8.2 立体图形的直观图(导学案)-2025-2026学年高一下学期数学人教A版必修第二册
- 了解直观图的概念,掌握斜二测画法的核心规则(横长不变、纵长减半、竖长不变、平行关系不变).
- 能熟练运用斜二测画法画出水平放置的简单平面图形(正多边形、梯形等)和常见立体图形(柱、锥、台、球)的直观图.
- 能根据直观图还原原图形,并进行简单的长度、面积计算.
- 斜二测画法的步骤与规则:横不变、纵减半、竖不变、平行关系不变.
- 平面图形与立体图形的直观图画法.
- 直观图与原图形之间的面积关系.
- 理解坐标轴夹角
(或
)对图形形状的影响.
- 根据直观图还原原图形,并计算原图形的面积.
- 问题引入:
如何将立体的物体(如长方体、圆柱)画在平面的纸上,使它看起来有立体感?
数学上常用斜二测画法来画直观图.
- 斜二测画法的核心规则(以画水平放置的平面图形为例):
(1) 在原图形中建立直角坐标系 .
(2) 在直观图中,画出对应的 轴和
轴,使
(或
).
(3) 平行于 轴的线段,长度不变;平行于
轴的线段,长度减半.
(4) 平行关系保持不变.
- 举例:画水平放置的正六边形的直观图(步骤)
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(1) 在原正六边形中建立坐标系,取对称中心为原点, 轴平行于一对边.
(2) 在直观图中,画 轴和
轴成
.
(3) 将原 轴上的点(如顶点)坐标不变地画在
轴上;将原
轴上的点坐标减半画在
轴上.
(4) 根据平行关系,连接各点,得到直观图.
- 思考:
(1) 为什么 轴方向的线段长度要减半?
(为了增强立体感,使垂直方向的视觉长度看起来合理.)
(2) 平行于 轴的线段长度不变,平行于
轴的线段长度减半,那么平行于
轴的线段呢?
(在画立体图形时,平行于 轴的线段长度不变.)
- 斜二测画法规则:
(1) 水平放置的平面图形: 轴与
轴夹角
,
轴方向长度不变,
轴方向长度减半.
(2) 立体图形:再添加 轴,垂直于
轴和
轴所在平面,
轴方向长度不变.
(3) 平行关系不变.
- 面积关系:直观图的面积是原图形面积的
倍(对于水平放置的平面图形).
- 画长方体的直观图(步骤):
(1) 画轴:画 轴、
轴、
轴,使
,
.
(2) 画底面:按水平放置的平面图形画法,画出长方体的底面(矩形)的直观图(边长: 方向不变,
方向减半).
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(3) 画侧棱:过底面各顶点作 轴的平行线,截取与高相等的长度(高度不变).
(4) 成图:连接各顶点,隐藏被遮挡的线用虚线.
- 画正六棱锥的直观图(步骤):
(1) 先画底面正六边形的直观图(水平放置).
(2) 确定顶点位置:过底面中心作 轴,截取高度.
(3) 连接顶点与底面各顶点,隐藏遮挡线.
- 思考:
(1) 画圆柱的直观图时,底面椭圆怎么画?
(用椭圆模板或近似画法,通常先画底面椭圆的直观图,再画侧棱.)
(2) 球的直观图通常怎么画?
(画一个圆,并标出球心,有时加经线纬线表示.)
立体图形直观图画法步骤:
- 画轴(
).
- 画底面(利用平面图形直观图画法).
- 画侧棱(
轴方向长度不变).
- 成图(连线,虚线表示不可见部分).
- 由直观图还原原图形:
将直观图 轴方向的长度不变,
轴方向的长度乘以
,角度还原为
,即可得到原图形.
- 面积关系:
水平放置的平面图形,原图形面积 与直观图面积
的关系为:
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