高考数学复习点拨 空间几何体的“折”与“展”

空间几何体的“折”与“展”在研究空间几何体问题时，经常要进行一些图形变换，折叠（旋转）和展开就是两种常见的图形变换形式一、折叠（旋转）把平面图形按照一定的规则要求进行折叠或旋转，得到空间几何体，进而研究其性质，是一种常见的题型解这类问题的关键是要分清折叠（旋转）前后的位置关系与数量关系的变与不变例1将边长为的正方形沿对角线折起，使得，则三棱锥的体积为图2解析：先作图如下：对照平面图形和立体图形反复观察，不难发现，折叠前的线段和，它们在折叠后的长度未变，仍为由勾股定理不难算出折叠前与垂直的线段虽被折成两段，但与的垂直关系并没有改变，即因此易知即为三棱锥的高，从而易求出三棱锥的体积例2面积为的等边三角形绕其一边中线旋转所得圆锥的侧面积是解析：设等边三角形的边长为1，则旋转所得的圆锥的母线长为，底面圆的半径为，如图3，图4，即圆锥侧面积为二、展开将空间图形转化为平面图形，是解决立体几何问题最基本和最常用的方法而将空间图形展开后，弄清几何体中的有关点、线在展形图中的相应位置关系是解题的关键例3长方体中，从点出发沿表面运动到点的最短路线长是解析：从沿长方体的表面到是一条折线，如果将折线变为直线，最短路线就容易求出思路就是沿长方体的棱剪开，使得展开后在同一个平面上，求出即可至于如何剪，从点出发，有如图（图5，图6，图7均为简图）所示三种情况，在图5中，；在图6中，；在图7中，对这三种情况比较大小，故应选（） 例4 圆台上底面半径为5cm，下底面半径为10cm，母线长为20cm，从中点拉一根绳子绕圆台侧面转到，求绳子最短的长度，并求绳子上各点与上底圆周距离的最小值解析：如图8，沿母线将侧面展开，“化曲为直”，连结，则即为绳子的最短长度，圆心角，在中，cm，绳子的最短长度为50cm作交于，是顶点到的最短距离，cm，即绳子上各点与上底圆周的最短距离为4cm