五年级立体几何拓展----三视图专属奥数讲义

1/17立体几何拓展----三视图(教师版)学科教师辅导讲义班级：年级：五年级辅导科目：小学思维学科教师：上课时间授课主题立体几何拓展----三视图一．三视图在观察物体的时候，我们往往可以从不同的角度进行观察．角度不同，看到的风景就会不同．比如：我们可以从正面看，上面看，左面看，看到的图形分别称为正视图，俯视图和左视图．并且容易发现：正面看和后面看，上面看和下面看，左面看和右面看得到的图形是知识图谱错题回顾三视图知识精讲2/17立体几何拓展----三视图(教师版)相同的．对于较复杂的立体图形，通过三视图法往往可以很方便地计算出表面积．二．正方体的展开图我们采用不同的剪开方法，共可以得到下面11种展开图．三．长方体的展开图观察上图可以发现，长方体的展开图由6个长方形组成，相对面的面积相等，即上面=下面=长×宽，左面=右面=宽×高，前面=后面=长×高．四．判断图形折叠后能否围成长方体或正方体的方法．判断一个图形折叠后能否围成正方体或长方体，首先，要依据它们各自展开图的特点判断；其次，可以运用空间想象或实际操作进一步判断．重难点：展开图、三视图及三视图求个数和表面积．上后前右左下展开后由上、下、左、右、前、后六个正方形面组成，这六个正方形面的面积都相等．高宽长右面左面后面下面前面上面三点剖析题模精选3/17立体几何拓展----三视图(教师版)题模一：展开图与对立面例1.1.1一个正方体的六个面上分别写着A，B，C，D，E，F六个字母．请你根据图中的三种摆放情况，判断每个字母的对面是______________，______________，______________【答案】B与D相对，E与A相对，C与F相对【解析】由于正方体的6个面上写了6个不同的字母，那么每个字母在正方体的面上只能出现1次，如果2个字母在相邻的面上出现，那么它们一定不能相对．第一步，先看前2种摆放情况：在这2种摆放情况中，只有字母B出现了2次，那么由第一种摆放可知，B不与A相对，也不与F相对；由第二种摆放可知，B不与C相对，也不与E相对．那么在所有的字母中，B只能与D相对．第二步，再看后2种摆放情况：在这2种摆放情况中，只有字母E出现了2次，那么由第二种摆放可知，E不与B相对，也不与C相对；由第三种摆放可知，E不与D相对，也不与F相对．那么在所有的字母中，E只能与A相对．正方体有三个对面，因B与D相对，E与A相对，那么第三组对面上一定是C与F相对．例1.1.2图中的四个正方体标字母的方式是完全相同的，请你利用图中已知的信息，判断A、B、C的对面分别标的是哪个字母？【答案】A的对面标有D，B的对面标有F，C的对面标有E【解析】由已知条件，标有C，D的两个面不能相对，那么或A的对面标有D，或B的对面标有D．如果标有D，A的两个面相对，那么“标有C，D的两个面不能相对”，“标有E，A的两个面也不能相对”这两个条件都可以满足．注意到当D在朝右的面，E在朝上的面时，F在朝前的面上，那么只能是标有E，C的两个面相对，而标有F，B的两个面相对．经检验，这种情况满足题目要求．如果标有D，B的两个面相对，那么由于标有E，A的两个面也不能相对，于是标有A的对面就是标有F的面，而标有C的对面就是标有E的面．此时D在朝后的面上，E在朝左的面上，F在朝下的面上．我们把六面体旋转，把D转到朝右的面，并把E转到朝上的面，BFAEBCFEDABCDCCEAEFD4/17立体几何拓展----三视图(教师版)此时朝前的面上标的是A，而朝后的面上标的是F，与题意不符．综上所述，满足题意的答案只有一个：A的对面标有D，B的对面标有F，C的对面标有E．例1.1.3如图，第1个方格内放着一个正方体木块，木块六个面上分别写着ABCDEF六个字母．其中A与D相对，B与E相对，C与F相对．现在将木块标有字母A的那个面朝上，标有字母D的那个面朝下放在第1个方格内，然后让木块按照箭头指向，沿着图中方格滚动，当木块滚到21格时，木块向上的面上写的是哪个字母？【答案】字母A【解析】发现木块向左滚4格后，各个面上标的字母与初始时的情况完全一致．那么木块朝其它方向滚时也有类似的情况，即木块向任意方向连滚4格，它的各个面上标的字母不变．所以木块向左滚4格到第5格时，各个面上标的字母与在第1格时的情况完全一致．再向下滚4格到第9格，再向右滚4格到第13格，再向下滚4格到第17格，最后向左滚4格到第21格，每次都是朝同一方向滚4格，因此在第5格，第9格，第13格，第17格，第21格木块向上的面上总是写的字母A．例1.1.4如图，在一个正方体的表面上写着1~6这6个自然数，并且1对着4，2对着5，3对着6．现在将正方体的一些棱剪开，使它的表面展开图如图所示．如果只知道1和2所在的面，那么6应该在哪个面上（写出字母代号）？【答案】A【解析】对于立方体展开图，我们可以把任一个面当作底面，把它还原成立方体的表面．如图1，观察虚线圈住的部分，可以发现写有1，A，B的三个面两两相邻；再观察图2的虚线圈住的部分，发现写有A，B，C的三个面也两两相邻．此时，写有1的面与A面，B面都相邻，C面也与A面，B面都相邻，因此写有1的面与C面相对，即C面上写的是4．215920191ABC2D312图11ABC2D图21ABC2D1与C相对，C面上写的是45/17立体几何拓展----三视图(教师版)观察图3中的虚线圈住的部分，容易看出写有2的面与B面相对，因此B面上写的是5．则立方体展开图就如图4所示．还剩下A面与D面上的数字没有确定，这两个面上分别写有3和6．由于写有1的面，写有5的面与A面两两相邻，把这三个面还原到立方体中．在图2所示的立方体中，5与2相对，在立方体朝左的侧面上；1在朝前的侧面上．在展开图中以写有1的面为朝前的侧面，A面为下底面，则写有5的面恰好在朝左的侧面上．此时写有1的面，写有5的面都对齐了，而原立方体中下底面写有数字6，因此A面上就是6．例1.1.5下图是正方体，四边形APQC是表示用平面截正方体的截面，截面的线表现在展开图的哪里呢？把大致的图形在右面展开图里画出来．【答案】见解析【解析】截线在展开图中如图所示：例1.1.6右图是一个立体图形的平面展开图，图中的每个小方格都是边长为1的正方形．现在将其沿实线．．．折叠，还原成原来的立体图形，那么立体图形的体积等于_________．图31AB42D2与B相对，B面上写的是5图41A542DBPEADCBGHQFAEDCBHGF6/17立体几何拓展----三视图(教师版)A．3B．4C．5D．6【答案】B【解析】根据实线还原，体积为4．题模二：三视图求表面积例1.2.1下图是由5个相同的正方体木块搭成的，从上面看到的图形是（）．A．A图B．B图C．C图D．D图【答案】C【解析】5个在原图均已看到，易知C符合要求．例1.2.2右图是由18个棱长为1cm的小正方形拼成的立体图形，它的表面积是（）平方厘米．A．44B．46C．48D．50【答案】C【解析】从正面、左面、上面分别可看见8、7、9块，故表面积为21879248cm．例1.2.3右图中的一些积木是由16块棱长为2cm的正方体堆成的，它的表面积是________2cm．【答案】200D．B．C．A．7/17立体几何拓展----三视图(教师版)【解析】从前到后的3面依次有2块、5块、7块，因此还剩162572块，为可看见的1块与其下方的1块．由此易知正视图、俯视图、左视图分别能看到7块、9块、8块，此外离我们最近的2块有两个面从6个方向均无法看到，综上共可看到7982250个面，表面积为22250200cm．例1.2.4图中的立体是由大小相同的若干单位正方体积木搭成的．这样的积木一共有多少块？画出它的三视图，表面积是多少？【答案】37；三视图如下图所示；102【解析】将此图分为从左到右的5层，分别有16、9、5、6、1块，故共有16956137块．三视图见答案，分别可看见17、15、16块，其中左视图有3块“被遮挡”，因此表面积为17151632102．例1.2.5图中的立体图形由11个棱长为1的立方块搭成，这个立体图形的表面积为_______．【答案】34【解析】按一定的顺序，从不同的角度来看这个立体图形的表面的面积．题模三：已知三视图反推个数例1.3.1这个图形最少是由（）个正方体整齐堆放而成的．正视图俯视图左视图8/17立体几何拓展----三视图(教师版)A．12B．13C．14D．15【答案】B【解析】从上面看下去，最少需要：122412113．例1.3.2此图是某几何体从正面和左面看到的图形．若该几何体是由若干个棱长为1的正方体垒成的，则这个几何体的体积最小是________．【答案】6【解析】根据正视图，理论上最少需要6块．而6块可以构造出来，例如，其俯视图如下图所示．因此，体积最小为3166．例1.3.3一个立体图形，从前面，上面，右边三个方向看到的图形都如图所示，是一个样的，那么该立体图形最多由__________块小立方体组成．【答案】23【解析】按由上到下逐层分析，各层的小立方体数目分别不超过1个、4个、8个、10个，所以该立体图形最多由23个小立方体组成．例1.3.4有一些大小相同的正方形木块堆成一堆，从上往下看是图3-1，从前往后看是图3-2，从左往右看是图3-3，那么这堆木块最多有多少块？最少有多少块？1412212从正面看从左面看9/17立体几何拓展----三视图(教师版)【答案】16，13【解析】43416块，424113块．这堆木块最多有16块，最少有13块．例1.3.5地上有一堆小立方体，从上面看时如图1所示，从前面看时如图2所示，从左边看时如图3所示．这一堆立方体一共有几个？如果每个小立方体的棱长为1厘米，那么这堆立方体所堆成的立体图形表面积为多少平方厘米？【答案】10个；42平方厘米【解析】采用在俯视图上标数的方法来求解，只要知道俯视图上的每格有几块小立方体，就可以很轻松的得到这堆立方体所形成的立体图形的样子．首先从俯视图很容易看出，有3个格子里是没有小立方体的，而其他6个格子里至少有一个小立方体．如下图，将所得信息填入俯视图中．结合俯视图和主视图，不难看出，有两格只有1块小立方体．将所得信息填入俯视图中．同样的，结合俯视图和左视图，又可以知道有一格只有1块小立方体．将所得信息填入俯视图中．图1图2图3000从前面看1000110/17立体几何拓展----三视图(教师版)我们来继续考虑，左视图中最左边一排有2块小立方体，所以俯视图左上角处有2块小立方体．将所得信息填入俯视图中．同理，主视图最右边一排有2块小立方体，所以俯视图最右边中间处有2块小立方体．将所得信息填入俯视图中．不难看出，俯视图中最后剩下的那块有3个小立方体，所以俯视图中每格的小立方体数如下：于是这一堆立方体一共有21321110个．接着很容易得到这个立体图形的样子，如下图．上下各能看到6个面，前后各能看到6个面，左右各能看到6个面，同时注意到立体图形的中间共有6个会互相遮挡的面，所以表面积是2666642平方厘米．从左边看100012100012100201121030201111/17立体几何拓展----三视图(教师版)随练1.1将一正方体纸盒沿右图所示的粗实线剪开，展开成平面图，其展开图的形状为（）．A．A图B．B图C．C图D．D图【答案】B【解析】竖向只剪了1刀，故前、后、左、右四个面应在一条线上，排除A、D．易知上、下两面不在一条线上，排除C，故选B．随练1.2水平放置的正方体的六个面分别用“前面、后面、上面、下面、左面、右面”表示．如下图，是一个正方体的平面展开图，若图中的“似”表示正方体的前面，“锦”表示右面，“程”表示下面．则“祝”、“你”、“前”分别表示正方体的________________________．【答案】后面、上面、左面【解析】易知你、程相对，前、锦相对