2022年立体几何初步知识点+练习题 .pdf
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1、简单组合体的结构特征由简单几何体组合而成的几何体叫做简单组合体。其构成有两种基本形式:一种是由简单几何体拼接而成;一种是由简单几何体截去或挖去一部分而成。多面体和旋转体表面上的最短距离问题的解法:求多面体表面上两点间的最短距离,一般将表面展开为平面图形,从而把它转化为平面图形内两点连线的最短长度问题,要注意的是, 如果不是指定的两点间的某种特殊路径,其表面上两点间的距离应是按各种可能方式展开成平面图形后各自所得最短距离中的最小者旋转体侧面上两点间的最短距离,如同多面体一样,将侧面展开, 转化为展开面内两点连线的最短长度问题来解决例题 1.已知圆锥的母线长与底面半径长之比为3:1,一个正方体有四
2、个顶点在圆锥的底面内,另外的四个顶点在圆锥的侧面上(如图),则圆锥与正方体的表面积之比为()A :1 B3 :1 C3 :2 D3 :4 答案: D 例题 2.下图是由哪个平面图形旋转得到的()A.B.C.D.答案: A 例题 3.请写出所给三视图表示的简单组合体由哪些几何体组成_ 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 27 页答案:圆柱体、圆锥例题 4.如图所示,在某试验区,用4 根垂直于地面的立柱支撑一个平行四边形的太阳能电池板,可测得其中三根立柱AA1、BB1、CC1的长度分别为10m 、 15m 、30m ,则立柱DD
3、1的长度是()A.30m B.20m C.25m D.15m 答案: C 例题 5.如图甲所示,一只装了水的密封瓶子,其内部可以看成是由底面半径为1cm 和半径为 3cm 的两个圆柱组成的简单几何体当这个几何体如图乙水平放置时,液面高度为 20cm ,当这个几何体如图丙水平放置时,液面高度为28cm ,则这个简单几何体的总高度为()A.29cm B.30cm C.32cm D.48cm 答案: A 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 27 页例题 6.在图中, M 、N 是圆柱体的同一条母线上且位于上、下底面上的两点,若从M
4、 点绕圆柱体的侧面到达N ,沿怎么样的路线路程最短?答案:沿圆柱体的母线MN 将圆柱的侧面剪开辅平,得出圆柱的侧面展开图,从M 点绕圆柱体的侧面到达N 点,实际上是从侧面展开图的长方形的一个顶点M 到达不相邻的另一个顶点 N 而两点间以线段的长度最短所以最短路线就是侧面展开图中长方形的一条对角线如图所示例题 7.一个十二面体共有8 个顶点,其中2 个顶点处各有6 条棱,其它顶点处都有相同的棱,则其它顶点处的棱数为_ 此十二面体如上图,数形结合可得则其它顶点处的棱数为4 例题 8.如图,绕虚线旋转一周后形成的立体图形是由哪些简单几何体构成的?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
5、归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 27 页解:旋转后的图形如图所示(1)由一个圆柱圆台和圆台组成;(2)由一个圆锥一个圆柱及一个挖去圆锥的圆台组成。例题 9.若某简单组合体的三视图(单位:cm )如图所示,说出它的几何结构特征,并求该几何体的表面积。解:该几何体由球和圆台组成。球的半径为1,圆台的上下底面半径分别为1、4,高为 4,母线长为5,S球=4 cm2,S台= (12+42+1 5+4 5)=42 cm2,故 S表=S球+S台=46 cm2。例题 10.如图,这是一个奖杯的三视图,(1)请你说明这个奖杯是由哪些基本几何体组成的;(2)求出这个奖杯的体积。精选学习资料
6、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 27 页解:( 1)该奖杯由一个球、一个直四棱柱、一个四棱台组成;(2)由三视图可知,球的直径为4cm ;直四棱柱的高为20cm ,底面长为8cm ,底面宽为4cm ;四棱台的高为2cm ,上底面长为12cm 、宽为 8cm ,下底面长为20cm 、 宽为 16cm ,所以,所求奖杯的体积为空间几何体的三视图中心投影:光由一点向外散射形成的投影叫做中心投影,其投影的大小随物体与投影中心间距离的变化而变化。平行投影:在一束平行光线照射下形成的投影叫做平行投影。在平行投影中,投影线正对着投影面时,叫做正投影
7、,否则叫做斜投影空间几何体的三视图光线从几何体的前面向后面正投影,得到投影图, 叫做几何体的正视图;光线从几何体的左面向右面正投影,得到投影图,叫做几何体的侧视图;从几何体的上面向下面正投影,得到投影图, 叫做几何体的俯视图。几何体的正视图、侧视图、 俯视图统称为几何体的三视图。注:正视图反映了物体上下、左右的位置关系,即反映了物体的高度和长度;俯视图反映了物体左右、前后的位置关系,即反映了物体的长度和宽度;侧视图反映了物体上下、前后的位置关系,即反映了物体的高度和宽度。平行投影与中心投影的区别和联系:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第
8、 5 页,共 27 页平行投影的投射线都互相平行,中心投影的投射线是由同一个点发出的如图所示,平行投影是对物体投影后得到与物体等大小、等形状的投影; 中心投影是对物体投影后得到比原物体大的、形状与原物体的正投影相似的投影中心投影和平行投影都是空间图形的基本画法,平行投影包括斜二测画法和三视图中心投影后的图形与原图形相比虽然改变较多,但直观性强, 看起来与人的视觉效果一致,最像原来的物体画实际效果图时,一般用中心投影法,画立体几何中的图形时一般用平行投影法画三视图的规则画三视图的规则是正侧一样高,正俯一样长,俯侧一样宽即正视图、侧视图一样高,正视图、俯视图一样长,俯视图、侧视图一样宽; 画三视图
9、时应注意:被挡住的轮廓线画成虚线,能看见的轮廓线和棱用实线表示,不能看见的轮廓线和棱用虚线表示,尺寸线用细实线标出;D 表示直径, R 表示半径;单位不注明时按 mm 计; 对于简单的几何体,如一块砖, 向两个互相垂直的平面作正投影,就能真实地反映它的大小和形状一般只画出它的正视图和俯视图(二视图)对于复杂的几何体,三视图可能还不足以反映它的大小和形状,还需要更多的投射平面例题 1.一个正三棱柱的三视图如图所示,求这个正三棱柱的表面积和体积精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 27 页例题 2.一个几何体的三视图如图所示分别是
10、直角梯形、正方形和矩形, 画出直观图, 并求它的体积与表面积例题 3.一块石材表示的几何体的三视图如图所示,将该石材切削、打磨、加工成球,则能得到的最大球的半径等于()A1 B2 C3 D4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 27 页例题 4.如图所示,一个空间几何体的正视图,侧视图,俯视图为全等的等腰直角三角形,如果直角三角形的直角边为1 (1)画出几何体的直观图;(2)求几何体的表面积和体积精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 27 页例题 5.如图所
11、示,一个简单的空间几何体的正视图和侧视图是边长为2 的正三角形,俯视图轮廓为正方形,试描述该几何体的特征,并求该几何体的体积和表面积例题 6.根据三视图,想像物体原型,并画出物体的实物草图:(1)三视图如图(a)(2)三视图如图(b)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 27 页按照几何体画三视图的方法,三视图复原几何体(1)上部是圆柱下部是四棱柱;(2)下部是长方体,上部五面体的组合体;复原后的几何体如图:例题 7.如图是一个几何体的正视图和俯视图(1)试判断该几何体是什么几何体;(2)画出其侧视图,并求该平面图形的面积;(
12、3)求出该几何体的体积(1)由三视图可知,正视图是由三角形组成,底面是一个正六边形,几何体是一个正六棱锥(2)其侧视图如图:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 27 页其中 AB=AC ,AD BC,且 BC 的长是俯视图中正六边形对边的距离,即aBC3AD 的长是正六棱锥的高,即aAD3该平面图形的面积2333212aaaS(3)2334363132aaaV例题 8.如图,平行六面体ABCDA1B1C1D1中,BADBAA1DAA160 ,(1)当AA13,AB2,AD2,求AC1的长;(2)当底面ABCD 是菱形时,求
13、证:解:( 1)因为所以因为AA13,AB1,AD2,所以(2)设,则,又底面 ABCD 是菱形,所以,所以,故例题 9.如右图 ,正方体的棱长为 1,P 为 BC 的中点 ,Q 为线段上的动点 ,过点 A,P,Q 的平面截该正方体所得的截面记为S.则下列命题正确的是(写出所有精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 27 页正确命题的编号). 当时,S 为四边形 ; 当时,S不为等腰梯形; 当时,S与的交点 R 满足; 当时,S 为六边形 ; 当时,S 的面积为试题分析: 取 AB 的中点 M, 在 DD1上取点 N, 使得
14、DN=CQ, 则 MN PQ; 作 ATMN, 交直线DD1于点 T,则 A、P、Q、T 四点共面 ; 当 0CQ时,则 0DNDT=2DN1S 为四边形APQT; 当 CQ=时,则 DN=DT=2DN=1点 T 与 D1重合S为等腰梯形APQD1; 当 CQ=时,则 DN=DT=2DN=D1T=;由 D1R:TD1=BC:DTD1R=C1R=; 当CQ1时,DN1DT=2DN(,2),T 在 DD1的延长线上 ,设 TQ 与 C1D1交于点 E,AT与 A1D1交于点 F,则 S为五边形APQEF;当 CQ=1 时,点 Q 与 C1重合 ,且 DT=2精选学习资料 - - - - - - -
15、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 27 页AT 与 A1D1交于 A1D1的中点 FS 为菱形 APC1FS 的面积 =AC1PF=. 综上 ,命题正确的是 :空间几何体的直观图及画法(斜二测画法)空间图形的直观图用来表示空间图形的平面图形,叫做空间图形的直观图斜二测画法:斜二测画法是一种特殊的平行投影画法。斜二测画法:(1)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 x和 y轴,两轴相交于点 O,且使 x O y =45 (或135 ),它们确定的平面表示水平面;(2)在已知图形中平行于x 轴、 y 轴的线段,在
16、直观图中分别画成平行于x轴或y轴的线段;(3)在已知图形中平行于x 轴的线段,在直观图中保持长度不变;平行于y 轴的线段,长度为原来的一半。已知三视图画直观图的方法:在工程技术中, 为了全面展示图纸上的几何体的特征和尺寸,常给出三视图, 而要清晰地观察到其效果,则需将其转化为直观图(具有空间立体感)在由三视图转化为直观图时,先由三视图确定几何体的长、宽、高比较常见几何体的三视图,从而得到正确的直观图已知直观图画三视图的方法:在由直观图画三视图时先由与投影面平行或垂直的线段确定三视图的顶点,与投影面平行的线段投影的长度不变,与投影面垂直的线段投影后是一个点依据斜二测画法求直观图面积:求直观图面积
17、的关键是依据斜二测画法,求出相应的直观图的底边和高,也就是在原来实际图形中的高线, 在直观图中变为与水平直线成450角且长度变为原来的一半的线段,以此为依据来求出相应的高线即可将水平放置的平面图形的直观图还原成原来的实际图形,其作法就是逆用斜二测画法,也就是使平行于x 轴的线段的长度不变,而平行于y 轴的线段长度变为原来的2 倍精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 27 页斜二测画法:(1)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 x和 y轴,两轴相交于点 O,且使 x O y
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