本题导读

本题考查空间几何体的三视图,以及平行投影。

📌【题干】

Question

(2013年新课标II卷(理)) 7. 一个四面体的顶点在空间直角坐标系 中的坐标分别是 ,,,.画该四面体三视图中的正视图时,以 平面为投影面,则得到正视图可以为()

🔍【思路分析】

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  1. 理解投影原理:正视图以 平面为投影面,意味着所有点向 的平面进行垂直投影。在投影过程中,每个点的 坐标被忽略,只保留 坐标。
  2. 计算投影点坐标:
    • (在 坐标系中)
  3. 确定投影形状:投影点围成的是一个边长为 1 的正方形,其顶点为 。
  4. 判定虚实线(遮挡关系):
    • 观察 坐标: 坐标较大的点向较小的点看(或反之,取决于视点方向,通常正视图视点在 轴负方向)。
    • 空间线段 与 是四面体的相对棱。
    • 线段 的投影是正方形的对角线,连接 和 ?不对,重新对应坐标。

✅【答案】

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A

✍【详细解析】

Abstract

第一步:确定投影点的平面坐标 设四个顶点为 :

  • 投影点
  • 投影点
  • 投影点
  • 投影点

这四个投影点在 平面上构成了一个正方形的四个顶点。

第二步:分析棱的投影 四面体共有 6 条棱:

  1. 的投影:连接 和 ,是正方形的右侧边。
  2. 的投影:连接 和 ,是正方形的一条对角线。
  3. 的投影:连接 和 ,是正方形的左侧边。
  4. 的投影:连接 和 ,是正方形的另一条对角线。
  5. 的投影:连接 和 ,是正方形的上侧边。
  6. 的投影:连接 和 ,是正方形的下侧边。

第三步:判定遮挡(虚实线) 正视图视点沿 轴正方向看。

  • 棱 : 的 , 的 。这条棱在“后面”。
  • 棱 : 的 , 的 。这条棱在“前面”。 因为前面没有面遮挡 ,它应为实线。而 被四面体的体部遮挡(或者说位于视线更远端且被前面的棱交叉),在投影图中表现为被遮挡的对角线,应为虚线。

观察选项:正方形外框全为实线,两条对角线一实一虚。 选项 A 符合:左下到右上的对角线为实线,左上到右下的对角线为虚线。

故选:A。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:正视图是空间几何体在垂直于观察视线的平面上的投影。

核心方法:坐标投影法。将空间坐标简化为平面坐标 ,可以极大地降低空间想象的难度。

避坑指南:注意区分“可见轮廓线”画实线,“被遮挡的轮廓线”画虚线。本题中两条对角线代表四面体的两组对棱。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:俯视图(投影到 )、左视图(投影到 )。

结论推广:若一个四面体的三组对棱分别相等,它被称为“等腰四面体”,可以嵌入到一个长方体中,其投影往往与长方体的面投影相关。

方法推广:遇到复杂的坐标投影题,列出点的 表格并手动划掉投影平面不需要的那个轴坐标是最稳妥的做法。

🔗【关联脉络】

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