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正方体的截面问题

 三戒AAA 2021-06-16

夏老师伴你学

我们知道正方体有六个面,用一个平面去解正方体至少要经过三个面,最多经过六个面. 所以出现的截面只可能是三角形、四边形、五边形和六边形.  

一、截面是三角形
用一平面截正方体,当平面经过正方体的三个面时,所得的截面的形状为三角形.所得的三角形可能是锐角三角形、等腰三角形、等边三角形. 其中等边三角形三个顶点是正方形的顶点.

二、截面是四边形
用一平面截正方体,当平面经过正方体的四个面时,所得的截面的形状为正方形、长方形、梯形.

如此截成正方体
如此截成长方体
如此截成梯形

三、截面是五边形
用平面截正方体,当平面经过正方体的五个面时,所得截面是五边形

如此截成五边形

四、截面是六边形
用平面截正方体,当平面经过正方体的六个面时,所得截面是六边形。

如此截成六边形

拓展研究:
1.最大面积的截面三角形

2.最大面积的截面四边形:由两条平行的面对角线和两对平行棱构成的四边形

3.最大面积的截面形状:
正方体的截面可以分为:三角形、正方形、梯形、矩形、平行四边形、五边形、六边形、正六边形。其中三角形还分为锐角三角型、等边、等腰三角形。梯形分位非等腰梯形和等腰梯形。    
 首先比较三角形与五边形和六边形,所得这三种截面的情况有一共同特点:不能完整在该截面所在平面在正方体内所截的范围的最大值,有部分空间空出。   因此可以得到:最大面积一定是四边形。    
所以最大面积的截面形状:即最大截面四边形(猜想)。初步推断为如图所示的矩形:

4.截面五边形、六边形性质:
截面五边形:有两组边互相平行.  
截面六边形:三组对边平行的六边形.用一个平面截正方体,由于正方体共有六个面,所以不可能截出7边形。

正方体截面类型

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