平面幾何的解題方法同樣適用於三維立體圖形

2020-12-01 小明100分數學

先上題目:求下圖立體圖形的體積。(單位:釐米)

在解答這道題目之前,我們首先回憶梯形的面積公式的推導方法。課本上,梯形的面積是這樣推導出來的:

把兩個完全相同的梯形(一個正放,一個倒放)沿梯形的一條腰拼接起來,變成了一個平行四邊形。

平行四邊形的高和原梯形的高相等,平行四邊形的底是原梯形的上底加下底,平行四邊形的面積是原梯形面積的2倍。

因為,平行四邊形的面積=底×高,

所以,梯形的面積=(上底+下底)×高÷2。

那麼,梯形的面積公式的推導方法和我們解答本題有什麼關係呢?當然有關係!我們把完全相同的兩個梯形拼起來,可以得到一個規則的平行四邊形,那麼,我們如果把題目中的兩個完全相同的立體圖形拼起來呢?答案是能得到一個圓柱體。我們先求得圓柱體的體積,然後再除以二,就得到了原題中立體圖形的體積。(如下圖)

解:將兩個題目中的立體圖形拼成一個圓柱體,這個圓柱體的高是10+15=25(釐米),底面直徑是4釐米,所以,這個圓柱體的體積是:3.14×(4÷2)×25=314(立方釐米),所以,原立體圖形的體積是314÷2=157(立方釐米)。

總結:解答本題的方法原型就是課本中梯形面積公式的推導方法。兩個梯形拼成一個平行四邊形,兩個題目中的立體圖形也可以拼成一個圓柱。其數學思想就是化未知為已知。

其實,利用化未知為已知的方法,在數學中利用的相當廣泛,比如三角形面積公式的推導、平行四邊形的面積公式的推導、圓面積公式的推導。本題目的難點還在於--它是二維平面圖形方法推廣至三維立體圖形。

同樣的方法,從二維平面圖形推廣至三維立體圖形,我們課本中還有一個實例,那就是圓柱的體積公式的推導。朋友們,還記得圓柱體的體積公式是怎樣推導得來的嗎?

我們把圓柱體切開,然後重新組合成長方體。其實,它和圓面積公式的推導方法是一樣的。圓的面積公式推導方法就是把圓切開重新組合成長方形。

總結今天講的題目帶給我們的解題方法:1、化未知為已知,2、有的二維平面圖形的方法可以推廣至三維立體圖形。

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