本题导读

本题考查空间几何体的三视图和直观图,以及空间几何体的表面积与体积。

📌【题干】

Question

(2012年北京卷(理))

某三棱锥的三视图如图所示,该三棱锥的表面积是()

A.    B.    C.    D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 空间几何体复原:
  • 俯视图表明底面是一个直角三角形,直角边长分别为 和 。
  • 正视图表明有一个侧面垂直于底面,该侧面是一个底边长为 、高为 的三角形,且高线将底边分为 和 两段。
  • 侧视图验证了三棱锥的高为 ,且顶点在底面上的射影落在底面的直角边上。
  1. 计算各面面积:
  • 三棱锥共有 4 个面,需要分别求出底面、垂直侧面以及另外两个倾斜侧面的面积。
  • 利用勾股定理依次求出未知侧面的底边与高线模长,最后进行面积加和。

✅【答案】

点击查看答案

B

✍【详细解析】

Abstract

第一步:空间几何体结构与线段长解构

由三视图可知,该几何体为一个三棱锥 。

  • 底面 : 的直角三角形,直角边 ,斜边上的投影底边 。
  • 垂直侧面 :面 面 。顶点 在 上的射影为 ,高 。垂足 将 分为 。

根据空间垂直关系及勾股定理,计算侧棱与相关线段长:

  • 在 中, ;
  • 在 中, ;
  • 由于面 面 且 ,根据面面垂直的性质定理,可得 面 。因此 是以 为直角顶点的直角三角形。

第二步:分步计算 4 个面的面积

  1. 底面 的面积:

  1. 后侧面 的面积:

  1. 右侧面 的面积:

由于 ,直角边 :

  1. 左侧面 的面积:

三边长分别为 。在 中,斜边 。

底边 。

由于 , 是以 为底边的等腰三角形。

过 作 的垂线交于 ,则 为 的中点, 。

高线 。

第三步:计算表面积总和

故选 B

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:空间几何体三视图的投影复原;线面垂直性质在隐性直角三角形判定中的应用;等腰三角形面积的勾股解算。
  1. 核心方法:多边形分面面积累加法。
  1. 避坑指南:
  • 易错将 和 的高线直接看作正视图或侧视图的已知长。必须利用空间垂直关系(如三垂线定理或面面垂直性质)先判定出 是直角三角形,进而求出斜边作为 的边长。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:

本题为2012年北京卷高考理科数学第7题,属于立体几何初步章节的传统核心考题,通过三视图形式动态考查考生的空间还原能力与多边形算术基本功。

  1. 结论推广:

对于此类一侧面垂直于底面的特殊三棱锥模型,若底面为直角三角形(两直角边为 ),垂直侧面高为 ,射影将斜边分为 两段。其空间各侧面的直角边和斜边结构具有高度的代数守恒性,可以通过建立统一的勾股代数方程组,将四面面积固化为由元素 级联表示的解析通式。

🔗【关联脉络】

Multi column

知识锚点 (Nodes)

类题演练 (Links)