内容正文:
第三讲 截一个几何体
【学习目标】
会截几何体,在切截几何体的过程中,注意观察几何体的变化,在体与面的转化中积累你的数学活动经验,发展你的空间观念。
【基础知识】
1、截一个正方体:用一个平面去截一个正方体,截出的面可能是三角形,四边形,五边形,六边形。
【考点剖析】
考点一:用平面去截正方体
例1.用平面去截正方体.
(1)截面形状能是三角形吗?如果能,请画出一种截法.
(2)截面形状能是长方形吗?如果能,请画出一种截法.
(3)截面形状能是梯形吗?如果能,请画出一种截法.
(4)截面形状能是五边形吗?如果能,请画出一种截法.
(5)截面形状能是六边形吗?如果能,请画出一种截法.
(6)截面形状能是圆吗?为什么?
【答案】(1)能,见解析;(2)能,见解析;(3)能,见解析;(4)能,见解析;(5)能,见解析;(6)不能,见解析.
【详解】
解:(1)能,如图1所示.
(2)能,如图2所示.
(3)能,如图3所示.
(4)能,如图4所示.
(5)能,如图5所示.
图1 图2 图3 图4 图5
(6)不能,因为正方体的各面都是平面,所以截正方体时,得到的交线都是直线,而圆是曲线围成的,所以截面形状不能是圆.
考点二:用平面去截其它立方体
例2.用平面截下列几何体,写出下列截面的形状.
【答案】见解析
【解析】
解:如图所示:
【真题演练】
1.一物体的外形为正方体,为探明其内部结构,用一组沿竖直方向(自左向右)的平面截这个物体,得到如图所示的一组截面,请你猜猜这个正方体的内部构造.
【答案】内部为底面相对的两个圆锥或为一个球体.(答案不唯一,合理即可)
【解析】
根据截面图形的变化规律,可得出这个正方体的内部构造为:内部为底面相对的两个圆锥或为一个球体.
2.说出图中几何体截面的形状.
① ② ③ ④
【答案】见解析
【详解】
解:①是长方形;②是圆;③是梯形;④是长方形.
3.一个圆柱的底面半径是6cm,高是12cm,如果用一个平面去截这个圆柱,截面能是正方形吗?如果能,请画图说明你的截法,并求这个正方形的面积;如果不能,请说明理由.
【答案】能,见解析,正方形的面积为
.
【详解】
解:截面能是正方形.经过底面圆心,顺着圆柱高的方向截圆柱,截面即为边长为12cm的正方形.
正方形的面积为
.
4.(1)用一个平面去截一个三棱柱,截面的边数最多是?
(2)用一个平面去截一个四棱柱,截面的边数最多是?
(3)用一个平面去截一个五棱柱,截面的边数最多是?
(4)用一个平面去截一个n棱柱,截面的边数最多是?
【答案】(1)5;(2)6;(3)7;(4)n+2.
【解析】
(1)用一个平面截三棱柱,截面形状可能有:三角形或四边形或五边形,边数最多是5;
(2)用一个平面截四棱柱,截面形状可能有:三角形或四边形或五边形或六边形,边数最多是6;
(3)用一个平面截五棱柱,截面形状可能有:三角形或四边形或五边形或六边形或七边形,边数最多是7;
(4)用平面截棱柱,规律为:
①截面的形状既与被截的几何体有关,还与截面的角度和方向有关;
②截面经过几个面,得到的形状就是几边形.
所以:用一个平面去截一个n棱柱,截面的边数最多是(n+2).
故本题的答案是:(1)5;(2)6;(3)7;(4)n+2.
6.如图所示的是一个三棱柱,用一个平面先后三次截这个三棱柱.
截得的截面能否是三个与该三棱柱的底面大小相同的三角形?若能,画图说明你的截法.
截得的截面能否是三个长相等的长方形?若能,画图说明你的截法;
截得的截面能否是梯形?若能.画图说明你的一种截法.
【答案】(1)能,图示见解析;(2)能,图示见解析;(3)能,图示见解析.
【解析】
能;如图①所示;
能;如图②所示;
能;如图③所示.
7.如图所示,说出下列几何体截面(阴影部分)的形状.
【答案】见解析.
【解析】
可以得到三角形截面;
沿圆锥的高线切割,可得到等腰三角形截面;
沿正方体的对角线切割,可得到长方形截面;
截面与底平行,可以得到圆形截面.
8.用平面截几何体可得到平面图形,在表示几何体的字母后填上它可截出的平面图形的号码.
如:A(1,5,6),则B(________);C(________);D(________).
【答案】B(1,2,3,4);C(5);D(3,5,6).
【解析】
B(正方体)的截面图形可能有(1,2,3,4);C(球体)的截面图形可能有(5);D(圆柱)的截面图形可能有(3,5,6).
故答案为:B(1,2,3,4);C(5);D(3,5,6).
9.一个圆柱的底面半径是10 cm,高是18 cm,把这个圆柱放在水平桌面上,如图所示.
(1)如果用一个平面沿水平方向去截这个圆柱,所得的截面是什么