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- 2021-06-09 发布
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第
1
节 空间几何体的结构、三视图和直观图
考试要求
1.
认识柱、锥、台、球及其简单组合体的结构特征,并能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构;
2.
能画出简单空间图形
(
长方体、球、圆柱、圆锥、棱柱等的简易组合
)
的三视图,能识别上述三视图所表示的立体模型,会用斜二测画法画出它们的直观图;
3.
会用平行投影方法画出简单空间图形的三视图与直观图,了解空间图形的不同表示形式
.
知
识
梳
理
1.
空间几何体的结构特征
(1)
多面体的结构特征
名称
棱柱
棱锥
棱台
图形
底面
互相
_______
且
_______
多边形
互相
_______
且
_______
侧棱
_______
_______
相交于
_______
,
但不一定相等
延长线交
于
_______
侧面
形状
_______
_______
_______
_______
_______
平行
全等
平行
相似
平行且相等
一点
一点
平行四边形
三角形
梯形
(2)
旋转体的结构特征
名称
圆柱
圆锥
圆台
球
图形
母线
互相平行且相等,
_________
于底面
相交于
_______
延长线交
于
_______
轴截面
_______
_______
______
__________
_______
侧面展开图
_______
_______
_______
一点
一点
矩形
等腰三角形
等腰梯形
圆
矩形
扇形
扇环
垂直
2.
直观图
空间几何体的直观图常用
___________
画法来画,其规则是:
(1)
原图形中
x
轴、
y
轴、
z
轴两两垂直,直观图中,
x
′
轴、
y
′
轴的夹角为
______________
,
z
′
轴与
x
′
轴、
y
′
轴所在平面
_______
.
(2)
原图形中平行于坐标轴的线段,直观图中仍分别
__________
坐标轴
.
平行于
x
轴和
z
轴的线段在直观图中保持原长度
_______
,平行于
y
轴的线段长度在直观图中变为原来的
_______
.
斜二测
45°(
或
135°)
垂直
平行于
不变
一半
3.
三视图
(1)
几何体的三视图包括正视图、侧视图、俯视图,分别是从几何体的
_______
方、正左方、
_______
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,
___________
,宽相等
.
②
在画三视图时,重叠的线只画一条,挡住的线要画成虚线
.
正前
正上
高平齐
[
常用结论与微点提醒
]
1.
常见旋转体的三视图
(1)
球的三视图都是半径相等的圆
.
(2)
水平放置的圆锥的正视图和侧视图均为全等的等腰三角形
.
(3)
水平放置的圆台的正视图和侧视图均为全等的等腰梯形
.
(4)
水平放置的圆柱的正视图和侧视图均为全等的矩形
.
2.
在绘制三视图时,分界线和可见轮廓线都用实线画出,被遮挡的部分的轮廓线用虚线表示出来,即
“
眼见为实、不见为虚
”.
在三视图的判断与识别中要特别注意其中的虚线
.
诊
断
自
测
1.
判断下列结论正误
(
在括号内打
“√”
或
“×”
)
(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)
用斜二测画法画水平放置的
∠
A
时,若
∠
A
的两边分别平行于
x
轴和
y
轴,且
∠
A
=
90°
,则在直观图中,
∠
A
=
45°.(
)
(4)
正方体、球、圆锥各自的三视图中,三视图均相同
.(
)
解析
(1)
反例:由两个平行六面体上下组合在一起的图形满足条件,但不是棱柱
.
(2)
反例:如图所示的图形满足条件但不是棱锥
.
(3)
用斜二测画法画水平放置的
∠
A
时,把
x
,
y
轴画成相交成
45°
或
135°
,平行于
x
轴的线段还平行于
x
轴,平行于
y
轴的线段还平行于
y
轴,所以
∠
A
可能为
45°
也可能为
135°.
(4)
球的三视图均相同,而圆锥的正视图和侧视图相同,且为等腰三角形,
其俯视图为圆心和圆,正方体的三视图不一定相同
.
答案
(1)
×
(2)
×
(3)
×
(4)
×
2.
(
新教材必修第二册
P112T5
改编
)
一个菱形的边长为
4 cm
,一内角为
60°
,用斜二测画法画出的这个菱形的直观图的面积为
(
)
答案
B
3.
(
老教材必修
2P10B
组
T1
改编
)
如图,长方体
ABCD
-
A
′
B
′
C
′
D
′
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
由几何体的结构特征,剩下的几何体为五棱柱
.
答案
C
4.
(2020·
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?
”
已知该楔体的正视图和俯视图如图中粗实线所示,则该楔体的侧视图的周长为
(
)
答案
C
5.
(2019·
济宁一中月考
)
如图为某个几何体的三视图,根据三视图可以判断这个几何体为
(
)
A.
圆锥
B.
三棱椎
C.
三棱柱
D
.
三棱台
解析
三由视图可知,该几何体是一个横放的三棱柱,故选
C.
答案
C
6.
(2018·
全国
Ⅲ
卷
)
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
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.
答案
A
考点一 空间几何体的结构特征
【例
1
】
(1)
给出下列命题:
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
直角三角形绕其任一边所在直线旋转一周所形成的几何体都是圆锥;
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.1 C.2 D.3
(2)
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
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;
③
存在每个面都是直角三角形的四面体;
④
棱台的侧棱延长后交于一点
.
其中正确命题的序号是
________.
解析
(1)
①
不一定,只有当这两点的连线平行于轴时才是母线;
②
不一定,当以斜边所在直线为旋转轴时,其余两边旋转一周形成的面所围成的几何体不是圆锥,如图所示,它是由两个同底圆锥组成的几何体;
③
错误,棱台的上、下底面相似且是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
.
(2)
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,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;
③
正确,如图,正方体
ABCD
-
A
1
B
1
C
1
D
1
中的三棱锥
C
1
-
ABC
,四个面都是直角三角形;
④
正确,由棱台的概念可知
.
答案
(1)A
(2)
②③④
规律方法
1.
关于空间几何体的结构特征辨析关键是紧扣各种空间几何体的概念,要善于通过举反例对概念进行辨析,即要说明一个命题是错误的,只需举一个反例
.
2.
圆柱、圆锥、圆台的有关元素都集中在轴截面上,解题时要注意用好轴截面中各元素的关系
.
3.
既然棱
(
圆
)
台是由棱
(
圆
)
锥定义的,所以在解决棱
(
圆
)
台问题时,要注意
“
还台为锥
”
的解题策略
.
【训练
1
】
下列命题正确的是
(
)
A.
两个面平行,其余各面都是梯形的多面体是棱台
B.
两个面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体是棱台
C.
以直角梯形的一条直角腰所在的直线为旋转轴,其余三边旋转一周形成的面所围成的旋转体是圆台
D.
用平面截圆柱得到的截面只能是圆和矩形
解析
如图所示,可排除
A
,
B
选项
.
只有截面与圆柱的母线平行或垂直时,截得的截面才为矩形或圆,否则为椭圆或椭圆的一部分
.
答案
C
考点二 空间几何体的三视图
多维探究
角度
1
由几何体的直观图判断三视图
答案
B
规律方法
由直观图确定三视图,一要根据三视图的含义及画法和摆放规则确认
.
二要熟悉常见几何体的三视图
.
角度
2
由三视图判断几何体
【例
2
-
2
】
(2018·
全国
Ⅰ
卷
)
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
在正视图上的对应点为
A
,圆柱表面上的点
N
在侧视图上的对应点为
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
(
)
答案
B
规律方法
由三视图还原到直观图的思路
(1)
根据俯视图确定几何体的底面
.
(2)
根据正视图或侧视图确定几何体的侧棱与侧面的特征,调整实线和虚线所对应的棱、面的位置
.
(3)
确定几何体的直观图形状
.
【训练
2
】
(1)
(
角度
1)
如图所示,在正方体
ABCD
-
A
1
B
1
C
1
D
1
中,
E
为棱
BB
1
的中点,过点
A
,
E
,
C
1
的平面截去该正方体的上半部分,则剩余几何体的侧视图为
(
)
解析
(1)
如图所示,过点
A
,
E
,
C
1
的截面为
AEC
1
F
,则剩余几何体的侧视图为选项
C
中的图形
.
连接
MN
,则
M
到
N
的路径中,最短路径的长度为
MN
,在
△
OMN
中,由余弦定理得
答案
(1)C
(2)D
考点三 空间几何体的直观图
【例
3
】
已知正三角形
ABC
的边长为
a
,那么
△
ABC
的平面直观图
△
A
′
B
′
C
′
的面积为
(
)
解析
如图
①②
所示的实际图形和直观图
.
答案
D
【训练
3
】
某几何体的正视图和侧视图如图
①
所示,它的俯视图的直观图是矩形
O
1
A
1
B
1
C
1
,如图
②
,其中
O
1
A
1
=
6
,
O
1
C
1
=
2
,则该几何体的侧面积为
(
)
A.48 B.64 C.96 D.128
答案
C
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