内容正文:
第1节 空间几何体的结构特征、三视图和直观图
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核心素养
考情聚焦
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.
1.空间几何体的结构特征,达成直观想象和数学运算的素养.
2.空间几何体的三视图,增强数学抽象、逻辑推理和数学运算的素养.
3.空间几何体的直观图,提升直观想象和数学运算的素养.
本部分是高考中的重点考查内容,题型以选择题、填空题,主要考察空间几何体的三视图的确认与应用,同时这类题目也重点考查了空间几何体的结构特征,解题要求有较强的空间想象力,难度不会太大,属中低档题型,考查考生转化与化归、数形结合等数学思想的运用.
[要点梳理]
1.多面体的结构特征
图形
结构特征
棱柱
两个面互相平行,其余各面是四边形,侧棱互相平行
棱锥
底面是多边形,侧棱交于一点
棱台
上、下底面平行且相似,侧棱的延长线交于一点
2.旋转体的结构特征
图形
结构特征
圆柱
两个底面互相平行,有无数条母线,且长度相等,都与轴平行,过轴的截面是全等的矩形
圆锥
底面是圆面,有无数条母线,长度相等且交于一点,平行于底面的截面是与底面大小不相等的圆,过轴的截面是全等的等腰三角形
圆台
上、下底面平行且不相等,母线的延长线交于一点,平行于底面的截面是与两底面大小都不相等的圆,过轴的截面是全等的等腰梯形
球
过球心的截面是大小相等的圆
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 正前 方、 正左 方、 正上 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, 高平齐 ,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.
4.直观图
空间几何体的直观图常用 斜二测 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 45°(或135°) ,z′轴与x′轴、y′轴所在平面 垂直 .
(2)原图形中平行于坐标轴的线段,直观图中仍分别 平行于 坐标轴.平行于x轴和z轴的线段在直观图中保持原长度 不变 ,平行于y轴的线段长度在直观图中变为 原来的一半 .
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.斜二测画法中的“三变”与“三不变”
“三变”
“三不变”
3.直观图与原图形面积的关系
S直观图=S原图形(或S原图形=2S直观图).
[自主诊断]
◆[思考辨析]
判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)球的任何截面都是圆.( )
(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)夹在圆柱的两个平行截面间的几何体还是圆柱.( )
(4)上下底面是两个平行的圆面的旋转体是圆台.( )
(5)在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°.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
◆[教材改编]
1.[必修2P19T2]下列说法正确的是( )
A.相等的角在直观图中仍然相等
B.相等的线段在直观图中仍然相等
C.正方形的直观图是正方形
D.若两条线段平行,则在直观图中对应的两条线段仍然平行
解析:D [由直观图的画法规则知,角度、长度都有可能改变,而线段的平行关系不变.]
2.[必修2P8T1]如图所示的几何体中,是棱柱的为 (填写所有正确的序号).
解析:根据棱柱的结构特征可知③⑤是棱柱.
答案:③⑤
◆[小题纠偏]
1.(2021·全国甲卷,6)在一个正方体中,过顶点A的三条棱的中点分别为E,F,G.该正方体截去三棱锥A-EFG后,所得多面体的三视图中,正视图如右图所示,则相应的侧视图是( )
答案:D
2.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( )
A.2 B.2 C.3 D.2
解析:B [先画出圆柱的直观图,根据题图的三视图可知点M,N的位置如图①所示.
圆柱的侧面展开图及M,N的位置