我们知道正方体有六个面,用一个平面去解正方体至少要经过三个面,最多经过六个面.所以出现的截面只可能是三角形、四边形、五边形和六边形.
一、截面是三角形
用一平面截正方体,当平面经过正方体的三个面时,所得的截面的形状为三角形.所得的三角形可能是锐角三角形(如图1);等腰三角形(如图2);等边三角形(如图3).其中等边三角形三个顶点是正方形的顶点.
图1 图2 图3
二、截面是四边形
用一个平面截正方体,当平面经过正方体的四个面时,所得截面可能是正方形、长方形、梯形.
①用平行于底面的一个平面去截正方体时,按图4方式得到的截面是正方形.
图4
②按图5或图6或图7的方式切截,得到的截面是长方形
图5 图6 图7
③按图8的方式所得截面为梯形.
图8
三、截面是五边形
用平面截正方体,当平面经过正方体的五个面时,所得截面是五边形.如图9.
图9
四、截面是六边形
用平面截正方体,当平面经过正方体的六个面时,所得截面是六
边形,如图10.
图10
总结:用一个平面截正方体,截面可以是三角形,四边形,五边形,六边形。
但是由于正方体共有六个面,所以截面不可能是七边形.。
常见几何体的截面
常见几何体的截面通常指的是用一个平面截取几何体后与几何体相交得到的平面图形。
在立体几何中,截面问题是一个常见的题型,它要求我们理解和想象三维几何体被切割后的样子。
以下是一些常见几何体及其可能的截面形状:
1. 圆柱体:当用一个平面去截一个圆柱体时,如果截面平行于底面,那么截面形状是一个圆形;如果截面垂直于底面,那么截面形状是一个矩形。
2. 圆锥体:圆锥体的截面可能是圆形、椭圆形或者是抛物线形,这取决于截面的角度和位置。
如果截面平行于圆锥的底面,那么截面是一个小圆形;如果截面是斜截圆锥,那么截面可能是椭圆形或者抛物线形。
3. 球体:球体的截面总是圆形,不论截面的角度和位置如何,因为球体在任何方向上都是对称的。
4. 立方体:立方体的截面可能是正方形或长方形,这取决于截面的方向。
如果截面平行于立方体的一个面,那么截面是一个正方形;如果截面与立方体的一个面成一定角度,那么截面是一个长方形。
总的来说,了解这些常见几何体的截面形状对于解决立体几何问题非常有帮助,尤其是在处理高考或数学竞赛中的综合题目时。
细说正方体的截面图形在实际生活中时常出现实物几何体的切面所形成的截面图形形状,在中学数学中也学习了几何体的截面图形,截面是一个平面去截一个几何体得到的平面图形或一个平面与几何体表面交线围成的封闭图形,。
截面图形更好的将平面几何与立体几何联系起来,探究具体几何体的截面图形有助于更深入的认识几何体,发展正确的空间观念。
对于一个几何体不同的切截方式所得到的截面图形可能出现不同的情况。
现具体以正方体为例来探究正方体的截面图形形状。
一个平面截正方体与各面的交线都是线段,因此正方体的截面图形都是平面图形。
正方体有六个面,用一个平面去截正方体至少要经过正方体的三个面而最多要经过六个面,所有出现的截面图形边数至少是三条而最多是六条,则只可能出现三角形、四边形、五边形、六边形。
一、截面图形是三角形用一平面去截正方体经过正方体三个面时得到的截面图形是三角形1.截面图形是锐角三角形如下图,一个平面截正方体任意三个面得到截面△EFG ,BE=a,BF=b,BG=c.可得EF=22b a +,EG=22c a +,FG=22c b +.(1)如图①,当a ≠b ≠c 时,则EG ≠FG ≠EF,即截面△EFG 是一般三角形。
(2)如图②,当a=b ≠c 时,则EG=FG ≠EF 即截面△EFG 是等腰三角形。
同理可得a=c ≠b 或b=c ≠a 时截面△EFG 是等腰三角形。
(3)如图③,当a=b=c 时EF=FG=EG 即截面△EFG 是等边三角形2.截面图形不能是直角三角形如图①,2EF =22b a +,2FG =22c b +,2EG =22c a +,则222EG FG EF +<,222EG EF FG +<,222EG FG EF +<,所以截面三角形不可能是直角三角形。
3.截面图形不可能是钝角三角形如图①,cos ∠FEG=EG EF FG EG EF ⋅-+2222=22222222222ca b a c b c a b a +⋅+--+++ =22222c a b a a +⋅+>0,则0<∠FEG< 90.同理可得0<∠EFG< 90.0<∠EGF< 90. 所有截面图形不可能是钝角三角形。
北师大版七年级数学上册第1章《丰富的图形世界》同步练习及答案—1.3截一个几何体(4)1.截面定义:用一个平面去截一个几何体,截出的面叫做截面.如图所示,阴影部分就是截面.谈重点截面的理解①由前面的知识我们知道“面与面相交得到线”,而用平面去截几何体,所得的截面就是这个平面与几何体每个面相交的线所围成的图形.②截面的形状与所截几何体有关,也与所截角度和方向有关.③对于同一个几何体,截面的方向不同,得到的截面形状一般也不相同.同一个几何体可能有多种不同形状的截面.【例1】下列关于截面的说法正确的是( ).A.截面是一个平面图形B.截面的形状与所截几何体无关C.同一个几何体,截面只有一个D.同一个几何体,截面的形状都相同解析:根据截面的定义“用一个平面去截几何体,截出的面叫做截面”可知,A是正确的;截面与几何体的形状有关,B是错误的;从不同的角度和方向去截同一个几何体,所得的截面一般不同,所以C,D是错误的.故选A.答案:A2.正方体的截面正方体截面的形状:如图所示,正方体的截面的形状可以是:(1)三角形(包括等腰三角形、等边三角形和一般三角形),如图①.(2)四边形(包括正方形、长方形、梯形等),如图②③④.(3)五边形,如图⑤.(4)六边形,如图⑥.正方体中不同形状的截面的截法:(1)沿竖直或水平方向截正方体,截面为正方形.(2)图①中的截面是等边三角形,与该平面平行,能截正方体三条棱的平面,都能截出等边三角形.(3)过正方体同一个面上不相邻的两个顶点和一条棱上的一点,可截出等腰三角形(如图),且与该面平行的能截正方体三条棱的平面,都能截出等腰三角形.(4)分别过正方体的上、下底面,且与任何棱都不平行的截面,可截出梯形.(5)只要截面与五个面相交或与六个面相交,即可截出五边形或六边形.【例2】下列说法正确的是( ).①正方体的截面可以是等边三角形②正方体不可能截出七边形③用一个平面截正方体,当这个平面与四个平面相交时,所得的截面一定是正方形④正方体的截面中边数最多的是六边形A.①②③④ B.①②③C.①③④ D.①②④解析:过正方体三个不相邻顶点的截面是等边三角形,①正确;正方体只有六个面,所以最多与六个面相交,截面最多是六边形,②正确;当一个平面与四个平面相交时,截面也可能是长方形和梯形,③错误;正方体有六个面,当与六个面都相交时,截面是六边形,④正确.答案:D3.圆柱、圆锥、球的截面(1)圆柱的截面用一个平面去截一个圆柱,可得到的截面形状是长方形、圆、椭圆、椭圆的一部分.(2)圆锥的截面用一个平面去截圆锥,可得到的截面形状是三角形、圆、椭圆及椭圆的一部分.(3)球体的截面用一个平面去截球体,可得到的截面形状是圆.【例3】下列几何体的截面分别是__________、________、________、________.解析:观察时要注意平面截几何体的方向和角度,找出它与几何体的几个面相交,同时注意截面是否与底面平行或垂直.答案:圆长方形三角形圆4.根据截面判断几何体(1)常见几何体截面的比较常见几何体主要是棱柱、圆柱、圆锥和球体.棱柱包括正方体、长方体、三棱柱、五棱柱、六棱柱……其中以正方体为代表.各种几何体的截面如下表:(2)根据截面判断原几何体的方法:①截面中有曲线,则原几何体一定有曲面.例如截面形状是圆的几何体可能是圆柱、圆锥、球或圆台.②若一个几何体的各面都是平面,则所得截面一定是多边形;若几何体有曲面,则所得截面可能是多边形,也可能是由直线和曲线组成的图形,还可能是由曲线组成的图形.【例4-1】一个几何体的一个截面是三角形,则原几何体一定不是下列图形中的( ).A.圆柱和圆锥B.球体和圆锥C.球体和圆柱D.正方体和圆锥解析:球的截面只能是圆形;圆柱的截面可以是圆、长方形、椭圆和椭圆的一部分;正方体和圆锥都可以截出三角形,故选C.答案:C【例4-2】一个几何体,用水平的面去截,所得截面都是圆,用竖直的面去截,所得截面是长方形,判断这个几何体的名称(写出一种几何体的名称即可).分析:本题考查由截面的形状判断几何体.用水平面截,所得截面都是圆,该几何体可能是圆柱、圆锥、球;用竖直的面去截,所得截面是长方形,该几何体可能是棱柱、圆柱、正方体、长方体.综合两个条件可得该几何体可能是圆柱.解:这个几何体可能是圆柱.点评:同一个几何体可能有多个不同的截面图形,只有综合考虑不同的截面图形,才能准确判断出几何体的形状.5.判断截后剩余几何体的顶点数、棱数和面数一个棱柱,截去一部分后,剩余几何体的顶点数、棱数和面数与该图形的形状有关.【例5-1】__________个.解析:过一个顶点截掉一个角后,去掉了一个顶点,又增加了两个,实际上比原来的长方体增加了一个顶点,有9个.答案:9【例5-2】如图,用一个平面截掉正方体的一条棱,剩下的几何体有________个顶点,有________条棱,有________个面.解析:剩下的部分是一个五棱柱,故有10个顶点,15条棱,7个面.答案:10 15 76.截面的应用把一个长方体木块锯成几段,可以看成用几个平面去截长方体,其截面的面积等于与截面平行的底面的面积.如图所示.【例6】72平方厘米,则这根木料原来的体积是多少?分析:木料被锯成4段,实际上可以看成用3个平面去截一个长方体,每个截面处增加2个相等的面,共增加了3×2=6个面,这6个面的面积和是72平方厘米,可先求出每个面的面积,再求体积.解:因为将木料锯成4段,则表面积多出6个面,且每个面的面积相等,所以72÷6=12(平方厘米).所以原木料的体积是12×200=2 400(立方厘米).答:这根木料原来的体积为2 400立方厘米.点评:①长方体的体积=横截面的面积×长;②注意本题单位要统一.。
①截面可以是三角形:等边三角形、等腰三角形、一般三角形;
②截面三角形是锐角三角形;截面三角形不能是直角三角形、钝角三角形;
③截面可以是四边形:平行四边形、矩形、菱形、正方形、梯形、等腰梯形;截面为四边形时,这个四边形中至少有一组对边平行;
④截面不能是直角梯形;
⑤截面可以是五边形;截面五边形必有两组分别平行的边,同时有两个角相等;截面五边形不可能是正五边形;
⑥截面可以是六边形;截面六边形必有分别平行的边,同时有两个角相等;
⑦截面六边形可以是等角(均为120°)的六边形,特别地可以是正六边形.
对应截面图形如下图中各图形所示.。
正方体的截面问题研究研究性学习报告——正方体的截面形状【课题】正方体的截面形状【作者】刘可歆岳新茹【摘要】探究正方体截面形状,通过实践和图示证明其结果,列举特例。
【研究方法】首先经过猜想,列举出猜想到的截面,其次进行画图和实践等方法证明猜想是否正确。
再通过网络查询资料,寻找未猜想到的情况。
【研究过程】探究1:当截面为三角形根据一定角度过正方体的三条棱进行截取可以得到三角形的截面,图示如下:====由上图可知,正方体可以截得三角形截面。
特别的,当截面刚好经过三个面的对角线时,所得的三角形截面为正三角形,图示如下:====》正三棱锥探究2:当截面是四边形1.正方形:因为该立体几何图形是正方体,所以用从任意位置与该正方体上下底面平行的平面进行截取可以得到,或者和侧面平行进行截取,由下列图示证明:====》》》由图示可知,水平方向截取正方体,得到的截面为正方形。
====》》》由图示可知,竖直方向截取正方体,得到的截面为正方形。
2.矩形:因为正方形也属于矩形,所以对正方形的证明同适用于矩形。
其次,当长宽不等的矩形截面的图示如下:由上图所示可知,按不同角度截取正方体可以得到矩形。
3.平行四边形:当平面与正方体的各面都不平行时,所得截面为平行四边形,图示如下:==》由上图所示可知,当截面不与正方体的各面平行时,所得截面可能为平行四边形。
4.菱形:如下图所示,当A,B为所在棱的中点时,该截面为菱形:5.梯形:如图所示,当按一定角度使截面在正方体的上下底面上所存在的线段长短有异时,所得截面可能是梯形:==》》》探究3:当截面是五边形6.五边形:如图所示,可以截得五边形截面:=》探究3:当截面是六边形7.六边形:如图所示,可以截得六边形截面:=》特别的,当平面与正方体各棱的交点为中点时,截面为正六边形,如图所示:【拓展探究】1. 正方体最大面积的截面三角形:如该图所示可证明,由三角面对角线构成的三角形。
2. 正方体最大面积的截面四边形:通过猜想及查询资料可知,正方体截面可能得到的四边形有:正方形、矩形、梯形、平行四边形。
关于正方体截面图形的研究报告问题背景:一天,妈妈在切胡萝卜做菜,突然问我:“成宇轩,这个胡萝卜块切成了什么形状,你知道吗?”我跑过去一看,笑着说“就是一个正方体”,妈妈说,“最近你的课外书上提到正方体截面的问题,你解决了吗?”我说,“还没有啊,我感觉答案有很多啊”,妈妈摇摇手中的胡萝卜说,“这个可以帮助你吗?”对啊,我一拍脑门,对了,可以动手实验一下。
研究目标:通过动手操作实践,研究将一个正方体切一刀,截面可能是几边形?研究过程:一、材料准备:用胡萝卜切成正方体形状二、实验步骤:1、胡萝卜切成小正方体。
2、将刀和正方体的三条边接触,使得截面成三角形。
还可以这样切,即切到三个对角时,截面是一个大的等边三角形。
3、将刀和正方体的四条边接触,使得截面成四边形,这两个四边形(如下图)。
这副图的截面是长方形:这副图的截面是正方形:4、还有截面是梯形的,这是将刀从上面两边切起到下面的两个顶点。
5、将刀和正方体的两条棱接触,即把正方体截成体积相等的两部分,使得截面成四边形。
6、将刀由上面的一条棱切起,并接触到下面的两条棱,使得截面成四边形。
7、将刀和正方体的五条棱接触,使得截面成五边形。
8、将刀和正方体的六条棱接触,使得截面成六边形,切的时候感觉为了容易一些,最好和每条棱的中点接触比较好。
三、实验结论:1、将正方体切一刀,可以得到三角形、长方形、正方形、梯形这样的四边形、五边形和六边形。
2、切的过程中,刀接触到几条边,截面就有几个角,形成的截面就是几条边,截面就是几边形。
3、特别发现两点:第一是若刚好切到三个对角时,截面是一个大的等边三角形。
六边形截面比较难切好,只要把刀接触到六条棱的中点,就很容易形成六边形截面。
实验感想:在妈妈的鼓励下,我通过自己动手实践解决了这个困扰我的问题,我感到很高兴。
通过这样的研究活动,我感到非常有收获,本来在我的头脑中很难想象出的五边形、六边形这样的图形,通过亲手切出来,我感觉现在我可以很轻松的想象出五边形和六边形截面图形。
几何体截面的形状取决于几何体的形状以及截取的方向和角度。
以下是一些常见的几何体截面形状:
1. 正方体:截面可能是三角形、四边形、五边形、六边形。
2. 长方体:截面可能是三角形、四边形、五边形、六边形。
3. 圆柱体:截面可能是圆形、椭圆形、矩形、三角形等。
4. 圆锥体:截面可能是圆形、椭圆形、抛物线等。
5. 球体:截面可能是圆形、椭圆形等。
需要注意的是,对于不规则的几何体,其截面的形状也可能不规则。
此外,对于一些复杂的几何体,如多面体等,其截面的形状也可能比较复杂。
结论如下:1、可能出现的:锐角三角型、等边、等腰三角形,正方形、矩形、非矩形的平行四边形、梯形、等腰梯形、五边形、六边形、正六边形2、不可能出现:钝角三角形、直角三角形、直角梯形、正五边形、七边形或更多边形正方体的截面形状一:问题背景在家做饭时,切菜尤其是切豆腐时,发现截面有很多形状。
若用不同的截面去截一个正方体,得到的截面会有哪几种不同的形状?二:研究方法先进行猜想,再利用土豆和萝卜通过切割实验研究。
三:猜想及其他可能的证明:1.正方形:因为该立体几何图形是正方体,所以用从任意位置与该正方体上下底面平行的平面进行截取可以得到,或者和侧面平行进行截取,由下列图示证明:====》》》由图示可知,水平方向截取正方体,得到的截面为正方形。
====》》》由图示可知,竖直方向截取正方体,得到的截面为正方形。
2.矩形:因为正方形也属于矩形,所以对正方形的证明同适用于矩形。
其次,当长宽不等的矩形截面的图示如下:由上图所示可知,按不同角度截取正方体可以得到矩形。
例如,正方体的六个对角面都是矩形。
3.平行四边形:当平面与正方体的各面都不平行时,所得截面为平行四边形,图示如下:==》由上图所示可知,当截面不与正方体的各面平行时,所得截面可能为平行四边形。
4.三角形:根据一定角度过正方体的三条棱进行截取可以得到三角形的截面,图示如下:==》》》由上图可知,正方体可以截得三角形截面。
但一定是锐角三角形,包括等腰和等边三角形特别的,当截面刚好经过三个面的对角线时,所得的三角形截面为正三角形,图示如下:==》得到:正三棱锥5.猜想之外的截面形状:(1)菱形:如下图所示,当A,B为所在棱的中点时,该截面为菱形:(2)梯形:如图所示,当按一定角度使截面在正方体的上下底面上所存在的线段长短有异时,所得截面可能是梯形:==》》》(3)五边形:如图所示,可以截得五边形截面:=》通过实践及资料查询可知,无法得到正五边形。
(4)六边形:如图所示,可以截得六边形截面:=》特别的,当平面与正方体各棱的交点为中点时,截面为正六边形,如图所示:拓展探究:1.正方体最大面积的截面三角形 2.正方体最大面积的截面四边形3.最大面积的截面形状4.截面五边形、六边形性质1.正方体最大面积的截面三角形:如该图所示可证明,由三角面对角线构成的三角形。
正方体做截面的方法
介绍
正方体是一种常见的几何体形状,它具有六个相等的正方形面。
要制作正方体的截面,我们可以通过以下方法实现。
方法一:平行于底面切割
首先,确定截面切割的位置。
可以选择在正方体的顶部、底部或中间位置进行切割。
接下来,使用直尺和铅笔,在正方体的两个相邻边上绘制一条平行线,作为截面的边界。
然后,使用锯子或其他适当的工具沿着绘制的线慢慢切割,确保切割平直。
最后,清理切割后的截面,确保边缘平滑。
方法二:垂直于底面切割
首先,确定截面切割的位置。
可以选择在正方体的顶部、底部或中间位置进行切割。
接下来,使用直尺和铅笔,在正方体的一个面上绘制一条垂直线,作为截面的边界。
然后,将正方体放置在一个固定的支撑上,确保它稳定而不会滚动。
使用锯子或其他适当的工具沿着绘制的线慢慢切割,确保切割平直。
最后,清理切割后的截面,确保边缘平滑。
注意事项
•在进行切割操作时,务必注意安全,戴好护目镜和手套。
•如果使用锯子进行切割,请确保锯片锋利,以获得更好的切割效果。
•在切割完成后,务必清理截面和工作区域,以防止意外伤害。
结论
通过以上两种方法,我们可以制作出正方体的截面。
这些方法简单易行,但在进行操作时要格外小心。
制作截面有助于我们更好地理解正方体的结构和特性,对于学习几何学和工程学都具有重要意义。
【教学主题】正方体截面的形状【教材分析】本节内容是高中数学必修2中的一个探究性课题,安排学习完本章内容之后讲授,通过对几何体的切截活动,交流等过程,提升学生的空间观念,积累数学知识.【学生分析】从认知特点来看,学生爱问好动、求知欲强,想象力丰富,对实际操作活动有着浓厚的兴趣,对直观的事物感知较强,是形象思维向抽象思维逐步过渡的阶段,他们希望得到的充分的展示和表现,因此,在学习充分发挥学生在教学中的主体作用,采取让学生自已观察、大胆动手操作、进行小组间的讨论和交流、利用课件自主探索等方式,让学生主动地学习.【教学目标】知识与技能目标:经历切截正方体的活动过程,探索发现正方体的截面形状,体会几何体在切截过程中面与体的变化.过程与方法目标:通过对几何的切截活动,经历、观察、操作、想像、交流等过程,发展学生的空间观念,积累数学活动经验.情感与态度目标:通过学生自主探索与合作交流,培养学生与人合作,与人交流的良好品质,激发学生对知识需求的欲望和探索创新的精神,培养用数学的意识,激发学生对数学的热爱.【教学重点】探索截面形状的过程【教学难点】从切截活动中发现对同一几何体不同角度切截所得截面的不同形状的想象与如何截.【教学准备】在正式上课前一周给学生安排布置任务.根据课本必修2课题学习内容:用一个平面去截正方体,截面的形状是什么样的?要求学生通过自己具体实验操作,如可以利用切土豆或其他物体,也可以找一个正方体的封闭塑料桶灌上带有颜色的水等,组内讨论探究等形式,逐一解决课本上提出的问题,最后形成结论,完成课题学习报告.首先由课代表将全班学生分成6组,指定组长,提出课下讨论、研究的要求和建议.发给各小组课题学习报告表格.让学生课后进行实验和研究,最后形成小组的研究成果的报告.老师在这个阶段要不断的通过课代表了解各组实验及研究进程,及时予以指导.对一些错误的做法要及时给予纠正.【教学过程】一.新课导入1.立体几何中的三个公理分别是什么?2.面和面的位置关系有几种?3.面面平行的性质定理是什么?4.截面的定义用一个平面去截几何体,就得到一个平面图形,这个平面图形叫做截面.二.问题探究1.用一个平面截一个正方体,截面分别是什么形状?2.观察截正方体所得截面,问题探究截面可能是七边形吗?三.问题小结1.几何体的截面由平面与几何体各表面交线构成;一般的截面和几何体的几个面相交就能得到几条交线,截面就是几边形.2.正方体的截面可以是三角形、四边形、五边形、六边形.四.例题讲解例 1.证明正方体的截面是锐角三角形.若正方体的棱长是1,则截面是三角形时,面积最大是多少?例2.如图正方体的棱长是a,C,D分别是两条棱的中点.(1)证明四边形ABCD(图中阴影部分)是一个梯形;(2)求四边形ABCD的面积.例3、已知正方体A1B1C1D1—ABCD,E、F、H分别是A1B1、B1C1、AD的中点,过三点E、F、H作该正方体的截面.五.课堂练习1. 如图,若Ω是长方体ABCD﹣A1B1C1D1被平面EFGH截去几何体EFGHB1C1后得到的几何体,其中E为线段A1B1上异于B1的点,F为线段BB1上异于B1的点,且EH∥A1D1,则下列结论中不正确的是()A.EH∥FG B.四边形EFGH是矩形C.Ω是棱柱D.Ω是棱台解:因为EH∥A1D1,A1D1∥B1C1,所以EH∥B1C1,又EH⊄平面BCC1B1,平面EFGH∩平面BCC1B1=FG,所以EH∥平面BCB1C1,又EH⊂平面EFGH,平面EFGH∩平面BCB1C1=FG,所以EH∥FG,故EH∥FG∥B1C1,所以选项A、C正确;因为A1D1⊥平面ABB1A1,EH∥A1D1,所以EH⊥平面ABB1A1,又EF⊂平面ABB1A1,故EH⊥EF,所以选项B也正确,故选D.本题考查空间中直线与平面平行、垂直的判定与性质,考查同学们的空间想象能力和逻辑推理能力.2.如图,正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,动点E、F在棱A1B1上,动点P,Q分别在棱AD,CD上,若EF=1,A1E=x,DQ=y,DP=z (x,y,z大于零),则四面体PEFQ的体积()A.与x,y,z都有关B.与x有关,与y,z无关C.与y有关,与x,z无关D.与z有关,与x,y无关解:从图中可以分析出,△EFQ的面积永远不变,为面A1B1CD面积的14而当P点变化时,它到面A1B1CD的距离是变化的,因此会导致四面体体积的变化.故选D.六.数学文化资料医学CT影像技术. CT是一种医学影像诊断技术,它就是类似于今天所要学习的“截一个几何体”的方法,只不过这里的“截”并不是真正的截,这里的“几何体”是病人某个患病器官,“刀”是射线,它的原理是用射线透射人体,然后用检测器测定透射后的放射量,通过计算机进行处理,重建人体断层图象并作出诊断,这是数学的“图象重建原理”在医学上的成功应用.CT的发明具有划时代的意义,获得了诺贝尔奖.七.课堂小结1、正方体截面可能出现的:锐角三角型、等边、等腰三角形,正方形、矩形、非矩形的平行四边形、梯形、等腰梯形、五边形、六边形、正六边形2、正方体截面不可能出现:钝角三角形、直角三角形、直角梯形、正五边形、七边形或更多边形八.课外思考正四面体的截面的形状有哪些?九.信息技术应用思路本节讲授的是正方体的截面形状,如何让学生对截面有一个直观地认识,因此在讲解截面为三角形、四边形、五边形、六边形时运用PPT中的动画技术,给学生一个直观的呈现,让学生直观地感受到了信息技术的魅力,也为课堂增加了丰富的画面,为学生对本节知识点的掌握奠定了良好的基础。
新教育·上旬刊正方体中几种常见的截面作法□海南师范大学附属中学廖云霞如果用一个平面去截几何体,那么该平面与这个几何体的各个面相交,由交线围成的平面图形叫几何体的截面。
打个比方,木匠用锯子将某个小木块锯成两块,“锯口”就是我们所说的截面。
本文将以正方体为载体,展开讨论关于截面的如下两个问题:一是过三点(均在棱上)作正方体的截面的做法;二是截面面积或周长的计算。
通过研究正方体的截面问题,我们能更好地揭示空间图形与平面图形之间的内在联系。
因为正方体的各个面都是平面,所以用平面去截它所得的截面必是多边形。
由于截面至少与正方体的三个面相交,至多与六个面相交,所以截面的形状只能是三角形、四边形、五边形、六边形四种。
截面与正方体每一个面的交线由两个公共点决定,所以只要找到截面与正方体某个面的两个公共点,就能做出截面与该面的交线。
公共点与交线的求得,主要依据为:1.公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内。
2.公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面,及公理2的三个推论。
3.公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线。
4.面面平行的性质定理:如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行。
5.如果三个平面两两相交,那么所得三条交线平行或共点。
例1.已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,E 是棱AB 的中点,F 是棱CC 1的中点。
做过D 1、E 、F 三点的截面,并求截面图形的周长。
图1作法1(延长线法):如图1,分别延长D 1F 、DC 交于点P ;连接PE ,交BC 于点N ;延长PE ,交DA 的延长线于点S ;连接D 1S ,交AA 1于点M ,则五边形D 1MENF 即为所求作的截面图形。
由三角形相似可得A 1M=3MA,CN=2NB ,易得截面五边形D 1MENF 的周长为11213√+95√)。
M / * B结论如下:1可能出现的:锐角三角型、等边、等腰三角形,正方形、矩形、边形、梯形、等腰梯形、五边形、六边形、正六边形2、不可能出现:钝角三角形、直角三角形、直角梯形、正五边形、非矩形的平行四七边形或更多边正方体的截面形状一:问题背景在家做饭时,切菜尤其是切豆腐时,发现截面有很多形状。
若用不同的截面去截一个正方体,得到的截面会有哪几种不同的形状?二:研究方法先进行猜想,再利用土豆和萝卜通过切割实验研究。
三:猜想及其他可能的证明:1•正方形:因为该立体几何图形是正方体,所以用从任意位置与该正方体上下底面平行的平面进行截取可以得到,或者和侧面平行进行截取,由下列图示证明:由图示可知,水平方向截取正方体,得到的截面为正方形。
由图示可知,竖直方向截取正方体,得到的截面为正方形。
2矩形:因为正方形也属于矩形,所以对正方形的证明同适用于矩形。
其次,当长宽不等的矩形截面的图示如下: 由上图所示可知,按不同角度截取正方体可以得到矩形。
例如,正方体的六个对角面都是矩形。
3. 平行四边形:当平面与正方体的各面都不平行时,所得截面为平行四边形,图示如下:==》》》 ==》》》由上图所示可知,当截面不与正方体的各面平行时,所得截面可能为平行四边形。
4. 三角形:根据一定角度过正方体的三条棱进行截取可以得到三角形的截面,图示如下==》由上图可知,正方体可以截得三角形截面。
但一定是锐角三角形,包括等腰和等边三角形特别的,当截面刚好经过三个面的对角线时,所得的三角形截面为正三角形,图示如下:==》得到: 正三棱锥5. 猜想之外的截面形状:(1)菱形:如下图所示,当A,B 为所在棱的中点时,该截面为菱形:(2)梯形:如图所示,当按一定角度使截面在正方体的上下底面上所存在的线段长短有异时,所得截面可能是梯形:(3 )五边形:(4 )六边形:如图所示,可以截得六边形截面:==》》》如图所示,可以截得五边形截面:通过实践及资料查询可知,无法得到正五边形。
正方体截面的形状可能出现锐角三角型、等边、等腰三角形,但不可能出现直角和钝角三角形Λ/ Y 月/L/F■■1IZ/:⅛/ 电曲四边形:可能出现正方形、矩形、非矩形的平行四边形、菱形、梯形、等腰梯形不可能出现直角梯形结论如下:1可能出现的:锐角三角型、等边、等腰三角形,正方形、矩形、非矩形的平行四边形、梯形、等腰梯形、五边形、六边形、正六边形2、不可能出现:钝角三角形、直角三角形、直角梯形、正五边形、七边形或更多边正方体的截面形状一:问题背景在家做饭时,切菜尤其是切豆腐时,发现截面有很多形状。
若用不同的截面去截一个正方体,得到的截面会有哪几种不同的形状?二:研究方法先进行猜想,再利用土豆和萝卜通过切割实验研究。
三:猜想及其他可能的证明:1.正方形:因为该立体几何图形是正方体,所以用从任意位置与该正方体上下底面平行的平面进行截取可以得到,或者和侧面平行进行截取,由下列图示证明:由图示可知,竖直方向截取正方体,得到的截面为正方形。
2矩形:因为正方形也属于矩形,所以对正方形的证明同适用于矩形。
其次,当长宽不等的矩形截面的图示如下:====》》》由图示可知,水平方向截取正方体,得到的截面为正方形。
》》》由上图所示可知,按不同角度截取正方体可以得到矩形。
例如,正方体的六个对角面都是矩形3. 平行四边形:当平面与正方体的各面都不平行时,所得截面为平行四边形,图示如下:由上图所示可知,当截面不与正方体的各面平行时,所得截面可能为平行四边形。
4.三角形:根据一定角度过正方体的三条棱进行截取可以得到三角形的截面,图示如下由上图可知,正方体可以截得三角形截面。
但一定是锐角三角形,包括等腰和等边三角形特别的,当截面刚好经过三个面的对角线时,所得的三角形截面为正三角形,图示如下:==》得到: 正三棱锥5. 猜想之外的截面形状:(1 )菱形:如下图所示,当A,B为所在棱的中点时,该截面为菱形:(2)梯形:如图所示,当按一定角度使截面在正方体的上下底面上所存在的线段长短有异时,所得截面可能是梯形:==》》》(3)五边形:如图所示,可以截得五边形截面:通过实践及资料查询可知,无法得到正五边形。
正方体截面的形状
问题一:用一个面截一个正方形我们可以得出一共有这几种情况
一.截一个顶点
则截面为三角形
二.截二个顶点
截面为矩形或梯形
三.截三个顶点
截面为五边形
四.截四个顶点
截面为矩形或正方形
问题二:如果截面是三角形
一.可以截为等腰三角形
当R为EF的中点
S为FG的中点时
可以得出
RT=ST
则三角形RST为等腰三角形
二.可以为等边三角形
当R为EF的中点
S为FG的中点
T为FB的中点时
可以得出
RT=ST=RS
则三角形RST为等边三角形
三.可以为任意三角形
当R为EF上任意一点
S为FG上任意一点
T为FB上任意一点时
可以得出
三角形RST为任意三角形
问题三:如果截面是四边形
一.可以为正方形
当K、L、I、、J分别为
AD、BC、GI、FE、的中点时
可以得出
四边形K JL为正方形
二.可以为梯形
当L、K分别为EF、FG的中点
I、J分别为AB、BC的中点
可以得出
LK∥IJ且LK≠IJ
四边形LIJK为梯形
三.可以为矩形
当OG=EN、AM=PC时
可以得出四边形NMPO为平行四边形且ON⊥NM
四边形OMPO为矩形
问题四:为正多边形
截面只以为正四边形
问题五:截面为三角形是的最大面积如右图
设:正方形的边长为a
则EB=2^(1/2)*a
则三角形EGB 的高为6^(1/2)*1/2*a
面积为3^(1/2)*1/2*a^2。