【分析】
我们先明确原立体图形的结构:一共由4个相同小正方体组成,后排沿左右方向并排摆放3个小正方体,前排最右侧位置摆放1个小正方体。要满足添加小正方体后某一方向的视图不变,核心逻辑是:添加的小正方体不能改变该方向观察到的正方形的数量、排列方式,且新方块至少有一个面和原有方块重合。我们分三个小问逐一推导:
1. 从右面观察时,原视图是横向并排的2个正方形,要保持视图不变,新增方块不能让右视图新增多余的正方形,枚举所有符合“至少一个面贴合原有方块、右视图不变”的位置,就能得到添法总数。
2. 从上面观察时,视图是4个正方形组成的现有布局,要保持俯视图不变,新增方块只能放在原有4个小正方体的正上方,这样从上方看还是原来的4个正方形,直接数合法位置即可得到添法数。
3. 从前面观察时,原视图是横向并排的3个正方形,要保持正视图不变,新增方块只能放在原有方块的正前方或者正后方,枚举所有符合贴合要求的位置,就能得到总添法数。
【解析】
首先确认原立体的小正方体分布:共4个小正方体,后排左右排列3个,前排仅最右位置有1个。
(1) 要从右面看到的图形不变,新增小正方体不能改变右视图的形状,所有满足“至少一个面与原有方块重合、右视图形状不变”的合法位置共5处,因此对应5种不同添法。
(2) 要从上面看到的图形不变,新增小正方体只能放在原有4个小正方体的顶面正上方,每一个原有方块上方都可放置1个新方块,共4个合法位置,因此对应4种不同添法。
(3) 要从前面看到的图形不变,新增小正方体可以放在原有方块的正前方(不超出原有正视图的左右范围),也可以放在原有方块的正后方,枚举所有满足面重合要求的合法位置,总共有6处,因此对应6种不同添法。
【答案】
(1) 5;(2) 4;(3) 6
【知识点】
三视图观察
正方体拼接
空间计数
【点评】
本题是小学空间几何的经典题型,核心考察对三视图性质的理解,不需要实际搭建模型,通过空间想象枚举所有合法位置即可解题,解题时要注意避免漏数、重复计数,能很好锻炼学生的空间想象能力。
【难度系数】
0.6