本题导读

本题考查三视图还原几何体,以及柱体的体积计算。

📌【题干】

Question

(2019年浙江卷)祖暅是我国南北朝时代的伟大科学家。他提出的“幂势既同,则积不容异”称为祖暅原理,利用该原理可以得到柱体体积公式 ,其中 是柱体的底面积, 是柱体的高。若某柱体的三视图如图所示,则该柱体的体积是()

A.       B.       C.       D.

🔍【思路分析】

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  1. 明确几何体特征:题目已经明确告知这是一个“柱体”,且给出了体积公式 。因此,我们的核心任务只有两个:求底面积 和求高 。
  2. 从三视图中提取数据:
  • 找高 :柱体的高通常直接体现在主视图或左视图的纵向高度上(本题解析给出高 )。
  • 求底面积 :柱体的底面形状通常体现在俯视图中。由于底面是不规则多边形,我们需要作辅助线(分割线),将其分割为两个我们熟悉的图形(本题中为两个直角梯形)。
  1. 计算体积:分别计算两个梯形的面积并求和得到 ,最后代入 求解。

✅【答案】

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B

✍【详细解析】

Abstract

【答案】 B

【解析过程】 根据三视图还原几何体,该几何体是一个底面为多边形、侧棱垂直于底面的直棱柱。

第一步:确定柱体的高 从三视图(主视图/左视图)可以读出,该直棱柱的高为:

第二步:计算柱体的底面积 从俯视图可以看出,该棱柱的底面是一个不规则多边形。我们沿中间的虚线(或特征点所在垂线)将其分割为左右两个直角梯形:

  • 左侧梯形:上底 ,下底 ,高 。 其面积 。
  • 右侧梯形:上底 ,下底 ,高 。 其面积 。

底面总面积 为两个梯形面积之和:

第三步:计算总体积 根据柱体体积公式 ,代入求得的数据:

对照选项,正确答案为 B。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. “长对正、高平齐、宽相等”:这是看三视图的九字真言。底面的各种边长通常要在俯视图中找,而柱体的高则在主视图或左视图中找。
  2. 多边形面积的“割补法”:在高考三视图中,如果俯视图不是标准的三角形或矩形,千万不要硬套公式。用一条辅助线把它“割”成几个直角梯形或三角形,是容错率最高的做法。

📖【试题探源与推广】

Tip

在 Obsidian 笔记中,可以顺便记录一下这个经常作为高考背景知识的中国数学史亮点:

  • 原文:“幂势既同,则积不容异。”
  • 幂 (mì):指截面积。
  • 势 (shì):指几何体的高。
  • 积 (jī):指体积。
  • 现代数学翻译:夹在两个平行平面之间的两个立体几何图形,如果被平行于这两个平面的任意一个平面所截,得到的两个截面的面积总相等,那么这两个几何体的体积必定相等。
  • 西方对应:在西方数学史中,这被称为卡瓦列里原理 (Cavalieri’s principle),由意大利数学家卡瓦列里在 1635 年提出,比我国的祖暅(南北朝时期,公元 5 世纪)晚了一千多年。
  • 应用场景:不仅适用于柱体(直柱体与斜柱体同底同高体积相等),也常用于推导球的体积公式(利用圆柱挖去圆锥的剩余部分与半球等势)。

🔗【关联脉络】

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