立体展开图

基础

把立体拆开铺平,看到所有面。

适合:小五数学 · 单元:图形与空间 · 建议学习路径第 14/36 课

学完呢课,你会识:
  • 展开图 = 立体剪开摊平的平面图样
  • 正方体:6 个正方形;三角柱:5 个面(2 三角 + 3 长方)
  • 四角锥:1 正方形 + 4 三角形
数学Mathematics

1重点摘要 Summary

把立体拆开铺平,看到所有面。

2生字卡 Vocabulary

S
Solid立体

三维图形:长方体、正方体、圆柱等。

N
Net展开图

立体剪开摊平的图样。

C
Cube正方体

六个一样大正方形的立体,例如骰子。

T
Triangular prism三角柱

两个三角形底 + 三个长方形侧面的柱体。

S
Square pyramid四角锥

一个正方形底 + 四个三角形侧面。

C
Cylinder圆柱

两个圆底 + 一个曲面侧面(摊开是长方形)。

F
Face count面数

立体有多少个面:正方体 6、三角柱 5。

F
Fold test折合测试

折埋不重叠、没有漏面,先是真展开图。

3逐步讲解 Steps

  1. 第1步:展开是什么把纸包饮品盒沿着边剪开摊平,立体就变成一块连在一起的平面图样,这个过程叫展开,摊平后的图样叫展开图。为什么要学展开图?因为摊平之后量度和计算都方便,折起来又变回立体,能帮助理解立体的结构,包装盒的设计也是由展开图开始的。每种立体都有自己的展开图,剪的位置不同,得到的图样也可能不同。常见误解是以为一种立体只有一种展开图,其实正方体就有十多种不同的摊法,只要折得回去都正确。
  2. 第2步:正方体的展开图正方体的展开图由 6 个一样大的正方形组成,可以排成十字形、一四一款式等十多种样式。虽然样式很多,但每一种折回去都能成为正方体,因为 6 个面全部相同,怎样排都不会不合适。判断时可以在心里折一次,留意 6 个面会不会重叠,例如五个正方形排成一长排的图样,折起来必定重叠,所以不是展开图。常见错误是只数面数有 6 个就判对,不检查会不会重叠;面数与折合两项都要查,判断才可靠。
  3. 第3步:三角柱的展开图三角柱有 2 个三角形的底和 3 个长方形的侧面,所以展开图共有 5 个面:3 个长方形连成一排,两侧各连著 1 个三角形。为什么是这样的组合?折起来时,3 个长方形围成柱身,2 个三角形分别盖住上下两端,正好把立体封闭。最常见的摊法是中间三格长方形、左右各一格三角形。常见错误是把两个三角形画在长方形的同一侧,折合时两个三角形挤在同一端,另一端敞开无法封闭;画完在心里折一次就能查出。
  4. 第4步:四角锥的展开图四角锥的底是一个正方形,侧面是 4 个三角形,所以展开图共有 5 个面:中间 1 个正方形,四周连著 4 个三角形。折起来时,4 个三角形向中间上方合拢,尖端聚在一起成为锥顶。为什么侧面是三角形?因为锥体的侧面由底面边缘斜向上收窄到顶点,每一面都必定是三角形,金字塔就是四角锥的样子。常见错误是把侧面画成长方形,那是柱体的特征;或者只画 3 个三角形,盖不住底的四条边,数一数侧面个数就能查出。
  5. 第5步:圆柱的展开图圆柱的展开图有 3 个面:侧面摊开是一个长方形,上下各连 1 个圆。长方形的阔等于圆柱的高,长等于底面圆的周长,这样长方形才能正好围住两个圆。为什么侧面摊开是长方形?用一张纸卷成圆筒再摊开试一次就明白了,曲面摊平必然是矩形。常见错误是把长方形的长写成直径,忘记它必须是周长,结果长方形围不住两个圆;记住长等于 2 × π × 半径,例如半径 2 厘米时长约 12.56 厘米,卷一卷纸验证最直观。
  6. 第6步:用折合测试判断判断一个图样是不是某个立体的展开图,最好的方法是在心里折一次:先数面数够不够,再看会不会重叠,最后查有没有开口。以三角柱为例,3 个长方形围成一圈,2 个三角形盖住上下,面数和形状都对,就是正确的展开图。为什么这个测试可靠?因为展开图必须同时满足面数正确、无重叠、无缺口三个条件,缺一不可。常见错误是只检查其中一项,例如面数对了就以为没问题,结果两个面重叠而漏了另一端,三项全部通过才可判定。

4图解 Diagrams

常见立体的展开图 Nets of solids立方体6 个正方形圆柱长方形 + 2 个圆三角柱3 个长方形 + 2 个三角形展开图=立体「摊平」的样——同一个立体可以有不止一种展开法
图 1:常见立体展开图

5例题示范 Example

例题:一个三角柱的展开图有多少个面?各是什么形状?请用折合测试说明。

  1. 数底面:三角柱有 2 个三角形底,一上一下。
  2. 数侧面:柱身由 3 个长方形围成。
  3. 合计:2 + 3 = 5 个面,即 2 个三角形加 3 个长方形。
  4. 折合测试:3 个长方形围成一圈,2 个三角形正好盖住上下两端,没有重叠也没有缺面。
  5. 答案:三角柱的展开图共有 5 个面,是 2 个三角形加 3 个长方形。用折合测试检查:3 个长方形连成一排,围起来成为柱身,2 个三角形分别接在两侧,折起来正好盖住上下两端。面数正确、没有重叠、没有缺面,所以这个展开图是对的。

6常见错误 Mistakes

✗ 面数错:说三角柱展开有 4 个面。
✓ 三角柱 = 2 三角形 + 3 长方形 = 5 个面。
✗ 以为所有立体展开都是长方形。
✓ 不同立体不同:正方体是正方形、三角柱有三角形、圆柱有圆。
✗ 圆柱展开漏了两个圆。
✓ 圆柱展开 = 1 长方形 + 2 圆。
✗ 有重叠面的图都当展开图。
✓ 用折合测试:不可以重叠、不可以漏面。

75 题快测 Quick check

Q1正方体展开图有多少个面?

Q2三角柱展开图有多少个面?

Q3四角锥展开图是由哪些面组成?

Q4圆柱的展开图有哪些面?

Q5三角柱的两个底是什么形状?

8重点回顾 Recap

  • 展开图 = 立体剪开摊平的平面图样
  • 正方体:6 个正方形;三角柱:5 个面(2 三角 + 3 长方)
  • 四角锥:1 正方形 + 4 三角形
  • 圆柱:1 长方形 + 2 圆
  • 真展开图要过折合测试:不重叠、不漏面

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