题目
如图,左边立体图形中,正方体 -(上底面 ,下底面 ,、、、 分别与 、、、 上下对应)被平面 所截, 是棱 上的点, 是棱 上的点。请在右边的展开图中画出四边形 的四条边 、、、。
最关键的思路
展开图上的每一个小正方形都是正方体的一个面。要画出截面的边,不需要整体想象折叠,只需要一条一条看:线段 、、、 各自落在正方体的哪一个面上,就在展开图里对应的那个小正方形内,把两个端点连起来即可。
四条边正好分布在 4 个不同的面上,展开后就是 4 条互不相连的线段——这是正常的,因为纸摊平后,原来靠折痕连在一起的边会被"拉开"。
解答过程
第一步:认出每条边所在的面。
正方体六个面:上底面 、下底面 、前面 、后面 、左面 、右面 。
逐条边判断:
- :、 都是上底面 的顶点 → 是上底面的对角线。
- : 在前面 ( 是前面顶点), 在棱 上, 正好是前面的一条边 → 落在前面内。
- : 在棱 上, 在棱 上,、 都是下底面 的边 → 落在下底面内。
- : 在棱 上( 是右面的边), 是右面 的顶点 → 落在右面内。
第二步:在对应的展开图小正方形里描点连线。
展开图里六个小正方形分别对应六个面(对照下方展开图):
- 中间横排从左到右依次是:上底面 (对应 )→ 左面 (对应 )→ 下底面 (对应 )→ 右面 (对应 );
- 下底面正方形正上方多出的那格是后面 ;正下方多出的那格是前面 。
、 的位置由棱上的原始比例决定,展开后位置不变(展开图不改变每条棱上的比例关系): 落在下底面正方形的下边( 边)上, 落在下底面正方形的右边( 边)上。
对应画法:
- :在最左边"上底面"格子里,连接左上角 到右下角 (一条对角线)。
- :在下方"前面"格子里,从左下角 连到上边上的点 。
- :在中间"下底面"格子里,从下边上的点 连到右边上的点 (折线转角处,靠近 角)。
- :在最右边"右面"格子里,从左边上的点 连到右上角 。
示意图
(灰底两格是上下加出来的「后面」「前面」;橙色线依次是 (上底面对角线)、(前面内)、(下底面内,靠近 角的短转折)、(右面内)。)
验算
用「共享边比例一致」来检查: 是棱 上的一点,它在展开图里出现在两处——下底面格子的下边、前面格子的上边。这两处其实是同一条棱 展开后的两条边,只要 在这两处到 的距离占边长的比例相同,说明画对了。 同理,检查下底面格子右边与右面格子左边上、 到 的比例是否一致。
再从整体折一遍看看:把六个格子按折痕折回正方体,(上底面格子左上角)与 (右面格子右上角)应该重合到同一个顶点,(上底面格子右下角)与 (前面格子左下角)应该重合——折回去后 、、、 首尾相接,正好围成题目给出的四边形 ,与左边的立体图一致。
易错点
- 直接照抄立体图里线段的"长相"画到展开图上,而不是先判断每条边具体落在哪个面内——展开图里同一条边在不同面上的方向可能完全不同。
- 忘记一个顶点在展开图中可能重复出现(如 、 各出现两次),连错到了同名但位置不对的那个点上。
- 把 错连成一条直的对角线,而忽略了 、 分别在下底面正方形的两条不同边(下边和右边)上,连线其实是靠近 角的一条短斜线。
方法总结
- 展开图问题的核心是"面对面":先确定线段的两个端点落在正方体的同一个面上,再去对应的小正方形里连线,而不要试图整体挪动或想象折叠过程。
- 正方体的顶点在展开图中通常会重复出现(一个顶点属于几个面,就出现几次),画图时要选对当前这条线段所在面里的那一个。
- 棱上的分点(如 、)在展开图中出现的两个位置,到共享顶点的比例必须一致——这是检验展开图画得对不对的直接方法。