1、空间几何体的“折”与“展”福建姜苏和在研究空间几何体问题时,经常要进行一些图形变换,折叠(旋转)和展开就是两种常见的图形变换形式一、折叠(旋转)把平面图形按照一定的规则要求进行折叠或旋转,得到空间几何体,进而研究其性质,是一种常见的题型解这类问题的关键是要分清折叠(旋转)前后的位置关系与数量关系的变与不变例1将边长为的正方形沿对角线折起,使得,则三棱锥的体积为图2解析:先作图如下:对照平面图形和立体图形反复观察,不难发现,折叠前的线段和,它们在折叠后的长度未变,仍为由勾股定理不难算出折叠前与垂直的线段虽被折成两段,但与的垂直关系并没有改变,即因此易知即为三棱锥的高,从而易求出三棱锥的体积例2面
2、积为的等边三角形绕其一边中线旋转所得圆锥的侧面积是解析:设等边三角形的边长为1,则旋转所得的圆锥的母线长为,底面圆的半径为,如图3,图4,即圆锥侧面积为二、展开将空间图形转化为平面图形,是解决立体几何问题最基本和最常用的方法而将空间图形展开后,弄清几何体中的有关点、线在展形图中的相应位置关系是解题的关键例3长方体中,从点出发沿表面运动到点的最短路线长是解析:从沿长方体的表面到是一条折线,如果将折线变为直线,最短路线就容易求出思路就是沿长方体的棱剪开,使得展开后在同一个平面上,求出即可至于如何剪,从点出发,有如图(图5,图6,图7均为简图)所示三种情况,在图5中,;在图6中,;在图7中,对这三种情况比较大小,故应选() 例4 圆台上底面半径为5cm,下底面半径为10cm,母线长为20cm,从中点拉一根绳子绕圆台侧面转到,求绳子最短的长度,并求绳子上各点与上底圆周距离的最小值解析:如图8,沿母线将侧面展开,“化曲为直”,连结,则即为绳子的最短长度,圆心角,在中,cm,绳子的最短长度为50cm作交于,是顶点到的最短距离,cm,即绳子上各点与上底圆周的最短距离为4cm