题目
一个几何体由若干个大小相同的小立方块搭成,从上面看到的几何体的形状图如图所示,其中小正方形中的数字表示在该位置的小立方块的个数。
(1)请画出从正面和左面看到的这个几何体的形状图。
(2)如果在这个几何体上再添加一些相同的小立方块,并保持从正面看、从上面看和从左面看到的形状图不变,最多可以再添加____个相同的小立方块。
(3)若小正方体的棱长为a,则这个几何体的表面积为____。
答案:(1)见下;(2)最多添2块;(3)52a²。 三个问题分别看投影形状、可加高度、真实外表面。
先把数字读成每一列的高度
原图从后到前是:后排右侧2块;中排从左到右2、1、4块;前排左侧3块、右侧2块。共有2+2+1+4+3+2=14块,各列从底面连续叠放。
(1)看同一方向时,重叠的块只留轮廓
从正面看,三列最高分别为3、1、4,所以有8个投影格。从左面看,按原图由后到前,最高分别为2、4、3,所以有9个投影格。
(2)同一位置,行和列两个上限都要满足
为什么同时看两张视图?加高一列可能抬高正面轮廓,也可能抬高左面轮廓;两张都不能改变。俯视图里的空位也必须继续空着。
每个已有位置的最高层数,取“这一正面列的最高值”与“这一前后排的最高值”中较小者:
中排左侧可从2加到3;前排右侧可从2加到3。其他占位已达到至少一边的上限。两处各添1块,共添2块;添后总数16,三张投影完全不变。
原来达到最高处的方块仍保留,新增又不超过这些高度,所以轮廓既不升高,也不降低。把每处允许的空间都填满仍合法,才说明2是最多,而不只是找到一种能添2块的摆法。
这与“补成完整长方体”是不同要求。本题不能填俯视图的空格,也不能抬高任何投影。
(3)投影格会挡住凹处的面
主视图8格、左视图9格、俯视图6格,不能直接两倍相加当表面积。比如前排中间空着,左右两列相向的两个面都露在外面;从左看时它们会重叠。
按六个朝向数:前后各8面,左右各12面,上下各6面。
独立核对:14块原有84面。各竖列内部相贴8处,同一层左右相贴2处,前后相贴6处,共16处整面相贴,每处藏2面,所以84−32=52。
换条件再试
若只要求保持正面和俯视图不变,不再要求左视图不变,最多可添几块?
展开答案与理由
可添5块。每个原有占位可加到所在正面列的最高值,最多共19块;减原有14块,得5块。原题还要求左视图,所以不能用这个较大的答案。