几何进阶 · 立体世界

从三维到展开图

📖 柏拉图立体:古希腊哲学家柏拉图发现,世界上只存在5种"正多面体"—— 每个面都是相同的正多边形。正四面体(4个三角形)、正六面体/立方体(6个正方形)、正八面体(8个三角形)、 正十二面体(12个五边形)、正二十面体(20个三角形)。为什么会这样?这是一个困扰了数学家两千年的问题。

认识常见立体图形

正方体
6个面都是正方形
8个顶点,12条棱
长方体
6个面都是长方形
(可能2个是正方形)
圆柱
2个圆形底面+1个曲面
圆锥
1个圆形底面+1个曲面+1个顶点

没有面/棱/顶点
表面每个点到球心距离相等
棱柱/棱锥
底面是多边形
三棱柱、四棱锥……

🧠 欧拉公式(预告)

💡 对于任何凸多面体:顶点数(V) − 棱数(E) + 面数(F) = 2
试试:正方体 V=8 E=12 F=6 → 8−12+6=2 ✓
长方体 V=___ E=___ F=___ → ____−____+____=2
三棱锥 V=___ E=___ F=___ → ____−____+____=2

展开图——从3D到2D

下面每个立体图形的展开图是哪一个?连线。

正方体
有11种不同的展开图!
你能画出几种?
长方体
3组不同的长方形面
每组对面相同
圆柱
展开是2个圆+1个长方形
长方形长=底面周长
圆锥
展开是1个圆+1个扇形
扇形弧长=底面周长

表面积计算

1. 正方体棱长5cm,表面积=6×(5×5)=____cm²
2. 长方体长8cm宽5cm高3cm,表面积=2×(8×5+8×3+5×3)=2×(40+24+15)=____cm²
3. 圆柱底面半径3cm高10cm,侧面积=2×3.14×3×10≈____cm²,
   两个底面积=2×3.14×3×3≈____cm²,表面积≈____cm²