由已知数据可知,工作台是由一个棱长为80cm的正方体和一个直三棱柱组成,其直观图如下:其中正方体ABCD?A1B1C1D1是正方体,
FD1E A1B1C1A1B1E?D1C1F是直三棱柱,A1D1为高,A1E?20cm.
∴此工作台的全面积为:
5SABCD?2SA1B1E?SA1D1FE?SB1C1FE
1?5?80?80?2??80?20?80?20?80?802?2022
2?1600(22?17)(cm) 选C
DC AB点拨:三视图在机械制图中有着重要的作用,所以以应用题的形式出现的问题应该是考查的重点之一.解决此问题首先要分析清楚工作台的形状,作出其直观图;其次由所给数据分别确定各个面的形状,求出面积,再求和,即可解决.此问题可以延伸为求此工作台的体积,运用割补法即可解决.
例2:(2009福建高考)如右图,某几何体的正视图与侧视图都是边长为1的正方形,且体
1积为2.则该几何体的俯视图可以是
思路分析:此题有两种解法
解法1 由题意可知当俯视图是A时,即每个视图是变边长为1的正方形,那么此几何体是
1正方体,显然体积是1,注意到题目体积是2,知其是正方体的一半,选C.
解法2 当俯视图是A时,正方体的体积是1;当俯视图是B时,该几何体是圆柱,底面积
?1???S??????4,高为1,则体积是4;当俯视是C时,该几何是直三棱柱,故体?2?是411V??1?1?1?22,当俯视图是D时,该几何是圆柱切割而成,其体积是积是
?21?V???12?1?44.故选C.
点拨:每一个几何体,在固定其摆放位置后,只能画出唯一的一组三视图.反之,由一组三视图也只能画出唯一一个几何体的直观图.这就是三视图与直观图的关系.但是像本题这样,只给出一个几何体的正视图和侧视图,几何体的形状是无法确定的.所以必须根据其不同的俯视图,确定几何体的形状,计算其体积,与已知条件对照,才能确定正确答案.
例3:(2009广东高考)某高速公路收费站入口处的安全标识墩如图1所示,墩的上半部分是正四棱锥P - EFGH,下部分是长方体ABCD - EFGH. 图2和图3分别是该标识墩的正(主)视图和俯视图.
(1)请画出该安全标识墩的侧(左)视图; (2)求该安全标识墩的体积;
(3)证明: 直线BD?平面PEG.
P G H
C 侧视 E D A B 40c 正视 m 图2 图1
60cm 40cm P 40cm 图3
20cm 思路分析: (1)侧视图同正视图,如下图所示.
60c
m
H
O E 20c D m 40c
A B
m
V?VP?EFGH?VABCD?EFGH
(2)该安全标识墩的体积为:
G C
1??402?60?402?20?32000?32000?64000?cm2?3
(3)如图,连结EG,HF及 BD,EG与HF相交于O,连结PO.由正四棱锥的性质可知, PO?平面EFGH , ?PO?HF
又EG?HF ?HF?平面PEG 又BD//HF ?BD?平面PEG.
点拨:三视图中可以精确的刻画出几何体的长、宽、高等数据.所以利用长、宽、高来求传统的几何体的棱长、表面积、体积等,就成为立体几何中的重要问题.另外,将线面关系的证明与之相结合,也是此类问题的一个考察方面.本问题(1)考查的是侧视图的做法,在作图过程中务必注意标好长、宽、高这三个数值,“长对正,高平齐,宽相等”的原则要始终牢记.(2)可以将几何体拆成两部分来分别求体积.(3)则是很简单的一个线面垂直的证明问题.
例4:已知四棱锥P?ABCD的三视图如下,E是侧棱PC上的动点.学科网 (Ⅰ)求四棱锥P?ABCD的体积;学科网
(Ⅱ)是否不论点E在何位置,都有BD?AE?证明你的结论.
2211俯视图1正视图1侧视图思路分析:(1)是三视图的常见问题.(2)由已知E是侧棱PC上的动点,若不论点E在何位置,都有BD?AE,则只需BD垂直于AE所在的平面即可,点E在PC上运动时,
AE的轨迹是平面APC,则解决此问题的关键是判定直线BD是否垂直
于平面APC.
(1)由该四棱锥的三视图可知,其底面是边长为1的正方形,且侧棱
DPECPC?底面ABCD,PC?2. VP?ABCD?112PC?SABCD??2?1?333
AB∴
(2)不论点E在何位置,都有BD?AE.证明如下: 连接AC,∵ABCD是正方形,∴BD?AC
又∵PC?底面ABCD且BD?平面ABCD, ∴BD?PC
又AC?PC?C∴BD?平面APC, ∴不论点E在何位置,都有BD?AE
[巩固提高]
1.一个几何体的三视图如图所示,其中正视图中△ABC是边长为2的正三角形,俯视图为正六边形,那么该几何体的侧视图的面积为( )
32A.2 B.3 C.12 D.6
提示:这个几何体是一个高为3,底面边长为1的正六棱柱,所以选A
2.一个几何体的三视图如图所示,其中正视图和侧视图是腰长为4的两个全等的等腰直角三角形.若该几何体的体积为V,并且可以用n个这样的几何体拼成一个棱长为4的正方体,则V,n的值是( ) A.V?32,n?2
V?B.
64,n?33
V?C.
32,n?63 D.V?16,n?4
提示:这是一个底面是边长为4的正方形,高为4的四棱锥,选B
3.如图,一个空间几何体的主视图、侧视图是周长为4 一个内角为60°的菱形,俯视图是圆及其圆心,那么这 个几何体的表面积为 .
提示:这是将两个底面半径为2,母线长为4的圆锥底面 对气候组合成的几何体,所以其表面积为两个圆锥的侧面 积之和?
4. 两相同的正四棱锥组成如图1所示的几何体,可放棱长为1的正方体内,使正四棱锥的底面ABCD与正方体的某一个平面平行,且各顶点均在正方体的面上,则这样的几何体体积的可能值有( ) A.1个 B.2个
C.3个 D.无穷多个
提示:由于两个正四棱锥相同,所以所求几何体的中心在正四棱锥底面正方形ABCD中心,有对称性知正四棱锥的高为正方体棱长的一半,影响几何体体积的只能是正四棱锥底面正方形ABCD的面积,问题转化为边长为1的正方形的内接正方形有多少种,所以选D.