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學習・解釋・訂正

立體圖形的直觀圖

先理解概念,獨立嘗試,再解釋想法如何改變。

高一必修 第二册(A版).pdf · 8.2 · PDF 114 / 印刷頁 107

先重溫:基本立體圖形

專題 01

立體圖形的直觀圖

透過定義、對照例子及有理據的應用,掌握立體圖形的直觀圖。

學完之後,你能解釋

  • 以定義、有效空間推理及度量檢查處理立體圖形的直觀圖。
  • 連結不同表示法,說明每步理由,並處理邊界情況。
  • 能解釋解法,並把概念用於改變了的情境。

畫法約定

常用 45° 斜二測把退後方向長度折半,其餘方向按指定比例。

表示限制

示意圖保留某些相交及平行關係,不保留全部角度或距離。

預測 → 操作 → 解釋 → 遷移

先留下預測,再探索關係。

課節思考:計算前,預測「立體圖形的直觀圖」的一項定義條件改變後,結論會怎樣改變,並記錄理由。

模型實驗:先預測調整下列參數會改變哪個結果,再以顯示的數值檢查,並與課節問題比較。

長方體示意圖(非按比例):3×4×2;體積=24,表面積=52。

長方體示意圖(非按比例):3×4×2;體積=24,表面積=52。

解釋:比較兩個符合條件的例子及一個邊界或不符合條件的例子,利用所述定義解釋差異。

遷移:自擬新例子及一個容易令人信服的錯誤解法,再指出缺漏條件並修正。

試一試,把思路寫下來。

每次只看一個提示。訂正時記錄想法如何改變,不只抄下答案。

01 / 基礎#示範例題

在 45°、深度折半的斜二測畫法中,原深度為 d,求圖上長度。

d=4d=4
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
區分真實空間物件與所用斜二測畫法。
提示 2
退後軸的比例為二分之一。
完整解答
  1. 區分真實空間物件與所用斜二測畫法。

  2. 計算或化簡此關係式。

    d′=4/2=2d'=4/2=2
  3. 這是畫法約定,不是立體本身改變。

所求值為 2。

檢查與易錯點:這是畫法約定,不是立體本身改變。

先思考,待同學準備好再展開提示。

02 / 鞏固#示範例題

由折半的圖上深度求實際深度。

d′=3d'=3
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
區分真實空間物件與所用斜二測畫法。
提示 2
逆轉二分之一比例。
完整解答
  1. 區分真實空間物件與所用斜二測畫法。

  2. 計算或化簡此關係式。

    d=2d′=6d=2d'=6
  3. 不應對完整比例的軸作同樣復原。

所求值為 6。

檢查與易錯點:不應對完整比例的軸作同樣復原。

先思考,待同學準備好再展開提示。

03 / 遷移#示範例題

能否在斜二測圖上用尺直接量得正方體真實體對角線?說明可靠替代方法。

  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
區分真實空間物件與所用斜二測畫法。
提示 2
圖使用不同方向比例及非直角的投影角。
完整解答
  1. 區分真實空間物件與所用斜二測畫法。

  2. 計算或化簡此關係式。

    D=a2+a2+a2=a3D=\sqrt{a^2+a^2+a^2}=a\sqrt3
  3. 示意圖表示關係,通常不是度量完全相同的複本。

不能;應由三條真實互相垂直的棱長計算。

檢查與易錯點:示意圖表示關係,通常不是度量完全相同的複本。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

04 / 基礎#獨立練習

在 45°、深度折半的斜二測畫法中,原深度為 d,求圖上長度。

d=6d=6
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
區分真實空間物件與所用斜二測畫法。
提示 2
退後軸的比例為二分之一。
完整解答
  1. 區分真實空間物件與所用斜二測畫法。

  2. 計算或化簡此關係式。

    d′=6/2=3d'=6/2=3
  3. 這是畫法約定,不是立體本身改變。

所求值為 3。

檢查與易錯點:這是畫法約定,不是立體本身改變。

先思考,待同學準備好再展開提示。

05 / 基礎#獨立練習

由折半的圖上深度求實際深度。

d′=4d'=4
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
區分真實空間物件與所用斜二測畫法。
提示 2
逆轉二分之一比例。
完整解答
  1. 區分真實空間物件與所用斜二測畫法。

  2. 計算或化簡此關係式。

    d=2d′=8d=2d'=8
  3. 不應對完整比例的軸作同樣復原。

所求值為 8。

檢查與易錯點:不應對完整比例的軸作同樣復原。

先思考,待同學準備好再展開提示。

06 / 基礎#獨立練習

水平長方形邊長 2、4,退後邊折半並畫成 45°,圖上面積為 c√2,求 c。

  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
區分真實空間物件與所用斜二測畫法。
提示 2
把相鄰圖上邊長及圖上夾角正弦相乘。
完整解答
  1. 區分真實空間物件與所用斜二測畫法。

  2. 計算或化簡此關係式。

    Sdraw=2⋅(4/2)⋅sin⁡45∘=22S_{\text{draw}}=2\cdot(4/2)\cdot\sin45^{\circ}=2\sqrt2
  3. 圖上面積與實際底面積不同。

所求值為 2。

檢查與易錯點:圖上面積與實際底面積不同。

先思考,待同學準備好再展開提示。

07 / 基礎#獨立練習

空間直角在斜二測圖中必須畫成直角嗎?說明。

  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
區分真實空間物件與所用斜二測畫法。
提示 2
比較實際坐標軸及畫圖坐標軸。
完整解答
  1. 區分真實空間物件與所用斜二測畫法。

  2. 計算或化簡此關係式。

    90∘ in space ↦45∘ in the sketch90^{\circ}\text{ in space }\mapsto45^{\circ}\text{ in the sketch}
  3. 圖保留某些相交及平行關係,不保留所有角度。

不必。互相垂直的地面坐標軸刻意畫成 45°。

檢查與易錯點:圖保留某些相交及平行關係,不保留所有角度。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

08 / 鞏固#獨立練習

垂直棱實長 5,垂直比例為一,求圖上長度。

  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
區分真實空間物件與所用斜二測畫法。
提示 2
讀取垂直軸所用比例。
完整解答
  1. 區分真實空間物件與所用斜二測畫法。

  2. 計算或化簡此關係式。

    h′=1⋅5=5h'=1\cdot5=5
  3. 深度折半只適用於指定退後方向。

所求值為 5。

檢查與易錯點:深度折半只適用於指定退後方向。

先思考,待同學準備好再展開提示。

09 / 鞏固#獨立練習

一般立體示意圖如何區分隱藏棱?解釋用途。

  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
區分真實空間物件與所用斜二測畫法。
提示 2
是否可見取決於選定視點。
完整解答
  1. 區分真實空間物件與所用斜二測畫法。

  2. 先選視點,再判斷每條棱是否被面遮擋。

  3. 隱藏棱仍屬立體的一部分。

隱藏棱用虛線,可見棱用實線,視點保持一致。

檢查與易錯點:隱藏棱仍屬立體的一部分。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

10 / 鞏固#獨立練習

深度折半、45° 的斜二測中,水平面積比例為何是 √2/4?

  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
比較原長方形面積及圖上平行四邊形面積。
提示 2
面積取決於相鄰邊長及夾角。
完整解答
  1. 比較原長方形面積及圖上平行四邊形面積。

  2. 計算或化簡此關係式。

    ab(1/2)sin⁡45∘ab=2/4\frac{ab(1/2)\sin45^{\circ}}{ab}=\sqrt2/4
  3. 此比例適用於所述水平斜二測約定。

深度比例提供 1/2,斜角提供 sin45°=√2/2。

檢查與易錯點:此比例適用於所述水平斜二測約定。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

11 / 鞏固#獨立練習

在 45°、深度折半的斜二測畫法中,原深度為 d,求圖上長度。

d=8d=8
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
區分真實空間物件與所用斜二測畫法。
提示 2
退後軸的比例為二分之一。
完整解答
  1. 區分真實空間物件與所用斜二測畫法。

  2. 計算或化簡此關係式。

    d′=8/2=4d'=8/2=4
  3. 這是畫法約定,不是立體本身改變。

所求值為 4。

檢查與易錯點:這是畫法約定,不是立體本身改變。

先思考,待同學準備好再展開提示。

12 / 遷移#獨立練習

由折半的圖上深度求實際深度。

d′=5d'=5
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
區分真實空間物件與所用斜二測畫法。
提示 2
逆轉二分之一比例。
完整解答
  1. 區分真實空間物件與所用斜二測畫法。

  2. 計算或化簡此關係式。

    d=2d′=10d=2d'=10
  3. 不應對完整比例的軸作同樣復原。

所求值為 10。

檢查與易錯點:不應對完整比例的軸作同樣復原。

先思考,待同學準備好再展開提示。

13 / 遷移#獨立練習

水平區域在深度折半、45° 斜二測的圖上面積為 9√2,求實際面積。

  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
逆轉面積比例,不只是深度比例。
提示 2
完整面積因數是 √2/4。
完整解答
  1. 逆轉面積比例,不只是深度比例。

  2. 計算或化簡此關係式。

    S⋅2/4=92⇒S=36S\cdot\sqrt2/4=9\sqrt2\Rightarrow S=36
  3. 二維比例包括夾角影響。

所求值為 36。

檢查與易錯點:二維比例包括夾角影響。

先思考,待同學準備好再展開提示。

專注一道題目

課末檢核與訂正

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    教師備課與評核

    提問順序

    • 使用「立體圖形的直觀圖」的主要法則前,須滿足甚麼條件?
    • 哪一種表示法能使此題較易處理?為甚麼?
    • 改變一項假設後,原結論還成立嗎?

    板書重點

    • 以定義、有效空間推理及度量檢查處理立體圖形的直觀圖。
    • 畫法約定:常用 45° 斜二測把退後方向長度折半,其餘方向按指定比例。
    • 表示限制:示意圖保留某些相交及平行關係,不保留全部角度或距離。
    • 總結:條件 → 表示 → 推理 → 檢驗。

    預期想法

    • 預期理由:常用 45° 斜二測把退後方向長度折半,其餘方向按指定比例。
    • 預期理由:示意圖保留某些相交及平行關係,不保留全部角度或距離。
    • 預期修正:圖上量得長度不一定等於真實空間長度。

    評核清單

    • 1:辨識已知條件及所求。
    • 1:選取合適定義、表示或方法。
    • 1:推理連貫且正確。
    • 1:檢驗條件並解釋結果。

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    教材與來源說明 ↗