• 1.08 MB
  • 2021-06-15 发布

2020年高中数学新教材同步必修第二册 第8章8.2 立体图形的直观图

  • 11页
  • 当前文档由用户上传发布,收益归属用户
  1. 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
  2. 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
  3. 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
  4. 网站客服QQ:403074932
8.2 立体图形的直观图 学习目标 1.掌握用斜二测画法画水平放置的平面图形的直观图.2.会用斜二测画法画常见 的柱、锥、台、球以及简单组合体的直观图. 知识点一 水平放置的平面图形的直观图的画法 用斜二测画法画水平放置的平面图形的直观图的步骤 知识点二 空间几何体直观图的画法 立体图形直观图的画法步骤 (1)画轴:与平面图形的直观图画法相比多了一个 z 轴,直观图中与之对应的是 z′轴. (2)画底面:平面 x′O′y′表示水平平面,平面 y′O′z′和 x′O′z′表示竖直平面,按 照平面图形的画法,画底面的直观图. (3)画侧棱:已知图形中平行于 z 轴(或在 z 轴上)的线段,在其直观图中平行性和长度都不变. (4)成图:去掉辅助线,将被遮挡的部分改为虚线. 1.在斜二测画法中,各条线段的长度都发生了改变.( × ) 2.在几何体的直观图中,原来平行的直线仍然平行.( √ ) 3.在斜二测画法中平行于 y 轴的线段在直观图中长度保持不变.( × ) 一、平面图形的直观图的画法 例 1 画出如图所示水平放置的等腰梯形的直观图. 解 画法:(1)如图所示,取 AB 所在直线为 x 轴,AB 中点 O 为原点,建立直角坐标系,画 对应的坐标系 x′O′y′,使∠x′O′y′=45°. (2)以 O′为中点在 x′轴上取 A′B′=AB,在 y′轴上取 O′E′=1 2OE,以 E′为中点画 C′D′∥x′轴,并使 C′D′=CD. (3)连接 B′C′,D′A′,所得的四边形 A′B′C′D′就是水平放置的等腰梯形 ABCD 的 直观图. 反思感悟 在画水平放置的平面图形的直观图时,选取适当的直角坐标系是关键之一,一般 要使平面多边形尽可能多的顶点落在坐标轴上,以便于画点.原图中不平行于坐标轴的线段可 以通过作平行于坐标轴的线段来作出其对应线段.关键之二是确定多边形顶点的位置,借助于 平面直角坐标系确定顶点后,只需把这些顶点顺次连接即可. 跟踪训练 1 已知正五边形 ABCDE,如图,试画出其直观图. 解 画法: (1)在图①中作 AG⊥x 轴于点 G,作 DH⊥x 轴于点 H. (2)在图②中画相应的 x′轴与 y′轴,两轴相交于点 O′,使∠x′O′y′=45°. (3)在图②中的 x′轴上取 O′B′=OB,O′G′=OG,O′C′=OC,O′H′=OH,y′ 轴上取 O′E′=1 2OE,分别过 G′和 H′作 y′轴的平行线,并在相应的平行线上取 G′A′ =1 2GA,H′D′=1 2HD. (4)连接 A′B′,A′E′,E′D′,D′C′,并擦去辅助线 G′A′,H′D′,x′轴与 y′ 轴,便得到水平放置的正五边形 ABCDE 的直观图 A′B′C′D′E′(如图③). 二、空间几何体的直观图 例 2 用斜二测画法画长、宽、高分别为 4 cm、3 cm、2 cm 的长方体 ABCD—A′B′C′D′ 的直观图. 解 (1)画轴.如图,画 x 轴、y 轴、z 轴,三轴相交于点 O,使∠xOy=45°,∠xOz=90°. (2)画底面.以点 O 为中点,在 x 轴上取线段 MN,使 MN=4 cm;在 y 轴上取线段 PQ,使 PQ =3 2 cm.分别过点 M 和 N 作 y 轴的平行线,过点 P 和 Q 作 x 轴的平行线,设它们的交点分别 为 A,B,C,D,四边形 ABCD 就是长方体的底面 ABCD. (3)画侧棱.过 A,B,C,D 各点分别作 z 轴的平行线,并在这些平行线上分别截取 2 cm 长的 线段 AA′,BB′,CC′,DD′. (4)成图.顺次连接 A′,B′,C′,D′(去掉辅助线,将被遮挡的部分改为虚线),就得到长 方体的直观图. 反思感悟 空间几何体的直观图的画法 (1)对于一些常见几何体(柱、锥、台、球)的直观图,应该记住它们的大致形状,以便可以较 快较准确地画出. (2)画空间几何体的直观图时,比画平面图形的直观图增加了一个 z′轴,表示竖直方向. (3)z′轴方向上的线段,方向与长度都与原来保持一致. 跟踪训练 2 用斜二测画法画出六棱锥 P-ABCDEF 的直观图,其中底面 ABCDEF 为正六边 形,点 P 在底面上的投影是正六边形的中心 O.(尺寸自定) 解 画法: (1)画出六棱锥 P-ABCDEF 的底面.①在正六边形 ABCDEF 中,取 AD 所在的直线为 x 轴,对 称轴 MN 所在的直线为 y 轴,两轴相交于点 O,如图(1);画出相应的 x′轴、y′轴、z′轴, 三轴相交于 O′,使∠x′O′y′=45°,∠x′O′z′=90°,如图(2);②在图(2)中,以 O′ 为中点,在 x′轴上取 A′D′=AD,在 y′轴上取 M′N′=1 2MN,以点 N′为中点,画出 B′C′平行于 x′轴,并且长度等于 BC,再以 M′为中点,画出 E′F′平行于 x′轴,并 且长度等于 EF;③连接 A′B′,C′D′,D′E′,F′A′得到正六边形 ABCDEF 水平放 置的直观图 A′B′C′D′E′F′. (2)画出正六棱锥 P-ABCDEF 的顶点,在 z′轴正半轴上截取点 P′,点 P′异于点 O′. (3)成图.连接 P′A′,P′B′,P′C′,P′D′,P′E′,P′F′,并擦去 x′轴、y′轴 和 z′轴,便可得到六棱锥 P-ABCDEF 的直观图 P′-A′B′C′D′E′F′,如图(3). 三、直观图的还原与计算 例 3 如图所示,一个水平放置的三角形的斜二测直观图是等腰直角三角形 A′B′O′,若 O′B′=1,那么原三角形 ABO 的面积是( ) A.1 2 B. 2 2 C. 2 D.2 2 答案 C 解析 直观图中等腰直角三角形直角边长为 1,因此面积为1 2 ,又直观图与原平面图形面积比 为 2∶4,所以原图形的面积为 2,故选 C. 反思感悟 平面多边形与其直观图面积间关系:一个平面多边形的面积为 S 原,斜二测画法得 到直观图的面积为 S 直,则有 S 直= 2 4 S 原. 跟踪训练 3 如图,矩形 O′A′B′C′是水平放置的一个平面图形的直观图,其中 O′A′ =6 cm,O′C′=2 cm,C′D′=2 cm,则原图形是( ) A.正方形 B.矩形 C.菱形 D.一般的平行四边形 答案 C 解析 如图,在原图形 OABC 中, 应有 OD=2O′D′=2×2 2 =4 2(cm), CD=C′D′=2 cm, 所以 OC= OD2+CD2 = 4 22+22=6(cm), 所以 OA=OC=BC=AB, 故四边形 OABC 是菱形. 1.关于斜二测画法所得直观图,以下说法正确的是( ) A.等腰三角形的直观图仍是等腰三角形 B.正方形的直观图为平行四边形 C.梯形的直观图不是梯形 D.正三角形的直观图一定为等腰三角形 答案 B 解析 由于直角在直观图中有的成为 45°,有的成为 135°;当线段与 x 轴平行时,在直观图 中长度不变且仍与 x 轴平行,因此答案为 B. 2.在用斜二测画法画水平放置的△ABC 时,若∠A 的两边分别平行于 x 轴、y 轴,则在直观图 中∠A′等于( ) A.45° B.135° C.90° D.45°或 135° 答案 D 解析 因为∠A 的两边分别平行于 x 轴、y 轴,所以∠A=90°,在直观图中,按斜二测画法 规则知∠x′O′y′=45°或 135°,即∠A′=45°或 135°. 3.下面每个选项的 2 个边长为 1 的正△ABC 的直观图不是全等三角形的一组是( ) 答案 C 解析 可分别画出各组图形的直观图,观察可得结论. 4.利用斜二测画法得到: 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________.(填序号) 答案 ①② 解析 斜二测画法得到的图形与原图形中的线线相交、线线平行关系不会改变,因此三角形 的直观图是三角形,平行四边形的直观图是平行四边形. 5.水平放置的△ABC 的斜二测直观图如图所示,已知 A′C′=3,B′C′=2,则 AB 边上的 中线的实际长度为________. 答案 2.5 解析 由直观图知,原平面图形为直角三角形,且 AC=A′C′=3,BC=2B′C′=4,计 算得 AB=5,所求中线长为 2.5. 1.知识清单: (1)水平放置的平面图形的直观图的画法. (2)空间几何体直观图的画法. (3)直观图的还原与计算. 2.方法归纳:转化思想. 3.常见误区:同一图形选取坐标系的角度不同,得到的直观图可能不同. 1.(多选)用斜二测画法画水平放置的平面图形的直观图,对其中的线段说法正确的是( ) A.原来相交的仍相交 B.原来垂直的仍垂直 C.原来平行的仍平行 D.原来共点的仍共点 答案 ACD 2.如图所示为某一平面图形的直观图,则此平面图形可能是( ) 答案 C 解析 根据斜二测画法可知,此直观图的平面图形可能是 C. 3.已知等边三角形 ABC 的边长为 a,那么等边三角形 ABC 的直观图△A′B′C′的面积为 ( ) A. 3 4 a2 B. 3 8 a2 C. 6 8 a2 D. 6 16a2 答案 D 解析 建立如图①所示的平面直角坐标系 xOy. 如图②所示,建立坐标系 x′O′y′,使∠x′O′y′=45°,由直观图画法,知 A′B′=AB =a,O′C′=1 2OC= 3 4 a. 过点 C′作 C′D′⊥O′x′于点 D′,则 C′D′= 2 2 O′C′= 6 8 a. 所以△A′B′C′的面积是 S=1 2·A′B′·C′D′=1 2·a· 6 8 a= 6 16a2. 4.下列关于用斜二测画法画直观图的说法中,正确的是( ) A.水平放置的正方形的直观图不可能是平行四边形 B.平行四边形的直观图仍是平行四边形 C.两条相交直线的直观图可能是平行直线 D.两条垂直的直线的直观图仍互相垂直 答案 B 5.水平放置的△ABC 的直观图如图所示,其中 B′O′=C′O′=1,A′O′= 3 2 ,那么原 △ABC 是一个( ) A.等边三角形 B.直角三角形 C.三边中只有两边相等的等腰三角形 D.三边互不相等的三角形 答案 A 解析 由△ABC 的直观图,知在原△ABC 中,AO⊥BC. ∵A′O′= 3 2 ,∴AO= 3. ∵B′O′=C′O′=1,∴BC=2,AB=AC=2, ∴△ABC 为等边三角形. 6.在斜二测画法中,位于平面直角坐标系中的点 M(4,4)在直观图中的对应点是 M′,则点 M′ 的坐标为________. 答案 (4,2) 解析 由直观图画法“横不变,纵折半”可得点 M′的坐标为(4,2). 7.如图,是用斜二测画法画出的△AOB 的直观图,则△AOB 的面积是________. 答案 16 解析 由图可知 O′B′=4,则对应△AOB 中,OB=4. 又和 y′轴平行的线段的长度为 4,则对应△AOB 边 OB 上的高为 8. 所以△AOB 的面积为1 2 ×4×8=16. 8.如图,平行四边形 O′P′Q′R′是四边形 OPQR 的直观图,若 O′P′=3,O′R′=1, 则原四边形 OPQR 的周长为________. 答案 10 解析 由四边形 OPQR 的直观图可知原四边形是矩形,且 OP=3,OR=2,所以原四边形 OPQR 的周长为 2×(3+2)=10. 9.用斜二测画法画边长为 4 cm 的水平放置的正三角形(如图)的直观图. 解 (1)如图①所示,以 BC 边所在的直线为 x 轴,以 BC 边上的高线 AO 所在的直线为 y 轴. (2)画对应的 x′轴、y′轴,使∠x′O′y′=45°. 在 x′轴上截取 O′B′=O′C′=2 cm,在 y′轴上截取 O′A′=1 2OA. 连接 A′B′,A′C′,则△A′B′C′即为正△ABC 的直观图,如图②所示. 10.一个几何体,它的下面是一个圆柱,上面是一个圆锥,并且圆锥的底面与圆柱的上底面重 合,圆柱的底面直径为 3 cm,高(两底面圆心连线的长度)为 4 cm,圆锥的高(顶点与底面圆心 连线的长度)为 3 cm,画出此几何体的直观图. 解 (1)画轴.如图①所示,画 x 轴、z 轴,使∠xOz=90°. (2)画圆柱的下底面.在 x 轴上取 A,B 两点,使 AB=3 cm,且 OA=OB,选择椭圆模板中适当 的椭圆且过 A,B 两点,使它为圆柱的下底面. (3)在 Oz 上截取 OO′=4 cm,过点 O′作平行于 Ox 轴的 O′x′轴,类似圆柱下底面的画法 画出圆柱的上底面. (4)画圆锥的顶点.在 Oz 上截取点 P,使 PO′=3 cm. (5)成图.连接 A′A,B′B,PA′,PB′,整理(去掉辅助线,将被遮挡部分改成虚线)得到此 几何体的直观图,如图②所示. 11.如图所示,△A′O′B′表示水平放置的△AOB 的直观图,B′在 x′轴上,A′O′与 x′ 轴垂直,且 A′O′=2,则△AOB 的边 OB 上的高为( ) A.2 B.4 C.2 2 D.4 2 答案 D 解 析 设 △AOB 的 边 OB 上 的 高 为 h , 因 为 S 原 图 形 = 2 2 S 直 观 图 , 所 以 1 2 ×OB×h = 2 2×1 2 ×2×O′B′.又 OB=O′B′,所以 h=4 2. 12.如图所示,一个水平放置的正方形 ABCO,它在直角坐标系 xOy 中,点 B 的坐标为(2,2), 则用斜二测画法画出的正方形的直观图中,顶点 B′到 x′轴的距离为______. 答案 2 2 解析 画出直观图,则 B′到 x′轴的距离为 2 2 ·1 2OA= 2 4 OA= 2 2 . 13.如图,正方形 O′A′B′C′的边长为 1 cm,它是水平放置的一个平面图形的直观图,则 原图形的周长是________. 答案 8 cm 解析 由题意知正方形 O′A′B′C′的边长为 1 cm,它是水平放置的一个平面图形的直观 图,所以 O′B′= 2 cm,对应原图形平行四边形 OABC 的高 OB=2O′B′=2 2 cm,如 图所示. 所以原图形中,OA=BC=1 cm,AB=OC= 2 22+12=3 cm, 故原图形的周长为 2×(1+3)=8(cm). 14.如图所示,四边形 ABCD 是一平面图形的水平放置的斜二测直观图,四边形 ABCD 是一直 角梯形,AB∥CD,AD⊥CD,且 BC 与 y 轴平行,若 AB=6,DC=4,AD=2,则这个平面 图形的实际面积是________. 答案 20 2 解析 由题意知,S 梯形 ABCD=1 2(AB+CD)·AD=10, 故这个平面图形的实际面积 S= 4 2 S 梯形 ABCD=20 2. 15.如图所示,△A′B′C′表示水平放置的△ABC 用斜二测画法得到的直观图,A′B′在 x′ 轴上,B′C′与 x′轴垂直,且 B′C′=3,则△ABC 的边 AB 上的高为________. 答案 6 2 解析 如图所示,过 C′作 C′D′∥y′轴,交 x′轴于点 D′,则∠C′D′B′=45°, ∵B′C′与 x′轴垂直,且 B′C′=3,∴C′D′=3 2. 根据斜二测画法知△ABC 的边 AB 上的高等于 2C′D′=6 2. 16.用斜二测画法得到一水平放置的直角三角形 ABC 如图所示,其中 AC=1,∠ABC=30°, 试求原三角形 A′B′C′边 B′C′上的高及△A′B′C′的面积. 解 如图所示,作 AD⊥BC 于点 D,在 BD 上取一点 E,使 DE=AD. 由 AC=1 可知,BC=2,AB= 3,AD= 3 2 ,AE= 6 2 . 由斜二测画法知,B′C′=BC=2,A′E′=2AE= 6. 所以 S△A′B′C′=1 2B′C′·A′E′=1 2 ×2× 6= 6.