内容正文:
第八章
立体几何初步
8.2 立体图形的直观图
(第二课时)
复习回顾——直观图的概念
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.
(1)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.
(2)立体图形的直观图通常是在平行投影下得到的平面图形.
复习回顾——斜二测画法画水平放置的平面图形的直观图的步骤
(1)画轴:在已知图形中取互相垂直的x轴和y轴,两轴相交于点O.画直观图时,把它们画成对应的_________________,两轴相交于点O′,且使∠x′O′y′=_______________,它们确定的平面表示水平面.
(2)画线:已知图形中平行于x轴或y轴的线段,在直观图中分别画成平行于____________的线段.
(3)取长度:已知图形中平行于x轴的线段,在直观图中保持原长度不变,平行于y轴的线段,在直观图中长度变为_____________.
x′轴和y′轴
45°(或135°)
x′轴或y′轴
原来的一半
复习回顾——空间几何体直观图的画法
(1)画轴:与平面图形的直观图画法相比多了一个____轴.
(2)画平面:平面_______表示水平平面,平面______和______表示竖直平面.
(3)取长度:已知图形中平行于z轴(或在z轴上)的线段,在其直观图中_______________都不变.
(4)成图处理:成图后,去掉辅助线,将被遮挡的部分改为______.
z
Oxy
Oyz
Ozx
平行性和长度
虚线
问题引领,深入思考
1.斜二测画法中“斜”和“二测”分别指什么?
答:“斜”是指在已知图形的Oxy平面内与x轴垂直的线段,在直观图中均与x′轴成45°或135°角;“二测”是指两种度量形式,即在直观图中,平行于x′轴(或在x′轴上)的线段长度不变;平行于y′轴(或在y′轴上)的线段长度变为原来的一半.
问题引领,深入思考
2.相等的角或线段在直观图中仍然相等吗?
答:不一定相等,如正方形的边长和内角分别相等,但是它的直观图是平行四边形,相邻两边边长不相等,相邻两内角也不相等.
3.画直观图时,如何区别实线和虚线?
答:直观图是一个平面图形,我们用它表示空间图形,为了增强空间感,画图要分实线和虚线,其中被面挡住的部分要画成虚线,看得见的部分要画成实线.
问题引领,深入思考
4. 在一次绘画课上,老师让学生自己画出一个水平放置的圆柱体的图象.某两位同学的作品如图,你认为谁的作品好?为什么?
答:乙同学作品更好,他的作品符合空间图形直观图的规则,既将各部分的位置关系和度量关系表达出来,又画得极富立体感,符合我们的视觉习惯.
问题引领,深入思考
5.直观图与原图间面积的关系?
题型一——画水平放置的平面图形的直观图
例 1 画出如图所示水平放置的等腰梯形的直观图.
页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸;PPT统一格式为PPT或PPTX。
请注意:
1. 课名:微软雅黑48号字;
2.(第一课时):微软雅黑32号字;
3.学校名称:请填写全称;
4.学科、年级、主讲人、学校:华文楷体28号字(具体根据文字量可适当调整)。
英文
1.课名:字体以Times New Roman为主,字号一般使用32—36号,特别强调可以用40号;
2.(Period 1):字体使用Arial,字号为28;
3.正文一般用24—28号,特别强调可用32号。
注意标点的规范(例如:中文省略号为……,可用Shift+数字键6打出中文省略号,英文省略号为…)
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题型一——画水平放置的平面图形的直观图
页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸;PPT统一格式为PPT或PPTX。
请注意:
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2.(第一课时):微软雅黑32号字;
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题型一——画水平放置的平面图形的直观图
页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸;PPT统一格式为PPT或PPTX。
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总结
(1)在画水平放置的平面图形的直观图时,选取适当的直角坐标系是关键,一般要使得平面多边形尽可能多的顶点在坐标轴上,便于画点;原图中的共线点在直观图中仍是共线点;原图中的共点线,在直观图中仍是共点线;原图中的平行线,在直观图中仍是平行线.
总结
巩固练习
用斜二测画法画边长为4 cm的水平放置的正三角形(如图)的直观图.
巩固练习
题型二——由直观图还原平面图形
例 2 如图所示,△A′B′C′是水平放置的平面图形的斜二测直观图,将其还原成平面图形.
页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸;PPT统一格式为PPT或PPTX。
请注意:
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题型二——由直观图还原平面图形
【解析】 (1)画直角坐标系xOy,在x轴的正方向上取OA=O′A′,即CA=C′A′.
(2)过点B′作B′D′∥y′轴,交x′轴于点D′,在OA上取OD=O′D′,过点D作DB∥y轴,且使DB=2D′B′.
(3)连接AB,BC,得△ABC.
则△ABC即为△A′B′C′对应的平面图形,如图.
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3.正文一般用24—28号,特别强调可用32号。
注意标点的规范(例如:中文省略号为……,可用Shift+数字键6打出中文省略号,英文省略号为…)
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总结
由直观图还原平面图形有两关键点:
(1)平行于x′轴(或在x′轴上)的线段长度不变,平行于y′轴(或在y′轴上)的线段长度扩大为原来的2倍.
(2)对于相邻两边不与x′,y′轴平行的顶点,可通过作x′轴,y′轴的平行线确定其在直角坐标系xOy中的位置.
巩固练习
(1) 如图,用斜二测画法画一个水平放置的平面图形的直观图为一个正方形,则原来图形的形状是( )
√
【解析】根据斜二测画法知,在y轴上的线段长度为直观图中相应线段长度的2倍,可知A正确.
巩固练习
(2) 如图,△A′B′C′是水平放置的△ABC的直观图,其中A′B′,A′C′所在直线分别与x′轴、y′轴平行,且A′B′=A′C′,那么△ABC是( )
A.等腰三角形 B.钝角三角形
C.等腰直角三角形 D.直角三角形
【解析】 因为水平放置的△ABC的直观图中,∠x′O′y′=45°,A′B′=A′C′,且A′B′∥x′轴,A′C′∥y′轴,所以AB⊥AC,AB≠AC,所以△ABC是直角三角形.故选D.
√
题型三——直观图与原图形的计算
例 3 一个四边形的直观图是一个底角为45°,腰和上底长均为1的等腰梯形,求原四边形的面积.
【解析】 方法一:如图①所示的是四边形的直观图,取B′C′所在直线为x′轴.
因为∠A′B′C′=45°,所以取B′A′所在直线为y′轴.
过点D′作D′E′∥A′B′,D′E′交B′C′于点E′,
则B′E′=A′D′=1.又梯形为等腰梯形,
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题型三——直观图与原图形的计算
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题型三——直观图与原图形的计算
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总结
巩固练习
√
巩固练习
题型四——空间几何体的直观图
例 4 画棱长为2 cm的正方体的直观图.
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题型四——空间几何体的直观图
(3)画侧棱,分别过点A,B,C,D沿z轴的正方向取AA′=BB′=CC′=DD′=2 cm.
(4)连线成图,连接A′B′,B′C′,C′D′,D′A′,并擦去辅助线,将被遮住的部分改为虚线,即可得到正方体的直观图,如图.
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总结
画空间几何体的直观图的四个步骤:
(1)画轴:画Ox轴,Oy轴,Oz轴,且∠xOy=45°(或135°),∠xOz=90°.
(2)画底面:根据平面图形的直观图画法确定底面.
(3)确定顶点:利用与z轴平行或在z轴上的线段确定有关顶点.
(4)连线成图:画图完成后,擦除辅助线,看得见的地方用实线,被遮挡的部分用虚线(或不画),就得到了几何体的直观图.
巩固练习
画出底面边长为1.2 cm的正方形,侧棱均相等且高为1.5 cm的四棱锥的直观图.
【解析】 (1)画轴.画Ox轴,Oy轴,Oz轴,且∠xOy=45°(或135°),∠xOz=90°,如图1.
(2)画底面.以O为中心,在Oxy平面内,画出正方形的直观图ABCD,使AB=1.2 cm,AD=0.6 cm.
(3)画顶点.在Oz轴上截取OP,使OP=1.5 cm.
(4)连线成图.连接PA,PB,PC,PD,并擦去辅助线,将被遮住的部分改为虚线,得四棱锥的直观图,如图2.
当堂检测
1.【多选题】用斜二测画法画水平放置的平面图形的直观图时,对其中的线段说法正确的是( )
A.原来相交的直线仍相交 B.原来垂直的直线仍垂直
C.原来平行的直线仍平行 D.原来共点的直线仍共点
√
√
√
当堂检测
2.若把一个高为10 cm的圆柱的底面画在O′x′y′平面上,则圆柱的高应画成( )
A.平行于z′轴且大小为10 cm
B.平行于z′轴且大小为5 cm
C.与z′轴成45°且大小为10 cm
D.与z′轴成45°且大小为5 cm
√
当堂检测
√
当堂检测
√
当堂检测
5.有一个长为5 cm,宽为4 cm的矩形,则其直观图的面积为____________.
用数学的眼光看世界
答:若一个平面多边形的面积为S原,它的直观图的面积为S直,则
有S直=eq \f(\r(2),4)S原,S原=2eq \r(2)S直.
【思路】 建系eq \o(―――――――――→,\s\up17(依据斜二测画法))定位―→连线成图
【解析】 画法:(1)如图:
取AB所在直线为x轴,AB中点O为原点,建立直角坐标系,画对应的坐标系x′O′y′,使∠x′O′y′=45°.
(2) 以O′为中点在x′轴上取A′B′=AB,在y′轴上取O′E′=eq \f(1,2)OE,以E′为中点画C′D′∥x′轴,并使C′D′=CD.
(3)连接B′C′,D′A′,所得的四边形A′B′C′D′就是水平放置的等腰梯形ABCD的直观图.
(2)常见平面图形的直观图:
原图
圆
正方形
等边三角形
直观图
椭圆
平行四边形
一般三角形
(3)同一个图选取坐标系角度不同,得到的直观图可能不同.
【解析】 (1)如图,以BC边所在的直线为x轴,以BC边上的高线AO所在的直线为y轴.画对应的x′轴、y′轴,使∠x′O′y′=45°.
(2)在x′轴上截取O′B′=O′C′=2 cm,在y′轴上截取O′A′=eq \f(1,2)OA=eq \r(3) cm,连接A′B′,A′C′,则△A′B′C′即为正三角形ABC的直观图.
所以△E′D′C′为等腰直角三角形,所以E′C′=eq \r(2).
再建立一个平面直角坐标系xBy,如图②,在x轴上截取线段BC=B′C′=1+eq \r(2),在y轴上截取线段BA=2B′A′=2.
过点A作AD∥BC,且使AD=A′D′=1.
连接CD,则四边形ABCD就是四边形A′B′C′D′的原平面图形.四边形ABCD为直角梯形,上底AD=1,下底BC=1+eq \r(2),高AB=2,所以S梯形ABCD=eq \f(1,2)AB·(AD+BC)=eq \f(1,2)×2×(1+1+eq \r(2))=2+eq \r(2).
方法二:四边形的直观图是一个底角为45°,腰和上底长均为1的等腰梯形,它的面积为S′=eq \f((1+1+\r(2))×\f(\r(2),2),2)=eq \f(\r(2)+1,2).
所以原四边形的面积为eq \f(\f(\r(2)+1,2),\f(\r(2),4))=eq \r(2)×(eq \r(2)+1)=2+eq \r(2).
直观图与原图形的面积问题:
方法一:由直观图还原出原图形,进而确定相关的量,从而求出原图形的面积.
方法二:不作图,直接根据面积关系S直=eq \f(\r(2),4)S原求解.
已知正三角形ABC的边长为2,那么△ABC的直观图△A′B′C′的面积为( )
A.eq \r(3)
B.eq \f(\r(3),2)
C.eq \f(\r(6),2)
D.eq \f(\r(6),4)
【解析】 如图所示,直观图△A′B′C′的高为h=C′D′sin 45°=eq \f(1,2)CDsin 45°=eq \f(1,2)×2×sin 60°×sin 45°=eq \f(\r(6),4),底边长A′B′=AB=2,
所以△A′B′C′的面积为S=eq \f(1,2)A′B′·h=eq \f(1,2)×2×eq \f(\r(6),4)=eq \f(\r(6),4).
【解析】 (1)画轴,画x轴、y轴、z轴,三轴相交于点A,且∠xAy=45°(或135°),∠xAz=90°.
(2)画底面,在x轴正半轴上取线段AB,使AB=2 cm;在y轴正半轴上取线段AD,使AD=1 cm.过点B作y轴的平行线,过点D作x轴的平行线,设交点为C,则四边形ABCD就是正方体底面ABCD的直观图.
3.关于“斜二测画法”,下列说法不正确的是( )
A.原图形中平行于x轴的线段,其对应线段平行于x′轴,长度不变
B.原图形中平行于y轴的线段,其对应线段平行于y′轴,长度变为原来的eq \f(1,2)
C.在画与直角坐标系xOy对应的坐标系x′O′y′时,∠x′O′y′必须是45°
D.在画直观图时,由于选轴的不同,所得的直观图可能不同
4. 水平放置的△ABC按“斜二测画法”得到的直观图如图所示,已知A′C′=3,B′C′=2,则AB边上的中线的实际长度为( )
A.eq \f(5,2)
B.5
C.eq \f(5,4)
D.2
5eq \r(2) cm2
$