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六年级奥数专题十三:立体图形（1）
关键词：正方长方立体图形正方体长方体表面积奥数表面共有
我们学过的立体图形有长方体、正方体、圆柱体、圆锥体等。这一讲将通过长方体、正方体及其组合图形，讲解有关的计数问题。
例1 左下图中共有多少个面？多少条棱？
分析与解：如右上图所示，可以分前、后、左、右、上、下六个方向看这个立体图形。
前、后看各有1个面，左面看有1个面，右面看有2个面，上面看有2个面，下面看有1个面。所以共有
1＋1+1+2＋2＋1= 8（个）面。
前后方向的棱有6条，左右方向的棱有6条，上下方向的棱也有6条，所以共有棱6＋6＋6=18（条）。
例2 右图是由18个边长为1厘米的小正方体拼成的，求它的表面积。
分析与解：如果一面一面去数，那么虽然可以得到答案，但太麻烦，而且容易出错。仔细观察会发现，这个立体的上面与下面、左面与右面、前面与后面的面积分别相等。
如上图所示，可求得表面积为
（9＋7＋8）×2=48（厘米2）。
例3 右图是由22个小正方体组成的立体图形，其中共有多少个大大小小的正方体？由两个小正方体组成的长方体有多少个？
分析与解：正方体只可能有两种：
由1个小正方体构成的正方体，有22个；
由8个小正方体构成的2×2×2的正方体，有4个。
所以共有正方体22＋4=26（个）。
由两个小正方体组成的长方体，根据摆放的方向可分为下图所示的上下位、左右位、前后位三种，其中上下位有13个，左右位有13个，前后位有14个，共有13＋13＋14=40（个）。
例4 有一个棱长为5厘米的正方体木块，从它的每个面看都有一个穿透的完全相同的孔（见下页左上图），求这个立体图形的表面积。
分析与解：由于正方体中间被穿了孔，表面积不好计算。我们可以将这个立体图形看成由8个棱长为2厘米的正方体和12个棱长为1厘米的立方体粘合而成。如右上图所示，八个棱长为2厘米的正方体分别在8个顶角，12个棱长1厘米的正方体分别在12条棱的中间。由于每个小正方体都有2个面分别粘接两个较大正方体，相对于不粘接，减少了表面积4厘米2 ，所以总的表面积为
（2×2×6）×8＋（1×1×6）×12-4×12=216（厘米2）。
例5 右图是由120块小立方体构成的4×5×6的立方体，如果将其表面涂成红色，那么其中一面、二面三面被涂成红色的小立方体各有多少块？
分析与解：一个长方体有8个角、12条棱、6个面，角上的8个小立方体三面涂有红色，在棱上而不在角上的小立方体两面涂有红色，在面上而不在棱上的小立方体一面涂有红色，不在面上的小立方体没有涂上红色。
根据上面的分析得到：
三面涂有红色的小立方体有8块；
两面涂有红色的小立方体，因为每条棱上要去掉两头的2块，故有［（4-2）＋（5-2）+（6-2）］×4=36（块）；
一面涂有红色的小立方体，因为每个面上要去掉周围一圈的小立方体，故有
［（4-2）×（5-2）＋（4-2）×（6-2）＋（5-2）×（6-2）］×2＝52（块）。
一般地，当a，b，c都不小于2时，对于a×b×c的立方体：
三面涂有红色的小立方体有8块；
两面涂有红色的小立方体的块数是：
［（a-2）＋（b-2）＋（c-2）］×4；
一面涂有红色的小立方体的块数是：
［（a-2）×（b-2）＋（a-2）×（c-2）＋（b-2）×（c-2）］×2；
没有被涂上红色的小立方体的块数是：
（a-2）×（b-2）×（c-2）。
例6 给一个立方体的每个面分别涂上红、黄、蓝三种颜色中的一种，每种颜色涂两个面，共有多少种不同涂法？（两种涂法，经过翻动能使各种颜色的位置相同，认为是相同的涂法。）
分析与解：根据两个红色面相对还是相邻可分为两情况。
（1）两个红色面相对。此时，有蓝蓝相对和蓝蓝相邻两种涂法。
（2）两个红色面相邻。此时，除蓝蓝相对和黄黄相对两种涂法外，当蓝黄相对时，按右图摆放，底面有蓝或黄两种涂法。
所以共有6种不同涂法。
练习13
1.下页左上图中共有多少个面？多少条棱？
2.有30个边长为1米的正方体，在地面上摆成右上图的形式，然后把露出的表面涂成红色。求被涂成红色的表面积。
3.有一个正方体，红、黄、蓝色的面各有两面。在这个正方体中，有一些顶点是三种颜色都不同的面的交点，这种顶点最多有几个？最少有几个？
4.将一个表面涂有红色的长方体分割成若干个体积为1厘米3 的小正方体，其中一点红色都没有的小立方体只有3块。求原来长方体的体积。
5.将一个5×5×5的立方体表面全部涂上红色，再将其分割成1×1×1的小立方体，取出全部至少有一个面是红色的小立方体，组成表面全部是红色的长方体。那么，可组成的长方体的体积最大是多少？
6.在边长为3分米的立方体木块的每个面的中心打一个直穿木块的洞，洞口呈边长为1分米的正方形（见左下图）。求挖洞后木块的体积及表面积。
7.把正方体的六个表面都划分成9个相等的正方形（右上图）。用红、黄、蓝三种颜色去染这些小正方形，要求有公共边的正方形染不同的颜色，那么，用红色染的正方形最多有多少个？
