立體幾何的基本技巧—「截」「展」「拆」「拼」

2021-01-21 話說數學

在高考中,立體幾何問題常常結合最值問題一塊考察,容易出現在立體幾何的內接或內切幾何體,常用的立體幾何的基本技巧—「截」「展」「拆」「拼」。

1「截」指的是截面,平行於柱、錐底面的截面以旋轉體的軸截面,它們集中反映了幾何體的主要元素的數量關係,是能幫助解題的重要工具.

圓錐,圓柱,圓臺本身問題多考慮軸截面,注意區分軸截面、豎截面和橫截面,以及截面。對於圓錐和球和多面體的截面,注意一般過球心,過旋轉軸,過「切」「節」點。

2.「展」指的是側面和某些面的展開圖,在有關沿表面的最短路徑問題中,就是求側面或某些面的展開圖上兩點間的距離,注意展開方式不唯一。

3.「拆」指的是將一個幾何體拆成幾個幾何體,如不規則圖形體積的計算問題,有時為了計算的方便,把某個幾何體的一部分拆出另畫圖形或另行計算,這都是「拆」法的體現.

4.「拼」指的是將若干個小几何體嵌入一個大幾何體中去.如有時將一個三稜錐復原成一個三稜柱,將一個三稜柱復原成一個四稜柱,還錐為臺,有時在一個正方體上再拼補一個相同的正方體,這些都是拼補的方法。

1.現有一半球形原料,若通過切削將該原材料加工成一正方體工件,則所得工件體積與原料體積之比的最大值

2、「理」,某工作的三視圖如圖3所示,現將該工作通過切削,加工成一個體積儘可能大的正方體新工件,並使新工件的一個面落在原工作的一個面內,則原工件材料的利用率為(材料利用率=新工件的體積/原工件的體積)

運用基本不等式求最值要緊緊抓住「一正二定三相等」條件,本題「和為定」是解決問題的關鍵.空間想像能力是解決三視圖的關鍵,可從長方體三個側面進行想像幾何體.求組合體的體積,關鍵是確定組合體的組成形式及各部分幾何體的特徵,再結合分割法、補體法、轉化法等方法求體積.

2.(文)(2015·湖南卷)某工件的三視圖如圖所示,現將該工件通過切削,加工成一個體積儘可能大的正方體新工件,並使新工件的一個面落在原工件的一個面內,則原工件材料的利用率為(  )

如圖,有一個水平放置的透明無蓋的正方體容器,容器高8cm,將一個球放在容器口,再向容器內注水,當球面恰好接觸水面時測得水深為6cm,如果不計容器的厚度,則球的體積為( )

解:設正方體上底面所在平面截球得小圓M,則圓心M為正方體上底面正方形的中心.如圖.設球的半徑為R,根據題意得球心到上底面的距離等於(R-2)cm,而圓M的半徑為4,由球的截面圓性質,得

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