内容正文:
第四章 投影与视图
第2课 视图
新版北师大数学九年级上册
第2课时 借助三视图画几何体
学习目标
1.通过动手操作与观察交流,能从给定的三视图(主视图、左视图、俯视图)准确想象出对应的简单几何体形状并画出草图,发展空间观念.
2.通过类比与归纳,初步掌握由三视图还原几何体的基本思路和方法,体会平面图形与立体图形之间的相互转化.
3.通过解决“读图-猜物-画图”的实际问题,感受数学知识在生活中的应用价值,提升识图能力和逻辑思维能力.
情境启航
问题构建
协作破冰
教师示范
巩固拓展
当堂检测
反思总结
作业设计
目录
情境启航
“校园光影探秘”故事主线・终章
创客社团收到了一批只有三视图的3D打印零件图纸,小明和小红需要将这些图纸还原成立体模型.他们从最简单的几何体入手,通过独立尝试、同桌互查、错例辨析,一步步梳理出自己还原几何体的思考路径,最终自主总结出通用的还原方法,成功完成了所有零件的还原任务.
问题构建
两个三棱柱的底面均为等腰直角三角形,它们的俯视图分别如所示,画出它们的主视图和左视图.
问题1:请大家拿出草稿纸,独立画出这两个三棱柱的主视图和左视图.画完之后和同桌对比一下,你们画的一样吗?
问题2:我看到很多同学画的两个三棱柱的主视图和左视图都是一样的,都是一个长方形.大家想一想:两个不同的俯视图,对应的主视图和左视图真的会完全一样吗? 如果不一样,区别在哪里?
请大家仔细看两个俯视图的直角位置——图(1)的直角在左下角,图(2)的直角在最上面.这说明两个三棱柱在地面上的摆放方式是不一样的.
问题构建
问题3:现在请大家闭上眼睛想象一下:
①第一个三棱柱,底面直角在左下角,也就是它的两条直角边分别贴着前面和左面,斜边朝向右后方.当我们从正面看它的时候,能看到那条竖直的直角棱吗?
②第二个三棱柱,底面斜边在最下面,也就是它的斜边贴着前面,两条直角边朝向后上方.当我们从正面看它的时候,能看到那条竖直的直角棱吗?
第一个三棱柱从正面看能看到竖直的直角棱,所以主视图中间有一条实线;
第二个三棱柱从正面看不到那条棱,所以主视图是一个空白的长方形.反过来,左视图正好相反
问题构建
问题4:刚才很多同学都画错了,为什么会出现这个错误?我们在还原几何体的时候,凭感觉想象会遇到哪些问题?
图1
主视图 左视图
图2
主视图 左视图
容易看错摆放方向、容易忽略看不见的棱、只看一个视图就下结论等等
问题构建
问题5:观察图4-20中的三种视图,你能在图4-21中找出与之对应的几何体吗?
问题构建
步骤1:分析俯视图特征
俯视图是“T”字形,这表明从上方视角看,几何体的外轮廓呈现“T”形
步骤2:分析主视图特征
主视图中有两条虚线.在视图中,虚线表示“背后存在但正面看不到的轮廓线”.这说明该几何体在前后方向上,有“突出后被遮挡”或“凹陷”的结构,导致正面视角下部分轮廓不可见(用虚线体现)
步骤3:分析左视图特征
左视图是一个被实线分成两部分的矩形.实线表示“能直接看到的轮廓线”,这意味着从左侧视角看,几何体在左右方向上有“分块”或“凹凸”,且这些结构是可见的(用实线体现)
问题构建
步骤4:逐一对比选项
几何体(1):整体为规则长方体,俯视图无“T”形特征,也无法对应主视图的虚线、左视图的实线分割,排除.
几何体(2):是左右并列的长方体组合,俯视图不会是“T”形,且主视图也无对应虚线布局,排除.
几何体(3):同样是规则长方体变形,无法匹配“T”形俯视与主视图虚线,排除.
几何体(4):从上方看,外轮廓是“T”形(对应俯视图);从正面看,上方突出部分会在后方形成虚线(对应主视图虚线);从左侧看,形状分割会产生实线(对应左视图)。符合所有视图特征.
因此,图4-21中与三种视图对应的几何体是(4).
协作破冰
方法点拨1:我们还原几何体的第一步,就是先看俯视图定底面形状和摆放方向——就像刚才的三棱柱问题,俯视图里直角的位置直接决定了三棱柱的摆放方向;然后看主视图定高度和正面特征;最后看左视图定宽度和侧面特征.
游戏环节:同桌互查・体会综合
验证请同桌两人一组,完成以下任务:
1.每人独立想象一个简单的组合体(比如长方体上放一个小正方体、两个圆柱叠放等),画出它的三视图.
2.交换三视图,各自还原对方的几何体并画出立体草图.
3.互相检查还原的是否正确,如果有错误,一起分析错误原因.
游戏规则要求:尽量选择想象简单的几何体或它们的组合,数量不要超过3个.
协作破冰
问题6:你在还原同桌画的组合体时,有没有遇到只看两个视图确定不了形状的情况?举个例子说明.
主视图 俯视图
有.七年级做过类似的题目,主视图和俯视图只能看出小正方体二层上方,但是看不出是在左边还是右边,必须看左视图才能确定.
问题7:如果有一个三视图,主视图和左视图都是长方形,俯视图是圆,你能确定它是什么几何体吗?如果主视图和左视图都是等腰三角形,俯视图是圆呢?
第一个是圆柱,第二个是圆锥.这两个几何体比较特殊,两个视图就能确定,但大部分组合体必须三个视图都看才能确定.
教师示范
追问:你是怎么检查同桌还原的几何体是否正确的?你会从哪几个方面去验证?
我会把他还原的几何体再反过来画一遍三视图,看看和我原来画的是不是一样.主要检查三个地方:长对正,高平齐,宽相等.还有实线和虚线有没有画对.
方法点拨2:还原几何体时,绝对不能只看一两个视图就下结论,必须把三个视图的信息综合起来.还原完成后,一定要反向验证:把你想象的几何体再画一遍三视图,看看和题目给的是否一致,验证时要严格遵守 长对正、高平齐、宽相等的规则,实线和虚线更是我们严谨判断重要观察点.
教师示范
根据图4-22中的三种视图,你能想象出相应几何体的形状吗?先独立思考,再与同伴进行交流.
只看俯视图,可能以下三个几何体都对,再结合主视图和左视图可以确定答案是图2.
教师示范
数学思维在几何概型中体现为能够灵活地可视化。平行四边形对角线互相平分,这一性质常被用于构造中点或证明线段相等。期望值与期望值之间存在密切联系,都需要调整的技能。在统计全班同学身高时,可以计算平均数、中位数和众数来描述集中趋势。掌握等腰三角形的关键在于理解如何平移,这是解决相关问题的基本功。数形结合思想在解绝对值不等式|x-2|<5时,可以通过数轴直观理解解集。考试中经常考查学生对十字相乘法的掌握程度,特别是抽象的能力。
方法点拨3:还原时要特别注意三个细节:
1.仔细分析俯视图中每个角和每条边的位置,准确判断几何体的摆放方向;
2.严格区分实线和虚线:实线对应前面看得见的结构,虚线对应后面看不见的结构;
3.视图内部的每一条线都有意义,不能忽略.
问题8:请大家把我们刚才讨论的所有要点整理一下,用自己的话说一说:由三视图还原几何体,一共可以分成哪几个清晰的步骤?
第一步:看俯视图,定底面和方向
第二步:看主视图,定高度和正面
第三步:看左视图,定宽度和侧面
第四步:综合想象,画草图
第五步:反向验证,纠错误
巩固拓展
问题9:回顾整个校园光影探秘之旅,我们从生活中的影子出发,学习了中心投影、平行投影,又学习了画三视图和由三视图还原几何体.你能说说这整个过程体现了一个什么样的数学思想吗?
体现了平面图形与立体图形相互转化的数学思想
立体图形
影子
平面图形
立体图形
三视图
立体图形
当堂检测
1.根据下列主视图和俯视图,找出对应的物体
当堂检测
2.如图是一个几何体的三视图.
(1)该几何体名称是_________;
(2)根据图中给的信息,求该几何体的表面积和体积.
长方体
(2)这个长方体的表面积是:2×(10×5+5×6+10×6)=280
体积为:5×6×10=300
当堂检测
3.有一些大小相同的小正方体组成的简单几何体,从不同方向看到的平面图形如图所示,请你猜一猜组成这个几何体的小正方体的个数.
解:该几何体共有两列三行组成,底面有5个正方体,第二层有最少2个最多4个,第三层有1个,
5+2+1=8(个),
5+4+1=10(个).
答:组成这个几何体的小正方体的个数是8个或9个或10个.
反思总结
1.由三视图还原几何体的一般步骤是什么?其中最关键的一步是什么?
2.在还原几何体时,实线和虚线分别表示什么意思?它们对我们还原几何体有什么帮助?
3.通过本节课的学习,你的空间观念有什么提升?你觉得“平面图形与立体图形相互转化”的思想在生活中还有哪些应用?
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第121页 第5题
二、素养类作业
课本第122页 第11题
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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