空间重构-立体图与展开图对应(特征面描边-公共边法)

考点:图形推理 / 空间重构-立体图与展开图对应(特征面描边/公共边法)

问法模型:两个正方体拼成长方体,问其外表面展开图分别是哪两个 → 以黑色半圆面的直径边为起始边顺时针描边标号,用’对应边一致’逐项验证展开图归属(排除法)

推理链

  1. 第1步:题干立体图为左右两个正方体:左侧正方体含黑色半圆面e(前面)及与其相邻的三角形面f,右侧正方体含黑色半圆面g(前面)及黑色三角形面;四个展开图①②③④均含一个黑色半圆形面作为强特征面。
  2. 第2步:用描边法建立比对基准:在立体图形和各展开图中,均以黑色半圆面直径所在的边为起始边,顺时针给该面的四条边标号1~4,再比对对应边/公共边是否一致。
  3. 第3步:图①中标出黑色半圆面的边1和边4,与题干右侧正方体面g的边1、边4对应一致 → 图①可能是右侧正方体的展开图。
  4. 第4步:图②中标出黑色半圆面与小直角三角形面的公共边(边3),与题干左侧正方体面e和面f的公共边对应一致 → 图②可能是左侧正方体的展开图。
  5. 第5步:图③中黑色半圆面的边1与右侧正方体面g的边1不对应一致,边3与左侧正方体面e的边3不对应一致 → 图③既不是右块也不是左块的展开图,排除。
  6. 第6步:图④中黑色半圆面的边1与面g的边1不对应一致,边3与面e的边3不对应一致 → 图④同样两边都不对应,排除。
  7. 第7步:综上,两个正方体的展开图分别为②(左块)和①(右块),对应A项。

最快解法:⚡ 描边法(排除法):以黑色半圆面直径边为起点顺时针标边号,先验证图①的边1、边4与右块面g一致、图②的公共边3与左块e-f公共边一致;再用同一边号快速查图③④——半圆面边1、边3均与立体图不符,直接排除,锁定A。

易错点

  • ⚠ 只看黑色半圆面的图案形状而忽略其相邻边/相邻面的方向关系,误以为③④也能折出同样立体图
  • ⚠ 描边起点选取错误(未以直径边为起始边顺时针标号),导致边号体系与解析不一致、比对错乱
  • ⚠ 忽视左右两个正方体要分别匹配,未对每个展开图向左、右两块都各试一次,造成漏排或错配

母题抽象

🧩 当立体图与展开图都含黑色半圆、三角形等强特征面时,以特征面的特殊边(如直径边)为起点顺时针描边标号,逐项比对对应边与公共边的一致性,即可锁定正确展开图组合。

同类特征:两个正方体拼成长方体、黑色半圆形特征面、三角形面相邻关系、四个展开图选两个、对应边/公共边比对、排除法

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题干

左下图为两个正方体组合而成的长方体,这两个正方体的外表面展开图分别可能是:

选项

  • A. ①和② ✅
  • B. ③和④
  • C. ①和④
  • D. ②和③

官方解析

将题干两个正方体的面标上字母序号,并在立体图形和外表面展开图的黑色半圆形面(面e和面g)中以黑色半圆形的直径所在的边为起始边,顺时针描边标号,如下图所示。

图①中,标出黑色半圆形面中对应的边1和边4后发现,二者与题干右侧正方体中面g的边1和边4对应一致,可能是题干右侧正方体的外表面展开图。

图②中,标出黑色半圆形面与小直角三角形面的公共边(即边3)后发现,边3与题干左侧正方体中面e和面f的公共边对应一致,可能是题干左侧正方体的外表面展开图。

图③中,标出黑色半圆形面中对应的边1和边3后发现,边1与题干右侧正方体中面g的边1不对应一致,不可能是题干右侧正方体的外表面展开图;边3与题干左侧正方体中面e的边3不对应一致,不可能是题干左侧正方体的外表面展开图。故图③不可能是组成长方体的任一正方体的外表面展开图。

图④中,黑色半圆形面中对应的边1与题干右侧正方体中面g的边1不对应一致,不可能是题干右侧正方体的外表面展开图;黑色半圆形面中对应的边3与题干左侧正方体中面e的边3不对应一致,不可能是题干左侧正方体的外表面展开图。故图④不可能是组成长方体的任一正方体的外表面展开图。

综上,两个正方体的外表面展开图可能是①和②,对应A项。

故正确答案为A。

给定材料

(无)