說在文前:截面圖這個考點在公務員聯考中並不是每年都有。但是考到了這個點,我們就應該儘量拿到這個分。對於截面圖這個知識點有點兩極分化,若有空間想像能力,則感覺簡單;若沒有空間想像能力,則不理解題目。考試過程中根本目的在於做對題目,考試不考查原理,故原理不是重點,無需糾結,重點記住結論即可。
題型判定:
題幹中給出一個立體圖形,問哪項能夠(或不能)成為其截面。出現「截面」的字眼,為截面圖題。
舉例:一立方體如圖所示從中挖掉一個圓錐體,然後從任意面剖開,下面哪一項不可能是該立方體的截面:
什麼是截面圖?
截面圖——指的是被切部分的形狀
「截面」指被切部分的形狀。通俗表述為:左手為立體圖形,右手為「砍刀」,用「砍刀」切立體圖形,和刀片接觸的面是截面,不與刀面接觸的面則不是截面。如圖 1,與刀片接觸的面是「L」形,故最後的截面為「L」形。
注意區分
截面圖——指的是被切部分的形狀。
剖視圖——假想用一個剖切平面將物體剖開,移去介於觀察者和剖切平面之間的部分,對於剩餘部分向投影面所做的正投影圖。
【注意】區分截面圖和剖視圖:剖視圖即一刀剖下去、切下去,拿掉前面的部分,從刀切的角度看到的平面。國考與省考考查的是截面圖(與刀片接觸的面),未考查過剖視圖。
怎麼切截面?
解題原則:一刀切
①刀無限大,一刀切到底
②不能拐彎
【注意】怎麼切截面:
解題原則:一刀切。有 2 個含義,一是刀無限大,必須一刀切到底,中間不能停止;二是刀不能拐彎,如不能左右拐彎「雕花」,否則可以切出任意形狀,題目無意義,故一旦決定了下刀的方向,則需按照該方向一刀切到底,不能切一半、不能拐彎。
常見立體圖形截面(以最常見的六面體、圓柱、圓錐、圓臺等基礎圖形為例)
1.六面體
(1)矩形(攔腰切、上下切、斜切)
矩形:攔腰水平切、上下豎直切、斜切。斜切的原理:如圖一中的圖3,斜切時,上下 2 條邊平行且等長,左右 2 條邊平行且等長,若上邊的線與正面垂直,則垂直於正面中的任意一條線,上邊的線與左邊的線垂直,故 2 組邊平行且等長、1 組邊垂直,即經過一組相鄰面斜著切為矩形。
(2)梯形(斜切)
梯形(考查較多):梯形很特別(有一組平行且不等長的邊),需經過1 組相對面,才能切出平行且不等長的邊,故刀不能垂直切(垂直切上下 2 條邊等長,為矩形),而要斜著切。即上方找 1 條短線,下方找 1 條長線,就可以斜著切出梯形
(3)三角形(從稜上的某一點開始斜著切到面)PS:六面體只能切出銳角三角形
三角形(常考):三角形的「尖」是 1 個點,底部是 1 條線,最終刀落在面上則為線;從面上下刀切出的是線,從邊或者稜上切出的是點。如圖三,任意找一個角度,在稜上的某一個點斜著切到底面,可以形成上面是 1 個尖角點、
六面體只能切出銳角三角形(很重要,可以秒殺很多題目)。如圖,為書本上的原理,但考試不考查原理,故不是重點,記住結論即可。結論:六面體只能切出銳角三角形,即切不出直角三角形和鈍角三角形。
【注意】六面體不是只能切出矩形、梯形、三角形,還可以切出其他的截面,但上述 3 種較為高頻。
2.圓柱(1)圓(橫切)(2)橢圓(斜切)(3)矩形(豎切)
圓:水平(與上底面和下底面平行)攔腰切,可以切出圓。
橢圓:從腰到腰斜著切,可以切出橢圓。若從腰斜著切到底面,此時底面切出的一定是 1 條直線,留在腰上的是 1 條曲線,故從腰斜著切到底,切出的形狀不固定,但均為下面是 1 條直線、上面帶有 1 條曲線的截面(曲線的大小可以通過刀的角度調節,越靠近上底面曲線越大,存在某個角度可以切出半圓)。
矩形:從上底面到下底面豎直切,上下的 2 條線平行,且與兩側垂直, 可以切出矩形。
注意:圓柱斜切,切不出梯形和矩形。
總結:圓柱攔腰水平切是圓;從腰到腰斜著切是橢圓;從腰到底斜著切是 1 條直線、帶有 1 條曲線的圖形;從上底面到下底面豎直切是矩形,但斜著切不能切出梯形和矩形。
3.圓錐(1)圓(橫切)(2)橢圓(斜切)(3)三角形(豎切)
4.圓臺(1)圓(橫切)(2)橢圓(斜切)(3)梯形(豎切)
圓柱與圓錐、圓臺可以結合在一起學習:
攔腰橫著切(上底面和下底面平行),均可切出圓。
從腰到腰斜著切,均可切出橢圓。
三者的區別在於豎著切,圓柱豎著切是矩形;經過圓錐的頂點豎著切是三角形;圓臺豎著切,上下 2 條邊平行但不等長,切出的是梯形。
例1.左圖給定的是在立方體中挖掉兩個圓錐體的立體圖形,將該立體圖形從任一面剖開,右邊哪一項不可能是該立體圖形的截面?
【解析】問「右邊哪一項不可能是該立體圖形的截面」。題幹給定立方體(正方體),內部「挖掉」2 個圓錐體。
A 項:切的時候先看裡面,內部是圓,需要水平橫著切圓錐;外面是立方體,水平橫著切得到截面的外輪廓應為正方形,而不是長方形,問「不可能」,當選。考場上無需驗證其餘選項,直接「走人」,節省時間。
B 項:需要切到缺口的部分,缺口為三角形,從上到下豎直切圓錐,可以切出三角形,與刀接觸的面為左右 2 個部分,中間均為空氣,故上下不能封口,可以切出,排除。
D 項:送分項,立體圖形不經過中間挖空的部分,從上往下豎直切,可以切出完整的正方形,排除。
C 項:選項的輪廓為三角形,六面體中從稜上找一點斜著切到面,可以切出三角形。選項三角形的下方出現曲線,需要圓錐提供,即斜著切到圓錐的角落, 與刀接觸的是下圖 2 的部分。圓錐從腰到底切出的是 1 條直線+1 條曲線的圖形, 但選項中間被挖空的圓錐部分是空氣,故沒有直線,只有曲線,排除。【選 A】
例2.左圖為給定的立體,從任意角度剖開,右邊哪一項不可能是它的截面圖?
【解析】本題是 2019 年江蘇最新真題。題幹給出內部被部分挖空的圓柱。
A 項:外輪廓是矩形(正方形),從上向下豎著可以切出矩形,但選項灰色部分是截面,立體圖形的圓柱是鏤空的,刀需經過內部圓柱,因此切出的截面上方中間部分應沒有線,不能切出,當選。
B 項:是同心圓,橫著經過內部圓柱可以切出,排除。
C 項:是矩形,從上向下豎著不經過內部圓柱可以切出,排除。
D 項:是完整的圓,橫著/攔腰不經過內部圓柱可以切出,排除。【選 A】
【注意】截面圖中無需畫虛線,主要考查的是形狀。
例3.左圖是給定的立體圖形,將其從任一面剖開,右邊哪一項不可能是該立體圖形的截面?
【解析】題幹給出由多個小正方體拼合而成的立體圖形,提問方式為「右邊哪一項不可能是該立體圖形的截面」。
A 項:六面體或多個六面體的組合一定切不出直角三角形,只能切出銳角三角形,選項不能切出,當選。
B 項:是兩個分開的矩形,在六面體中切出單獨的矩形較簡單,但要切出兩個分開的矩形,需在題幹中找分開的兩個部分,反之切不出分開的兩個截面。如成直角的正面和右面部分,豎直向下切,留出空缺部分,刀是無限大的,可以同時切下兩個角,選項可以切出,排除。
C 項:若認為截面(兩個三角形)較複雜,可先觀察其中一個三角形,化繁為簡,從稜上找一個點,斜著下刀同時切正面和右面部分,刀是無限大的,選項可以切出,排除。
D 項:橫著/攔腰可以切出,排除。【選 A】
【小結】1.截面常見的「坑」:六面體一定切不出直角三角形,只能切出銳角三角形。如果題幹是六面體或六面體的組合圖形,選項出現直角三角形, 則直接排除。
2.如果兩個截面是分開的,找立體圖形中分開的兩個部分下刀。
3.如果截面是兩個相連的圖形,如兩個三角形,刀是無限大的,可先考慮如何切出其中一個截面。
【全文總結】截面圖總結:原理不重要,記住結論即可。
1.截面的含義:和刀面接觸的部分是截面。
2.解題原則:一刀切。刀無限大,不能拐彎。
3.常見立體圖形的截面:
(1)六面體:矩形、梯形、三角形等。
(2)圓柱:圓、橢圓、矩形等。斜著不可以切出矩形,因為兩側是曲線。
(3)圓錐:圓、橢圓、三角形等。過尖角點斜著可以切出三角形。
(4)圓臺:圓、橢圓、梯形等。
4.注意:
(1)兩個截圖需要一刀完成,不能拐彎。
(2)切到挖空面時,一定沒有線封口,不能無中生有。
(3)六面體一定切不出直角三角形,利用此知識點可以秒殺。