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

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第八章 立体几何初步

8.2 立体图形的直观图

【学习目标】

  1. 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).
  2. 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.
  3. 能根据直观图还原原图形,并进行简单的长度、面积计算.

【学习重点】

  1. 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.
  2. 平面图形与立体图形的直观图画法.
  3. 直观图与原图形之间的面积关系.

【学习难点】

  1. 理解坐标轴夹角 (或 )对图形形状的影响.
  2. 根据直观图还原原图形,并计算原图形的面积.

学习任务一 斜二测画法的规则与平面图形直观图的画法

【合作探究】

  1. 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.

  1. 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.

  1. 举例:画水平放置的正六边形的直观图(步骤)page number 0

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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.

  1. 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.)

【自主梳理】

  1. 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.

  1. 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).

学习任务二 立体图形直观图的画法

【合作探究】

  1. 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).page number 1

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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.

  1. 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.

  1. 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.)

【自主梳理】

立体图形直观图画法步骤:

  1. 画轴().
  2. 画底面(利用平面图形直观图画法).
  3. 画侧棱( 轴方向长度不变).
  4. 成图(连线,虚线表示不可见部分).

学习任务三 直观图与原图形的互化与面积计算

【合作探究】

  1. 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.

  1. 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:page number 2

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