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- 2021-06-25 发布
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1.2 空间几何体的三视图和直观图
1.2.1 中心投影与平行投影
1.2.2 空间几何体的三视图
[学习目标] 1.了解中心投影和平行投影.2.能画出简单空间图形的三视图.3.能识别三视图所表示的立体模型.
[知识链接]
1.棱柱的结构特征
(1)上下底面平行.(2)侧面是平行四边形.(3)侧棱相互平行.
2.棱锥的结构特征
(1)底面是多边形.(2)侧面是共顶点的三角形.
3.棱台的结构特征
(1)上下底面平行.(2)侧面是梯形.(3)侧棱延长线相交于一点.
4.圆柱、圆锥、圆台的轴截面分别是矩形、等腰三角形、等腰梯形.
[预习导引]
1.投影
(1)投影的定义
由于光的照射,在不透明物体后面的屏幕上可以留下这个物体的影子,这种现象叫做投影.其中,我们把光线叫做投影线,把留下物体影子的屏幕叫做投影面.
(2)投影的分类
(3)当图形中的直线或线段不平行于投影线时,平行投影都具有下述性质:
①直线或线段的平行投影仍是直线或线段;②平行直线的平行投影是平行或重合的直线;③平行于投影面的线段,它的投影与这条线段平行且等长;④与投影面平行的平面图形,它的投影与这个图形全等;⑤在同一直线或平行直线上,两条线段平行投影的比等于这两条线段的比.
2.三视图
(1)定义:光线从几何体的前面向后面正投影,得到投影图,这种投影图叫做几何体的正视图;光线从几何体的左面向右面正投影,得到投影图,这种投影图叫做几何体的侧视图;光线从几何体的上面向下面正投影,得到投影图,这种投影图叫做几何体的俯视图.几何体的正视图、侧视图、俯视图统称为几何体的三视图,三视图是正投影.
(2)基本特征:一个几何体的侧视图和正视图高度一样,俯视图与正视图长度一样,侧视图与俯视图宽度一样.
要点一 中心投影与平行投影
例1 下列说法中:①平行投影的投影线互相平行,中心投影的投影线相交于一点;②空间图形经过中心投影后,直线还是直线,但平行线可能变成了相交的直线;③两条相交直线的平行投影是两条相交直线.其中正确的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
答案 B
解析 由平行投影和中心投影的定义可知①正确;空间图形经过中心投影后,直线可能变成直线,也可能变成一个点,如当投影中心在直线上时,投影为点;平行线有可能变成相交线,如照片中由近到远物体之间的距离越来越近,最后相交于一点,②不正确;两条相交直线的平行投影是两条相交直线或一条直线;③不正确.
规律方法 判断一个几何体的投影是什么图形,先分清楚是平行投影还是中心投影,投影面
的位置如何,再根据平行投影或中心投影的性质来判断.
跟踪演练1 下列命题中,正确的是( )
A.矩形的平行投影一定是矩形
B.梯形的平行投影一定是梯形
C.两条相交直线的投影可能平行
D.如果一条线段的平行投影仍是一条线段,那么这条线段中点的投影必是这条线段投影的中点
答案 D
解析 平行投影因投影线的方向变化而不同,因而平行投影改变几何图形的形状,因而A,B不正确.两条相交直线的投影不可能平行,即C不正确.两条线段平行投影的比等于这两条线段的比,因而D正确.故选D.
要点二 画空间几何体的三视图
例2 画出图中正四棱锥和圆台的三视图.(尺寸不作严格要求)
解 正四棱锥的三视图如图所示:
圆台的三视图如图所示:
规律方法 画三视图应遵循的原则和注意事项:
(1)务必做到“长对正,高平齐,宽相等”.
(2)三视图的排列方法是正视图与侧视图在同一水平位置,且正视图在左,侧视图在右,俯
视图在正视图的正下方.
(3)在三视图中,要注意实、虚线的画法.
(4)画完三视图草图后,要再对照实物图来验证其正确性.
跟踪演练2 如图是截去一角的长方体,画出它的三视图.
解 物体三个视图的构成都是矩形,长方体截去一角后,截面是一个三角形,在每个视图中反映为不同的三角形,三视图如图.
要点三 由三视图还原空间几何体
例3 根据下列图中所给出的几何体的三视图,试画出它们的形状.
解 图(1)对应的几何体是一个六棱锥,图(2)对应的几何体是一个三棱柱,则所对应的空间几何体的图形分别为:
规律方法 由三视图还原空间几何体的步骤:
跟踪演练3 若将例3(1)中的三视图改为如下三视图,试分析该几何体结构特征并画出物体的实物草图.
解 由三视图可知该几何体为四棱锥,对应空间几何体如图:
1.下列说法正确的是( )
A.任何物体的三视图都与物体的摆放位置有关
B.任何物体的三视图都与物体的摆放位置无关
C.有的物体的三视图与物体的摆放位置无关
D.正方体的三视图一定是三个全等的正方形
答案 C
解析 对于A,球的三视图与物体摆放位置无关,故A错;对于B,D,正方体的三视图与摆放位置有关,故B,D错;故选C.
2.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
答案 B
解析 如图,几何体为三棱柱.
3.一个几何体的三视图形状都相同,大小均相等,那么这个几何体不可以是( )
A.球 B.三棱锥
C.正方体 D.圆柱
答案 D
解析 不论圆柱如何放置,其三视图的形状都不会完全相同,故选D.
4.一图形的投影是一条线段,这个图形不可能是________.
①线段;②直线;③圆;④梯形;⑤长方体.
答案 ②⑤
解析 线段、圆、梯形都是平面图形,且在有限范围内,投影都可能为线段;长方体是三维空间图形,其投影不可能是线段;直线的投影,只能是直线或点.
5.如图所示,正三棱柱ABC-A1B1C1的正视图是边长为4的正方形,则此正三棱柱的侧视图的面积为( )
A.8 B.4 C.2 D.16
答案 A
解析 由正视图可知三棱柱的高为4,底面边长为4,所以底面正三角形的高为2,所以侧视图的面积为4×2=8.故选A.
1.理解平行投影和中心投影的概念时,可以从一束光线去照射一个物体所形成的影子,研究两者的不同之处.另外应注意平行投影的性质,尤其注意图形中的直线或线段不平行于投影线的情况.
2.空间几何体的三视图可以使我们很好地把握空间几何体的性质,由空间几何体可画出它
的三视图,同样由三视图可以想象出空间几何体的形状,两者之间的相互转化,可以培养我们的几何直观能力和空间想象能力.
一、基础达标
1.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体可以是( )
A.棱柱 B.棱台
C.圆柱 D.圆台
答案 D
解析 先观察俯视图,再结合正视图和侧视图还原空间几何体.
由俯视图是圆环可排除A,B,由正视图和侧视图都是等腰梯形可排除C,故选D.
2.已知一个几何体是由上、下两部分构成的一个组合体,其三视图如图所示,则这个组合体的上、下两部分分别是( )
A.上部是一个圆锥,下部是一个圆柱
B.上部是一个圆锥,下部是一个四棱柱
C.上部是一个三棱锥,下部是一个四棱柱
D.上部是一个三棱锥,下部是一个圆柱
答案 A
解析 由几何体的三视图可知,该组合体的上部是一个圆锥,下部是一个圆柱.
3.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
答案 D
解析 ①的三个视图都是相同的,都是正方形;②的正视图与侧视图相同,都是等腰三角形,俯视图不同;③的三个视图各不相同;④的正视图与侧视图相同,都是等腰三角形,俯视图不同.故选D.
4.某几何体的正视图和侧视图均如图所示,则该几何体的俯视图不可能是( )
答案 D
解析 由于该几何体的正视图和侧视图相同,且上部分是一个矩形,矩形中间无实线和虚线,因此俯视图不可能是D.
5.如图所示为一个几何体的三视图,则该几何体为( )
A.圆柱与圆台 B.四棱柱与四棱台
C.圆柱与四棱台 D.四棱柱与圆台
答案 B
6.若一个正三棱柱的三视图如图所示,则这个正三棱柱的高(两底面之间的距离)和底面边长分别是________和________.
答案 2 4
解析 三棱柱的高同侧视图的高,侧视图的宽度恰为底面正三角形的高,故底边长为4.
7.如图所示的螺栓是由棱柱和圆柱构成的组合体,试画出它的三视图.
解 三视图如图所示.
二、能力提升
8.用□表示1个立方体,用表示2个立方体叠加,用表示3个立方体叠加,那么如图所示,由7个立方体叠成的几何体,从正前方观察,可画出的平面图形是图中的( )
答案 B
9.一个长方体去掉一个小长方体,所得几何体的正视图与侧视图分别如图所示,则该几何体的俯视图为( )
答案 C
解析 正视图中小长方形在左上方,对应俯视图应该在左侧,排除B、D,侧视图中小长方形在右上方,排除A,故选C.
10.由小正方体木块搭成的几何体的三视图如图所示,则该几何体由________块小正方体木块搭成.
答案 7
解析 小木块的排列方式如图所示.由图知,几何体由7块小正方体木块搭成.
11.已知一个几何体的三视图如图,试根据三视图想象物体的原形,并试着画出实物草图.
解 由三视图知,该物体下部为长方体、上部为一个与长方体等高的圆柱,且圆柱的底面相切于长方体的上底面,由此可画出实物草图如图.
三、探究与创新
12.如图所示是一些立体图形的视图,但观察的方向不同,试说明其可能是哪一种几何体的视图,并画出立体图形的草图.
解 从柱、锥、台、球和三视图各方面综合考虑.
(1)是一个圆,可能为球的正视图、侧视图、俯视图,也可能是圆柱的俯视图,其直观图如下图中①所示.
(2)是一个三角形,可能是棱锥的俯视图、圆锥的正视图、侧视图,也可能是三棱柱的俯视图,其直观图如下图中②所示.
(3)是一个矩形,可能为四棱柱的正视图、侧视图、俯视图,也可能是圆柱的正视图、侧视图,其直观图如下图中③所示.
13.一个物体由几块相同的正方体组成,其三视图如图所示,试据图回答下列问题:
(1)该物体有多少层?
(2)该物体的最高部分位于哪里?
(3)该物体一共由几个小正方体构成?
解 (1)该物体一共有两层,从正视图和侧视图都可以看出来.
(2)该物体最高部分位于左侧第一排和第二排.
(3)从侧视图及俯视图可以看出,该物体前后一共三排,第一排左侧2个,右侧1个;第二排左侧2个,右侧没有;第三排左侧1个,右侧1个.该物体一共由7个小正方体构成.
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