浙江 2013 · 数学 q12
题解图(原卷截图 · 含答案与官方解析)

文字转写(题面 + 答案)
题面
12.(4分)(2013•浙江)若某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则此几何体的体积等于___
(图中三视图内容:正视图是宽 、高 的矩形,右边的高被分成上 、下 两段,矩形内有一条从左边高 处连到右上角的斜线;侧视图是宽 、高 的矩形,矩形内有一条从左上角连到右边高 处的斜线;俯视图是两条直角边分别为 (水平)和 (竖直)的直角三角形,直角在左下角,斜边从左上角连到右下角。)
答案
本题的知识树
2 概念 · 1 公式 · 1 题型 · 2 套路 · 1 易错点 · 最深 2 层。长链是构建期派生的,源文件里只有最小一步。
套路作高拆成直角三角形入口竖着劈开——一个三棱锥加一个四棱锥
套路组合体分块求和入口补齐成直三棱柱,再把多出来的那个三棱锥挖掉在高 处横切一刀——下面是柱,上面是锥
攻略(零基础 → 会做)
三条竖棱 、、 的斜截三棱柱 —— 补一块、横切一刀、竖劈一刀,都得 · 最终答案:
转着看 · 换个机位再判断
斜截三棱柱 ABC-A'B'C':底面直角边 3、4(面积 6),三条竖棱 2、5、5;灰虚线是补齐用的三棱锥 A'-A''B'C'
拖动旋转 · 滚轮缩放(触屏双指)
冷启动:难的是还原,不是算
这类题的分全在还原上——三张平面图要在脑子里拼回一个立体。拼出来之后, 剩下的只是两条公式(柱 、锥 )相加减。
本题三张图里,真正带信息的是那三条斜线:
| 视图 | 外轮廓 | 里面那条斜线 |
|---|---|---|
| 正视图 | 宽 、高 的矩形(右边的高被分成上 、下 ) | 从左边高 处连到右上角 |
| 侧视图 | 宽 、高 的矩形 | 从左上角连到右边高 处 |
| 俯视图 | 直角边 、 的直角三角形 | 就是斜边 |
第一步,俯视图定底面。 俯视图画的是立体在水平面上的影子,所以底面是一个 直角边为 与 的直角三角形,面积
把它的三个顶点记作 (直角顶点)、、,则 、、。
第二步,正视图与侧视图定三条竖棱。 两张图的外轮廓都是高 的矩形,说明立体最高处是 ; 可两张图里各有一条斜线,说明顶上那个面不是水平的,是一个斜面。过 、、 各向上作一条竖直的棱,上端记作 、、,三条棱的长这样读出来:
- 正视图右边被分成 , 就是最矮那条竖棱 ;
- 正视图那条斜线从高 一路升到右上角的高 ,它是棱 ,于是 ;
- 侧视图那条斜线同样从高 升到高 ,它是棱 ,于是 。
所以立体是一个斜截三棱柱:底面是那个面积为 的直角三角形,三条竖棱 、,顶面 是一个斜面。到这里题目已经做完一半了。

解法一:补齐成直三棱柱,再把多出来的那个三棱锥挖掉
三条竖棱里有两条一样长(都是 ),只有 短了一截。那就把它补齐。
记 为 正上方 处的点。补完之后 与底面 全等且水平, 是一个货真价实的直三棱柱:
补进去的那一块,是以水平三角形 为底、以 为顶点的三棱锥。 底面积还是 ,顶点 到那个水平面的距离是 ,所以
两者相减:
官方解答走的正是这条路——「棱柱的高为 ,被截取的棱锥的高为 」,说的就是这两个数。
这里唯一要小心的是锥的那个 :漏了它就得 ,正好是个看着”也挺整”的错数。
解法二:在高 处横切一刀——下面是柱,上面是锥
不补,改切。过 作一个水平面,把立体切成上下两块。
下面一块是高 的直三棱柱(顶面正好从 处平切过去):
上面一块长这样:它的顶点是 ,四个底面顶点是 、 与 、 上高为 的那两点 (记作 、)。 是一个竖直的矩形,长 、宽 ,面积 。 到这个矩形所在平面的距离, 因为该平面是竖直的、且过直线 ,所以等于底面上 到直线 的距离。 在直角三角形里,斜边上的高等于两直角边之积除以斜边:
于是
顺手推出一条能当验算用的结论。 把上面那步不带数字地再算一遍:矩形的面积是 ,锥高是 ,两者一乘, 自己约掉:
也就是:底面积 三条竖棱的平均长。本题 ,一眼验完。
(上面这段推导用到了本题的 这个巧合;三条竖棱两两不等时结论照样成立, 但要换个证法——把立体切成三个三棱锥。这里只把它当本题的验算用。)
解法三:竖着劈开——一个三棱锥加一个四棱锥
前两条都在横向做文章,这条竖着来:用过 、、 三点的平面把立体劈开。 在这个平面下方、 与 在上方,所以它确实把立体分成两块。
下面一块是三棱锥 :底面就是那个面积为 的直角三角形, 高是竖棱 ,
上面一块是四棱锥 。 是过直线 的竖直矩形, 、,是个边长 的正方形,面积 ;顶点 到它的距离仍是 到直线 的那个 :
三条路殊途同归, 这个数被验了三遍。
三条提醒
- 深度别当成高。 俯视图里那个 是立体的深度(前后方向),它同时是侧视图的 宽;正视图和侧视图的竖向才是高。把 当成高,底面积就会算成 ,整道题错一个倍数。
- 锥的 别漏。 解法一漏了得 ,解法二、三漏了得 、——三个都不是答案, 但都”长得像答案”。
- 答案填的是数,不是式。 题目已经把单位 写在横线后面了,横线里只填 。