内容正文:
8.2立体图形的直观图
人教2019A版必修 第二册
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直观图的概念
前面我们认识了柱体、锥体、台体、球以及简单组合体的结构特征。为了将这些空间几何体画在纸上,用平面图形表示出来,使我们能够根据平面图形想象空间几何体的形状和结构,这就需要我们学习直观图的有关知识。
直观图是观察者站在某一点观察一个空间几何体获得的图形,画立体图形的直观图,实际上是把不完全在同一平面内的点的集合,用同一平面内的点表示.因此,直观图往往与立体图形的真实形状不完全相同.
在立体几何中,立体图形的直观图通常是在平行投影下得到的平面图形.
要画立体图形的直观图,首先要学会画水平放置的平面图形.
表示空间几何图形的平面图形,叫做空间图形的直观图
如下图,矩形窗户在阳光照射下留在地面上的影子是什么形状?眺望远处成块的农田,矩形的农田在我们眼里又是什么形状?
D
C
B
A
斜投影
正投影
光由一点向外散形成的投影,叫做中心投影. 中心投影的投影线交于一点.
在一束平行光线照射下形成的投影,叫做平行投影. 平行投影的投影线是平行的.
在初中,我们学习过投影的概念.
复习回顾
一个物体的投影,不仅与这个物体的形状有关,而且还与投影的方式和物体与投影面的位置关系有关,若一个矩形垂直于投影面,投影线不垂直于投影面,则矩形的平行投影是一个平行四边形.
探究:平面图形的直观图画法
立体几何中常用平行投影(斜投影)来画空间图形的直观图,这种画法叫做斜二测画法.
用斜二测画法画水平放置的平面图形的直观图的步骤
2
斜二测画法画平面图形
已知图形
直观图
横不变,纵减半,平行关系不变
例1 用斜二测画法画水平放置的正六边形的直观图.
【注意】
(1)建系时要尽量让更多的线平行坐标轴;
画法:
①在正六边形ABCDEF中,取AD所在的直线为x轴,对称轴MN所在直线为y轴,两轴交于点O.画对应的x′,y′轴,两轴相交于点O′,使∠ x′O y′=45°.
探究:平面图形的直观图画法
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②以O′为中心,在x′上取A′D′=AD,在y轴上取 .以点N′为中心,画B′C′∥x′轴,并等于BC,再以M′为中心,画E′F′∥x′轴,并等于EF.
【注意】水平放置的线段长不变,垂直放置的线段长变为原来的一半.
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③连接
并擦去辅助线x′轴和y′轴,便获得正六边形ABCDEF水平放置的直观图
不变的:平行关系,与x轴平行或重合的线段长度
变化的:垂直关系,角的大小,与X轴不平行的线段的长度改变。
简记为:
【注意】斜二测画法要点剖析:在直观图中“变”的量与“不变”量
横不变,纵减半,平行关系不改变
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2. 如图所示,一个水平放置的正方形ABCD,它在直角坐标系xOy中,点B的坐标为(2,2),则在用斜二测画法画出的正方形的直观图A′B′C′D′中,顶点B′到x′轴的距离为 .
巩固练习:
【练习2】用斜二测画法画出水平放置的正三角形的直观图(尺寸自定)
y
x
O
A
B
C
y′
x′
O′
A′
B′
C′
思考 正三角形原图形与直观图的面积具有怎样的数量关系?
结论:
对任意多边形,都有
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1.一个平面图形用斜二测画法画出的水平放置的直观图是边长为1的正方形,则这个平面图形的面积为______.
x'
y'
O'
C'
A'
B'
x
y
O
C
A
B
巩固练习:
例2 已知长方体的长,宽,高分别是3cm,2cm,1.5cm,用斜二测画法画出它的直观图.
探究:空间几何体的直观图画法
画法:
3
1
画几何体的直观图时,与画平面图形的直观图相比,只是多画一个与x轴、y轴都垂直的z轴,并且使平行于z轴的线段的平行性和长度都不变.
1.5
1.5
B
D
C
A'
B'
C'
D'
A
注意:被遮住的线必须用虚线
画空间几何体直观图的步骤:
(1)画轴:画x轴、y轴、z轴,使∠xOy=450,∠xOz=900,把xOy所在平面视为水平面,xOz平面和yOz平面都是竖直面;
(3)画侧棱:过下底面的顶点分别作z轴的平行线段,长度与几何体中的相应线段长度一样;
(2)画底面:在xoy平面上用斜二测画法作出几何体的下底面;
(4)成图:连接侧棱的上端点,去掉辅助线和坐标系,并把遮挡的部分改为虚线。
先轴后底再侧棱,横竖不变纵折半,平行、重合不改变.
总结提升
z'
y'
x'
O'
1.画一个底面边长为3cm,高为4cm的正三棱柱的直观图。
(1) 画轴;
(2)画底面;
(3)画侧棱;
(4)连线;
y