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答:①号物体用了8个小正方体,②号物体用了27个小正方体,③号物体用了10个小正方体,④号物体用了11个小正方体。
【分析】要解决这个问题,需分别明确从上面和右面观察立体图形的形状,移动小正方体时要保证两个方向的视图都不变。首先,从上面看,只要小正方体放在底层正方体的上方,从上面看到的图形就不会改变;接着分析从右面看的图形,从右面观察时,上层小正方体的位置需和底层正方形在同一列,才能保证右面看到的图形不变,据此确定移动位置。
【解析】1. 分析从上面看的图形:原模型底层有①、②、③三个并排的小正方体,要使从上面看到的图形不变,移动的小正方体放在底层任意一个小正方体上方均可,因此①、②、③、④号位置都满足从上面看不变。2. 分析从右面看的图形:从右面观察立体图形,底层呈现1个正方形,上层小正方体需与底层正方形在同一列,才能保证右面视图不变。若移到①号上方,从右面看上层正方形在左侧,与底层正方形不在同一列,不符合;移到②号上方,从右面看上层正方形在中间,与底层正方形不在同一列,不符合;移到③号上方,从右面看上层正方形在左侧,与底层正方形不在同一列,不符合;移到④号上方,从右面看上层正方形与底层正方形在同一列,符合要求。因此小正方体可移到④号上面。
【答案】D
【知识点】从不同方向观察立体图形
【点评】本题考查立体图形的视图,解题关键是同时结合从上面和右面两个方向的视图要求,培养空间想象能力,逐一分析选项即可得出答案。
【难度系数】0.5
【分析】
要画出从前面和右面看到的图形,需根据从上面看到的图形(正方形内数字为对应位置小正方体的层数),分别确定两个方向视图的形状:
1. 从前面看:视图的横向对应原图形的左右列,每列的高度是该列所有位置小正方体层数的最大值。
2. 从右面看:视图的横向对应原图形的前后行,每行的高度是该行所有位置小正方体层数的最大值。
据此可确定两个方向视图的结构。
【解析】
步骤1:确定前面视图:
原俯视图左右共3列,各列最高层数:左列小正方体层数为1和2,最大值是2;中列小正方体层数为3和2,最大值是3;右列小正方体层数是1,最大值是1。因此从前面看,底层(第1层)有3个正方形,第二层有2个正方形(左列和中列位置),第三层有1个正方形(中列位置)。
步骤2:确定右面视图:
原俯视图前后共3行,各行最高层数:后行小正方体层数是1,最大值是1;中行小正方体层数为2、3、1,最大值是3;前行小正方体层数是2,最大值是2。因此从右面看,底层(第1层)有3个正方形,第二层有2个正方形(中行和前行位置),第三层有1个正方形(中行位置)。
步骤3:根据上述结构,在对应网格中画出图形即可。
【答案】
画图略(前面视图:底层3个正方形,第二层中间2个正方形,第三层中间1个正方形;右面视图:底层3个正方形,第二层中间2个正方形,第三层中间1个正方形)
【知识点】
观察物体(三视图)
【点评】
本题考查从不同方向观察几何体的能力,核心是通过俯视图确定各方向视图的层数与位置,需要具备空间想象能力,理清小正方体分布与视图的对应关系。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决本题,首先分层计数确定立体图形的小正方体总数:上层有2个,下层有6个,合计8个。再针对三个问题,结合三视图的特点分析:
1. 从上面看到的图形由底层小正方体布局决定,上层小正方体在底层对应位置正上方,要保持上面视图不变,只能拿走上层的小正方体;
2. 从前面看到的图形是正前方的投影,需保证该投影不变,选择不影响前面视图的小正方体拿走;
3. 从右面看到的图形是右侧的投影,添加小正方体时不改变该投影即可,分析所有符合条件的位置数量。
【解析】
1. 数小正方体总数:分层计算,上层有2个小正方体,下层有6个,总个数为2+6=8个。
2. (1) 从上面看的图形仅与底层小正方体位置有关,上层小正方体在底层正上方,拿走上层的小正方体不会改变上面视图,上层共2个小正方体,故有2种不同方法;
(2) 从前面看的图形,下层有3个小正方形、上层有2个小正方形(左、中),拿走不影响该视图的小正方体,可选择下层后排右边的1个或最前排的1个,共2种不同方法;
(3) 从右面看的图形,底层有3个小正方形(前后排列)、上层有2个小正方形(后排),添加小正方体时,可在左侧下层小正方体的左边(3个位置)、右侧下层小正方体的右边(3个位置)、最右侧小正方体的上方(1个位置),合计3+3+1=7种不同方法。
【答案】
8;(1)2;(2)2;(3)7
【知识点】
观察物体(三视图)、组合体计数
【点评】
本题考查立体图形的三视图相关知识,需要学生具备空间想象能力,通过计数、增减小正方体的问题,加深对不同方向视图的理解,是小学阶段几何部分的典型题目。
【难度系数】
0.4
【分析】
要解决本题,需结合从前面(主视图)和右面(右视图)看到的图形(甲)分析立体结构:主视图显示物体有3列,左、右列高度为1,中间列高度为2;右视图显示物体有3行,前、后行高度为1,中间行高度为2。求最多小正方体数时,每个位置的最大数量为所在行、列最大高度的较小值;求最少时,需在满足各列、行高度要求的前提下,尽量减少小正方体数量,优先让重叠位置满足高度需求。
【解析】
(1) ① 最多小正方体数:
主视图各列最大高度:左列1,中列2,右列1;右视图各行最大高度:前行1,中行2,后行1。每个位置(行,列)的最大数为min(行高,列高),则:
前行:1+1+1=3个;中行:1+2+1=4个;后行:1+1+1=3个;总最多:3+4+3=10个。
② 最少小正方体数:
需满足左列、右列各至少1个,前行、后行各至少1个,中间位置(行2,列2)需2个。最少分布为:前行左、中、右各1个,中行中列2个,后行中列1个,总数:1+1+1+2+1=6个。
(2) 最少时从上面看到的图形为3×3方格,标注为:第一行(前行)1、1、1,第二行(中行)0、2、0,第三行(后行)0、1、0(答案不唯一)。
【答案】
3.(1)10;6 (2)
【知识点】
三视图;立体图形计数
【点评】
本题考查根据三视图确定立体图形的小正方体数量,需理解主视图、右视图与立体图形的对应关系,区分最多和最少的情况,锻炼空间想象能力,是空间几何的基础题型。
【难度系数】
0.5
【分析】
首先,对每个物体的小正方体数量采用分层计数法,按从下到上的顺序逐层计数后相加;计算补成大长方体或大正方体所需的最少数量时,需先确定能容纳该物体的最小长方体(或正方体)的长、宽、高,利用长方体体积公式(长×宽×高)或正方体体积公式(棱长×棱长×棱长)算出总个数,再减去已有小正方体的数量,即可得到还需要的个数。
【解析】
(1) 计算各物体的小正方体数量:
①号物体:共2层,每层4个,总数为 $4 + 4 = 8$(个);
②号物体:是棱长为3的正方体,总数为 $3×3×3 = 27$(个);
③号物体:分层计数,最底层5个,第二层3个,第三层2个,总数为 $5 + 3 + 2 = 10$(个);
④号物体:分层计数,最底层6个,第二层4个,第三层1个,总数为 $6 + 4 + 1 = 11$(个);
(2) 计算补全所需的小正方体数量:
③号物体:要搭成最小的大长方体,其长、宽、高分别为4、3、4,总个数为 $4×3×4 = 48$(个),还需要 $48 - 10 = 38$(个);
④号物体:要搭成最小的大正方体,其棱长为3,总个数为 $3×3×3 = 27$(个),还需要 $27 - 11 = 16$(个);
【答案】
(1) ①号物体用了8个小正方体,②号物体用了27个小正方体,③号物体用了10个小正方体,④号物体用了11个小正方体;
(2) ③号物体至少还需要38个小正方体,④号物体至少还需要16个小正方体。
【知识点】
组合体计数、长方体体积计算、正方体体积计算
【点评】
本题通过组合体计数与补全问题,考察学生的空间想象能力和几何公式的应用能力,分层计数是准确数出小正方体的关键,补全时需确定最小长方体/正方体的尺寸,体现了几何知识的实际应用。
【难度系数】
0.5