内容正文:
专题十二 观察物体(二)
第一部分 核心方法论与知识体系构建 1
一、知识体系全景梳理 1
二、解题方法图表记忆法 2
三、数学思维提升 3
第二部分 典型例题解构与解题策略精讲 4
考点一:三视图方位辨认与基础对应(进阶推理) 4
考点二:正方体组合体的视图判断(进阶应用) 5
考点三:根据视图还原立体图形(算理强化) 6
考点四:隐藏块计数与摆法推理(思维拓展) 8
考点五:观察物体实践方案设计(实践拓展) 9
第三部分 易错避坑指南 10
易错点 1:观察者方位混淆,右面与左面判断颠倒 10
易错点 2:组合体视图漏算遮挡,只数看得见的面 10
易错点 3:逆向摆法思维片面,忽略多种摆法 10
易错点 4:计数小正方体总数,遗漏隐藏的支撑块 11
易错点 5:观察视线不垂直,误判图形形状 11
第四部分 分层进阶专题精练 11
一、能力进阶篇(难度★★★★,8 题) 11
二、思维拓展篇(难度★★★★★,4 题) 12
第五部分 分层进阶专题精练精准解析 12
一、能力进阶篇解析 12
二、思维拓展篇解析 14
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第一部分 核心方法论与知识体系构建
一、知识体系全景梳理
本专题是苏教版三年级上册第八单元“观察物体(二)”的奥数培优内容,核心是“观察物体与三视图”,依托三视图方位辨认与基础对应、正方体组合体的视图判断、根据视图还原立体图形、隐藏块计数与摆法推理、观察物体实践方案设计五大考点,渗透空间观念、有序推理、转化思想、验证意识等核心数学素养。
专题遵循 “单个立体识图→组合体识图→逆向还原图形→综合推理拓展” 的认知路径,从长方体、正方体等基础立体图形切入,逐步延伸到多个小正方体拼摆的组合体,让学生熟练掌握三个标准方位的观察方法,能准确辨认不同方位看到的平面图形;能根据给出的视图,有序推理出立体图形的拼摆方式,判断小正方体的数量范围;在观察、操作、推理的过程中发展空间想象能力。专题严格贴合《义务教育数学课程标准(2022 年版)》中 “图形的认识与测量” 相关要求,着力落实 “空间观念” 核心素养,为后续学习更复杂的三视图、立体几何知识筑牢底层基础。
知识模块
核心内容
关键方法
易错提醒
三视图基础辨认
认识前面、右面、上面三个观察方位;辨认长方体、正方体对应方位的平面图形
方位定位法、视线垂直法
左右方位搞反,混淆观察者视角与物体视角
组合体视图判断
观察由若干小正方体拼成的组合体,判断三个方位看到的正方形排列形状
分层观察法、遮挡排除法
忽略遮挡关系,把隐藏的面也算进视图里
逆向还原立体
根据一个或多个方位的视图,推理立体图形的摆法,判断小正方体数量
底层定局法、有序叠加法
摆法思考不全面,只想到一种答案
计数与最值推理
计算组合体中小正方体总数;判断满足视图要求的最多、最少块数
分层计数法、最值分析法
漏数底层隐藏的支撑小正方体
二、解题方法图表记忆法
方法名称
适用题型
操作步骤
技巧口诀
方位定位法
基础三视图辨认题
①确定观察者的标准站位;②依次正对前面、右面、上面观察;③对应看到的平面图形
站正面,看三面,正对图形不歪斜
分层观察法
组合体视图判断题
①按方位分层、分列观察;②排除被遮挡的面;③数清每行每列正方形数量,确定排列形状
看视图,正对着,遮挡部分不算数
底层定局法
根据视图还原立体
①先根据上面视图确定底层摆法;②再结合前面、右面视图叠加高层;③有序验证所有方位是否符合
先摆底层定格局,再叠高层看视图
分层计数法
小正方体总数计算
①从上到下分层数;②每层数清个数,注意隐藏支撑块;③各层数量相加得总数
从上到下分层数,隐藏块别漏掉
排除筛选法
视图匹配选择题
①逐个选项对比关键方位的视图;②排除明显错误的选项;③验证剩余选项是否全部符合
找不同,排错误,最后验证保正确
三、数学思维提升
1. 空间想象思维
核心要点:不需要实际动手摆立体图形,通过大脑想象,就能在脑中旋转立体图形,模拟从不同方位观察的样子,对应出平面视图的形状,这是空间观念的核心体现。想象能力可以通过实物操作逐步培养,从 “摆了看” 慢慢过渡到 “想了算”。
专题示例:一个长方体放在桌上,不用真的走到右面,在脑子里想象自己站到物体的右面,就能浮现出右面看到的长方形形状。
2. 逆向推理思维
核心要点:不仅能从立体图形推出平面视图,还能反过来,根据给出的平面视图,反向推理出立体图形的拼摆方式。这是比正向辨认更高阶的能力,需要有序思考和逻辑推理。
专题示例:给出从上面看的视图,就能知道底层小正方体的摆放位置;再结合前面的视图,就能知道哪一列需要叠高层,一步步还原出完整的立体图形。
3. 有序思考思维
核心要点:逆向摆图形、计数小正方体时,要按照一定的顺序去思考,比如先底层、再上层,先第一列、再第二列,有序推进,才能做到不重复、不遗漏,找到所有可能的摆法。
专题示例:判断 “满足前面看是 2 层的摆法有多少种”,就要按高层在第一列、第二列、第三列…… 的顺序逐个枚举,不会漏掉也不会重复。
4. 转化建模思维
核心要点:所有的观察物体问题,本质都是立体图形和平面图形之间的转化。从立体到平面是正向转化,从平面到立体是逆向转化。掌握了这种转化关系,就能把复杂的立体问题转化成简单的平面问题来解决。
专题示例:数小正方体总数时,把立体拆成一层一层的平面,每层就是一个平面图形,数平面的个数再相加,就把立体计数转化成了平面计数。
5. 验证反思思维
核心要点:摆出立体图形或者推理出结果后,要主动回到三个方位分别验证,看是不是和给出的视图完全一致;计数后再换一种方法数一遍,确认结果正确。主动验证能大幅减少空间想象带来的偏差。
专题示例:推理出一种摆法后,分别从前面、右面、上面看一遍,三个方位都和题目视图吻合,说明这个摆法是正确的。
第二部分 典型例题解构与解题策略精讲
考点一:三视图方位辨认与基础对应(进阶推理)
典型例题 1(能力进阶型)—— 长方体三视图辨认
题目:一个长方体放在桌面上,长、宽、高各不相同。小明从前面、右面、上面分别观察,看到了三个不同的长方形。请判断:较长的长方形、较窄的长方形、最大的长方形,分别对应哪个观察方位。
解题步骤:
① 明确三个方位的定义:正对自己的面是前面,自己右手边的面是右面,朝下贴着桌面、从上往下看的面是上面;
② 分析各面的尺寸:前面看到的是长和高组成的面;右面看到的是宽和高组成的面,宽度窄,所以图形较窄;上面看到的是长和宽组成的面,是占地面积最大的面;
③ 对应结论:较窄的长方形对应右面,最大的长方形对应上面,较长的长方形对应前面。
答:较窄的长方形对应右面,最大的长方形对应上面,较长的长方形对应前面。
【知识点睛】本题考查长方体三视图的基础辨认,是观察物体的入门核心题型。解题关键是理清三个方位分别对应立体图形的哪两条棱组成的面。观察的核心要领是视线必须垂直于被观察的面,不能斜着看,斜着看会变形,就不是标准视图了。判断方位时,永远以观察者的视角为准,右面是观察者的右面,不是物体的右面,这是最容易出错的地方。
典型例题 2(思维拓展型)—— 观察方位辨析
题目:判断说法是否正确:“站在物体的左面和右面,看到的形状是完全一样的。” 请说明理由。
解题步骤:
① 直接判断:这个说法是错误的;
② 分析原因:对于长、宽、高各不相同的长方体,左面和右面的形状大小是一样的,但观察方向相反;如果是正方体,两个面形状相同;但题目没有说明是什么物体,不能一概而论;且从观察者视角看,左右两个方位看到的图形左右方向是相反的;
③ 补充特例:只有正方体、球体这类特殊立体,从左右看形状完全一致;普通长方体大小一致但方向相反,不规则物体形状可能完全不同。
答:错误;不同的立体图形左右面形状不一定相同,且观察者视角下左右视图方向相反,不能说完全一样。
【知识点睛】本题深度考查观察方位的理解,属于易混辨析题型。观察物体的所有判断,都要结合具体的立体图形,不能笼统地下结论。特别注意:“右面” 是标准观察方位,以观察者的右手边为准,做题时要先确定观察者的站位,再判断方位。
考点二:正方体组合体的视图判断(进阶应用)
典型例题 1(能力进阶型)—— 组合体正面视图判断
题目:用 4 个同样的小正方体摆成:底层摆 3 个排成一排,中间那个的上面再叠 1 个。从前面看,看到的图形是什么样子的?
解题步骤:
① 先分析底层:3 个小正方体排成一排,从前面看,底层会看到 3 个并排的正方形;
② 再分析高层:中间的小正方体上面叠了 1 个,从前面看,上层正中间有 1 个正方形;
③ 组合起来:整体是下层 3 个正方形,上层正中间 1 个正方形的形状。
答:从前面看,图形为下层 3 个并排正方形,上层正中间有 1 个正方形。
【知识点睛】本题考查组合体的正视图判断,是核心基础题型。判断组合体视图的方法是:按层分析,只看正对方向上露在外面的面,被前面挡住的面不算。口诀是 “有遮挡,不算数,只看最外一层面”。判断时可以分层数:先看底层有几列,再看每一列最高有几层,就能快速画出视图的形状。
典型例题 2(思维拓展型)—— 不同方位视图对比
题目:同样是上面的 4 个小正方体的摆法,从前面看和从上面看,看到的正方形数量一样多吗?分别是几个?
解题步骤:
① 分析前面看:底层 3 个,上层中间 1 个,一共能看到 4 个正方形;
② 分析上面看:从上往下看,只能看到底层的 3 个小正方体的顶面,上层的那个被挡住了顶面,看不到,所以只能看到 3 个正方形;
③ 对比结论:数量不一样多,前面看 4 个,上面看 3 个。
答:不一样多;从前面看有 4 个正方形,从上面看有 3 个正方形。
【知识点睛】本题考查不同方位视图的数量对比,深度强化对 “遮挡” 的理解。从上面看,高层的小正方体会和底层的正方体重叠,只能看到最顶层的面,数量和底层的列数一致,不会因为叠高而变多。理解遮挡关系,是正确判断视图的关键,也是高频易错点:很多同学会把上层的也算到上面视图里,导致数错数量。
考点三:根据视图还原立体图形(算理强化)
典型例题 1(能力进阶型)—— 根据两个视图还原摆法
题目:用小正方体摆一个物体,从上面看是 3 个并排的正方形,从前面看是下层 3 个、上层左边 1 个的形状。请描述这个物体的摆法。
解题步骤:
① 先根据上面的视图定底层:上面看是 3 个并排正方形,说明底层有 3 个小正方体,排成一横排;
② 再根据前面的视图定高层:前面看上层左边有 1 个,说明从左数第一列的上面要叠 1 个小正方体;
③ 整合摆法:底层 3 个小正方体排成一排,在最左边那个的上面再摆 1 个,一共 4 个小正方体。
答:底层摆 3 个小正方体排成一横排,在最左边的小正方体上面再叠 1 个。
【知识点睛】本题考查根据两个视图还原立体图形,是逆向推理的基础题型。通用解题步骤是 “先定底层,再叠高层”:上面的视图最能反映底层的布局,永远先从上面视图入手,确定底层的行列分布;再用前面、右面的视图确定哪一列、哪一行需要叠高层。这种有序思考的方法,能保证摆法准确,不会出错。
典型例题 2(思维拓展型)—— 视图对应的摆法数量
题目:用同样的小正方体摆物体,从前面看是 2 层,下层 2 个正方形,上层左边 1 个。满足这个条件的摆法一共有多少种?(至少用 3 个小正方体)
解题步骤:
① 先确定基础结构:前面看下层 2 个,说明至少有 2 列;上层左边 1 个,说明左列至少有 2 层,右列只有 1 层;
② 分析前后排的变化:前面看只能看到列数,看不到前后有几排,前后每增加一排,只要高度符合要求,前面看形状就不变;
③ 有序枚举:前排 2 个(左 2 层右 1 层),后排可以在左列加 1 个 1 层的、右列加 1 个 1 层的、两列都加,共 3 种;加上只有前排的 1 种基础摆法,一共 4 种不同摆法(基础 3 块、4 块、5 块的不同摆法)。
答:满足条件的摆法有多种,仅前排 1 种,后排增加不同位置有 3 种,共 4 种基础摆法,前后排扩展后有更多可能,核心是左列必须有 2 层,右列 1 层,前后排数可增加。
【知识点睛】本题考查视图对应的多种摆法,属于算理强化的拓展题型。核心规律:一个方向的视图只能确定这个方向的形状,不能完全确定立体图形的样子,前后方向可以延伸出很多种摆法。只有同时给出前面、右面、上面三个视图,才能唯一确定立体图形的摆法。这类题能很好地培养有序思考和空间推理能力。
考点四:隐藏块计数与摆法推理(思维拓展)
典型例题 1(能力进阶型)—— 组合体总块数计数
题目:一个立体图形,从前面看有 3 列,左列 2 层、中列 1 层、右列 2 层;从上面看是 3 列 2 排的长方形。这个立体图形最少有多少个小正方体?
解题步骤:
① 先根据上面视图算底层:3 列 2 排,底层一共 3×2=6 个小正方体,这是必须有的;
② 再看高层要求:左列和右列都要有 2 层,也就是左列至少有 1 个位置叠到 2 层,右列至少有 1 个位置叠到 2 层;
③ 计算最少数量:底层 6 个,高层最少各加 1 个,共加 2 个,最少有 6+2=8 个小正方体。
答:最少有 8 个小正方体。
【知识点睛】本题考查小正方体的最值计数,是思维拓展的核心题型。求最少块数的原则是:底层铺满,高层只在必须的位置放最少的数量,只要能满足视图要求就行。对应的求最多块数,就是符合高度要求的位置全部叠满。解题关键是先确定底层数量,再分析高层的最少 / 最多个数,最后相加。分层计数、先底后高,是通用的解题顺序。
典型例题 2(思维拓展型)—— 隐藏块计数验证
题目:小明摆了一个立体图形,从前面看是 3 个并排正方形,从右面看是 2 个并排正方形。小明说 “我一共只用了 3 个小正方体”,他说得对吗?请说明理由。
解题步骤:
① 分析条件:前面看 3 个并排,说明有 3 列;右面看 2 个并排,说明有 2 排;
② 推理最少数量:要同时满足 3 列和 2 排,底层至少要有多少块?可以摆成 “L” 形,第一排 3 个,第二排只在最左边放 1 个,这样一共 4 个,就能满足前面看 3 个、右面看 2 个;
③ 判断结论:3 个小正方体只能有 3 列 1 排,右面看只能看到 1 个,不符合;所以最少需要 4 个,小明说得不对。
答:不对;3 个小正方体只能排成 1 排,右面看只有 1 个正方形,不符合;满足条件最少需要 4 个小正方体。
【知识点睛】本题是计数推理的辨析题,深度考查对立体行列的理解。很多同学会误以为前面看到几个,总数就是几个,忽略了前后方向还有延伸。解题的核心是:一个方向的视图只能反映一个维度的信息,要结合两个方向的视图才能确定行列的范围。这类题可以通过画图或者实物摆一摆来验证,培养严谨的空间推理能力。
考点五:观察物体实践方案设计(实践拓展)
典型例题 1(能力进阶型)—— 观察活动方案设计
题目:班级开展观察长方体礼盒的实践活动,要让同学们准确画出前面、右面、上面三个方位的视图。请设计一份简要的活动方案。
解题步骤:
① 活动准备:每组一个长方体礼盒、三张方格纸、铅笔;
② 活动步骤:第一步,将礼盒平放在桌面上,固定位置,观察者正对礼盒前面,视线垂直于前面,画出看到的图形;第二步,观察者走到礼盒的右面,保持视线水平垂直于右面,画出右面的视图;第三步,观察者从礼盒正上方向下看,视线垂直于顶面,画出上面的视图;
③ 注意事项:观察时身体要正对被观察的面,不能歪头斜看;礼盒位置不能移动;画完后可以用尺子量一量,验证图形的长宽比例是否合理。
答:活动方案如上。
【知识点睛】本题考查观察物体的实践活动设计,属于实践拓展题型。规范的观察方法是得到正确视图的前提,核心要求就是 “视线垂直于被观察面”。实践活动中要强调三个 “固定”:物体位置固定、观察者站位固定、观察方向垂直,这样得到的视图才是标准的。
典型例题 2(思维拓展型)—— 拼搭验证活动设计
题目:给出一个物体的三视图,让小组同学合作拼搭出对应的立体图形。请设计活动步骤,保证拼搭准确。
解题步骤:
① 第一步:分析三张视图,先看上面的视图,确定底层小正方体的摆放位置和数量,先摆出底层;
② 第二步:结合前面的视图,判断每一列的最高层数,对应叠上高层的小正方体;
③ 第三步:对照右面的视图验证,看前后排的高度是否符合,调整不对的地方;
④ 第四步:分别从三个方位再观察一遍,和三视图完全吻合,说明拼搭正确。
答:活动步骤如上。
【知识点睛】本题是逆向拼搭的实践方案,体现了 “有序验证” 的思想。拼搭的顺序永远是先底层、再高层、最后验证。三个视图分别对应不同的维度:上面定行列布局,前面定列的高度,右面定排的高度,三者结合就能唯一确定立体图形。这类实践活动能有效提升空间想象能力和合作探究能力。
第三部分 易错避坑指南
易错点 1:观察者方位混淆,右面与左面判断颠倒
错误示例:站在物体正面,把物体的左面当成观察者的右面,左右搞反。
正确分析:所有的方位都以观察者的视角为准,右面就是观察者自己的右手边对应的那个面,不是物体的右面。
修正方法:做题时先想象自己站在观察者的位置,伸开左右手对应方位,确认后再判断。
易错点 2:组合体视图漏算遮挡,只数看得见的面
错误示例:从上面看有叠高的组合体,把上层的也算进去,数出比实际多的正方形数量。
正确分析:一个方位的视图,只能看到正对方向最外面的面,被挡住的面是看不到的,不能算进去。
修正方法:数视图正方形数量时,按列看每一列最高有几层,同一列重叠的只算最外面的一个。
易错点 3:逆向摆法思维片面,忽略多种摆法
错误示例:给出一个方向的视图,就认为只有一种摆法。
正确分析:只有一个方向的视图时,前后方向可以延伸,会有很多种不同的摆法;三个视图齐全才能基本确定唯一摆法。
修正方法:遇到 “有几种摆法” 的题,按前后排、左右列有序枚举,不要想到一种就停下。
易错点 4:计数小正方体总数,遗漏隐藏的支撑块
错误示例:只数看得见的小正方体,以为看得见几个总数就是几个,漏掉下面看不见的支撑块。
正确分析:上层的小正方体下面一定有支撑的小正方体,哪怕被挡住看不见,也是真实存在的,必须算进去。
修正方法:计数采用 “分层计数法”,从上往下数,每层有几个都数清楚,再相加,确保每一个上层的方块下面都有支撑。
易错点 5:观察视线不垂直,误判图形形状
错误示例:斜着看物体,觉得看到的图形是变形的,以此判断视图形状。
正确分析:标准的三视图,要求视线必须垂直于被观察的面,正对着看,得到的才是正确的平面图形。
修正方法:观察时刻意提醒自己 “正对、垂直”,画视图时用水平竖直的线条,不能画倾斜变形的图形。
第四部分 分层进阶专题精练
一、能力进阶篇(难度★★★★,8 题)
1. 长方体放在桌面上,从正上方往下看,看到的是哪个面?看到的图形是什么形状?
2. 判断:从前面和右面观察一个正方体,看到的形状是一样的。( )
3. 把 3 个小正方体排成一横排,从前面看能看到几个正方形?从上面看能看到几个正方形?
4. 底层摆 2 个小正方体并排,左边那个上面再叠 1 个。分别画出从前面、右面、上面看到的图形形状。
5. 一个物体从上面看是 2 个并排正方形,从前面看是 2 层,下层 2 个、上层右边 1 个。这个物体有几个小正方体?
6. 判断:观察物体时,视线斜着看,得到的图形更全面、更准确。( )
7. 一个立体图形有两层,底层有 4 个小正方体摆成 2 行 2 列,上层只有 1 个。从上面看能看到几个正方形?
8. 从前面看一个物体是 3 个并排正方形,这个物体一定只有 3 个小正方体。这句话对吗?举例说明。
二、思维拓展篇(难度★★★★★,4 题)
9. 用小正方体摆物体,从上面看是 3 个并排正方形,从前面看是 2 层,下层 3 个、上层左右各 1 个。这个物体最少有多少个小正方体?最多有多少个?
10. 用同样的小正方体摆立体图形,从前面看是 2 个上下叠放的正方形,从右面看也是 2 个上下叠放的正方形。摆这个物体最少需要几个小正方体?最多可以有几个?
11. 一个立体图形,从前面看有 3 列,每列都是 2 层;从右面看有 2 排,每排都是 2 层。这个立体图形最多有多少个小正方体?最少有多少个?
12. 设计一个实践活动方案:用 5 个小正方体摆物体,使得从前面看和从上面看的正方形数量相同。写出至少两种摆法和活动验证步骤。
第五部分 分层进阶专题精练精准解析
一、能力进阶篇解析
1. 【答案】看到的是上面;形状是长方形(正方体的话是正方形)。
解题步骤:
① 从正上方往下看,对应的是物体的上面;
② 长方体的上面是由长和宽组成的长方形。
【知识点睛】本题考查基础观察方位的对应。上面就是从上往下看到的面,也叫俯视图。不同方位对应不同的面,形状由组成这个面的棱长决定。
2. 【答案】√
解题步骤:
① 正方体的六个面都是完全相同的正方形;
② 不管从前面、右面还是上面看,看到的都是大小一样的正方形;
③ 所以说法正确。
【知识点睛】本题考查正方体的视图特征。正方体所有面都相同,三个标准方位看到的形状完全一致,都是正方形。长方体则不同,长、宽、高不同时,三个面的形状大小有区别。
3. 【答案】从前面看 3 个;从上面看 3 个。
解题步骤:
① 3 个排成一横排,从前面看,每个都能看到,共 3 个正方形并排;
② 从上面看,每个的顶面都能看到,也是 3 个正方形并排;
③ 两者数量相同。
【知识点睛】本题考查单层组合体的视图。单层一字排列的组合体,前面和上面看到的正方形数量是一样的,都是总个数,因为没有遮挡。
4. 【答案】前面看:下层 2 个正方形,上层左边 1 个;右面看:2 个正方形上下叠放;上面看:2 个正方形并排。
解题步骤:
① 前面看:底层 2 个列,左列 2 层,右列 1 层,所以下 2 上左 1;
② 右面看:只能看到 1 列 2 层,就是上下 2 个正方形;
③ 上面看:只能看到底层 2 个顶面,并排 2 个正方形。
【知识点睛】本题考查简单组合体的三视图。分别从三个方位分析,注意右面看只能看到一列的高度,上面看只能看到底层的布局。
5. 【答案】3 个
解题步骤:
① 从上面看 2 个并排,说明底层有 2 个小正方体;
② 从前面看上层右边 1 个,说明右列上面叠 1 个;
③ 总数:2+1=3 个。
【知识点睛】本题考查根据两个视图还原并计数。先定底层,再加重叠的高层,相加得到总数。两个视图结合可以确定简单立体的块数。
6. 【答案】×
解题步骤:
① 标准视图要求视线垂直于被观察的面,正对着看;
② 斜着看会导致图形变形,得到的不是标准视图,不准确;
③ 所以说法错误。
【知识点睛】本题考查观察的基本要领。视线垂直是得到正确视图的前提,斜看会出现透视变形,不符合三视图的观察规范。
7. 【答案】4 个
解题步骤:
① 从上面看,只能看到底层的顶面,上层的正方体会和底层的正方体重叠;
② 底层 2 行 2 列共 4 个,所以从上面看能看到 4 个正方形;
③ 上层的 1 个被挡住顶面,不算。
【知识点睛】本题考查上面视图的遮挡规律。上面看的正方形数量等于底层的个数,和高层数量无关,高层只会和底层重叠,不会增加数量。
8. 【答案】不对;例如摆 2 排,前排 3 个,后排再摆 1 个,从前面看还是 3 个并排正方形,但总数有 4 个,不止 3 个。
解题步骤:
① 判断:这句话是错的;
② 说明原因:前面看只能看到列数,看不到前后有几排,前后增加小正方体,前面看形状不变;
③ 举出反例验证。
【知识点睛】本题考查视图与立体的对应关系。一个方向的视图不能唯一确定立体图形的形状和总数,前后方向可以有多种延伸。通过举反例能快速判断这类说法的对错。
二、思维拓展篇解析
9. 【答案】最少 5 个,最多 5 个(摆法唯一)。
解题步骤:
① 从上面看是 3 个并排正方形,说明底层只有 1 行 3 列,共 3 个小正方体,布局固定;
② 从前面看上层左右各 1 个,说明左列和右列都必须叠到 2 层,中间列为 1 层,高层固定有 2 个;
③ 总数量:3+2=5 个,因为底层布局唯一、高层数量固定,所以最少和最多都是 5 个。
【知识点睛】本题考查视图与块数最值的关系。当上面视图只有 1 排时,前后方向没有延伸空间,结合正视图就能唯一确定摆法,最少块数和最多块数相等。如果上面视图有多行多列,才会出现不同的最值情况。
10. 【答案】最少 2 个,最多 2 个(摆法唯一)。
解题步骤:
① 从前面看是 2 个上下叠放的正方形,说明左右方向只有 1 列,竖直方向有 2 层;
② 从右面看也是 2 个上下叠放的正方形,说明前后方向只有 1 排,竖直方向有 2 层;
③ 因此立体只能是 1 列 1 排 2 层,也就是 2 个小正方体上下叠放,摆法唯一。
【知识点睛】本题考查单柱立体的视图特征。当正视图和右视图都只有一列时,说明立体只有 1 列 1 排,是竖直的单柱结构,摆法唯一,块数固定。
11. 【答案】最多 12 个;最少 9 个。
解题步骤:
① 确定底层布局:从前面看有 3 列,从右面看有 2 排,因此底层是 2 行 3 列的布局,共 6 个小正方体;
② 最多块数:所有位置都摆 2 层,高层也有 6 个,总块数=6×2=12 个,此时两个方位看都满足全 2 层的要求;
③ 最少块数:要同时满足“3 列都有 2 层”和“2 排都有 2 层”,高层最少需要 3 个小正方体(例如第一排前两列叠高、第二排第三列叠高),既能覆盖全部 3 列,也能覆盖全部 2 排;总块数=6+3=9 个。
答:最多 12 个,最少 9 个。
【知识点睛】本题考查多行列立体的最值推理。求最多就是全部叠满,求最少就是用最少的高层块数,同时满足所有列和所有排的高度要求。解题关键是先固定底层数量,再分析高层的最值,分层计算、有序验证。
12. 答案示例:
摆法一:5 个小正方体排成一横排(单层)。从前面看能看到 5 个正方形,从上面看也能看到 5 个正方形,数量相同。
摆法二:底层摆成“T”字形,前排 3 个并排,后排中间再加 1 个,共 4 个底层;上层在中间叠 1 个,总数 5 个。从前面看:下层 3 个,上层中间 1 个,共 4 个正方形;从上面看:前排 3 个加后排中间 1 个,共 4 个正方形,数量相同。
解题步骤:
① 摆法一:将 5 个小正方体排成一横排,分别从前面、上面观察,数正方形数量,确认都是 5 个;
② 摆法二:按“T”字形拼摆,分别从前面、上面观察,数正方形数量,确认都是 4 个;
③ 验证步骤:摆好后分别从前面、上面观察,数正方形数量,确认相等;再换一种摆法重复验证。
【知识点睛】本题是实践设计类拓展题,考查灵活运用视图知识设计摆法的能力。单层一字排列的物体,前面和上面看到的正方形数量一定相等;有叠高的摆法,只要两个方位看到的正方形总数一致,也符合要求。实践操作时要边摆边验证,培养严谨的探究习惯。
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