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直棱柱与圆锥的侧面展开图

理解直棱柱侧面展开为若干矩形、圆锥侧面展开为扇形,并建立展开图尺寸与原几何体的对应关系。

11 分钟投影与视图
本文章目录

01 · 出发点

从“直棱柱与圆锥的侧面展开图”中的对象与问题出发

理解空间物体在平面上的投影,并在实物与三视图之间转换。

具体到“直棱柱与圆锥的侧面展开图”,先辨认题目中的对象、已知条件和所求结论,再判断需要计算、作图、建模还是证明。

02 · 概念

直棱柱与圆锥的侧面展开图的定义、条件与表示

直棱柱的侧面展开图由若干矩形依次相连,每个矩形的一边是棱柱的高,另一边对应底面的一条边。圆锥侧面展开为扇形,扇形半径等于圆锥母线,扇形弧长等于圆锥底面周长。

理解直棱柱侧面展开为若干矩形、圆锥侧面展开为扇形,并建立展开图尺寸与原几何体的对应关系。

03 · 方法

统一观察方向与尺寸对应

  1. 01

    先确定投射线和投影面,画三视图时固定从前、上、左三个方向观察。

  2. 02

    以主视图为基准对应长度和高度,再用俯视图、左视图补充宽度与遮挡信息。

  3. 03

    还原几何体时让三幅视图逐项相容,并用可见线、虚线和尺寸复核结构。

04 · 例题

把方法落到具体问题

1求圆锥侧面展开扇形

一个圆锥的底面半径为 3 cm3\text{ cm},母线长为 5 cm5\text{ cm}。求侧面展开扇形的圆心角和面积。

  1. 1

    扇形半径为母线长 5 cm5\text{ cm},弧长等于底面周长 2π3=6π cm2\pi\cdot3=6\pi\text{ cm}

  2. 2

    半径为 5 cm5\text{ cm} 的整圆周长为 10π cm10\pi\text{ cm},故扇形占整圆的比例为 6π10π=35\dfrac{6\pi}{10\pi}=\dfrac35

  3. 3

    圆心角为 35360=216\dfrac35\cdot360^\circ=216^\circ,面积为 35π52=15π cm2\dfrac35\cdot\pi\cdot5^2=15\pi\text{ cm}^2

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 理解直棱柱侧面展开为若干矩形、圆锥侧面展开为扇形,并建立展开图尺寸与原几何体的对应关系。
  • 圆锥的高位于内部,不出现在侧面展开图的边界上;扇形半径对应的是从顶点到底面圆周的母线。
  • 侧面展开扇形的圆心角为 216216^\circ,面积为 15π cm215\pi\text{ cm}^2