图形推理-空间重构(六面体折叠-公共点法-画边法)

考点:图形推理 / 图形推理-空间重构(六面体折叠-公共点法/画边法)

问法模型:给出纸盒外表面展开图问哪项能折叠而成 → 用相邻面公共点、公共边关系(画边法)逐项排除

推理链

  1. 第1步:从展开图提取面特征:多个面含灰色三角形,其中面①、面②、面⑤的灰色三角形通过重合点发生关联
  2. 第2步:定公共点:面②的b点与面④的c点折叠后重合(红点),面①的a点与面⑤的d点折叠后重合(黄点),即三个灰色三角形共有一个公共顶点(黄点)
  3. 第3步:验证A项:三个灰色三角形恰好汇聚于同一顶点,与展开图的公共点关系一致,保留
  4. 第4步:排除C项:展开图中至少有两个三角形的直角边互为公共边,而C项中任何两个三角形都没有公共边
  5. 第5步:排除B项:从相邻两个三角形面的直角顶点(红点)对b面顺时针画边,若b面在右,第一条边应为公共边4,与原图矛盾;若b面在左,3边应邻第三个三角形面,而原图3边邻小方块面
  6. 第6步:排除D项:从单独直角三角形面的直角顶点(红点)对c面顺时针画边,D项中3边邻三角形面,而原图3边邻小方块面,相邻关系不符
  7. 第7步:结论:仅A项与展开图折叠后的相邻关系一致,故选A

最快解法:⚡ 公共点法:先找面①a点与面⑤d点的重合点(黄点),确认三个灰色三角形共顶点,直接锁定A;再用公共边法秒杀C(三角形必须有公共边),B、D用顺时针画边法验证3边、4边的相邻面即可排除

易错点

  • ⚠ 画边法顺时针方向弄反,导致B、D的相邻边判断颠倒而误选
  • ⚠ 只数三角形个数和形状、不验证公共点/公共边关系,被B、D的相似图案迷惑
  • ⚠ 忽略’至少两个三角形直角边是公共边’这一特征,漏用公共边法快速排除C

母题抽象

🧩 当六面体展开图中多个面含相同图案(如三角形/箭头)时,用公共点法+画边法,验证图案顶点汇聚关系及特征边的相邻面是否与展开图一致

同类特征:六面体外表面展开图、多个面含灰色三角形、公共点重合(a-d、b-c)、直角边互为公共边、顺时针画边验证相邻面、三视图对比排除

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题干

左边给定的是纸盒外表面的展开图,右边哪一项能由它折叠而成?请把它找出来。

选项

  • A. A ✅
  • B. B
  • C. C
  • D. D

官方解析

本题考查六面体的空间重构。将平面图中的各面进行标号,如下图:

解法一:

面②中的b点与面④中的c点重合,如上图中的红点;面①中的a点与面⑤中的d点重合,如上图中的黄点。也就是说面①、面②和面⑤中的灰色三角形有一个公共点,即图中的黄点,只有A项符合。

解法二:

首先可以排除C项。如平面图所示,至少有两个三角形的直角边是公共边,而C项没有任何两个三角形有公共边,排除;

B项:在平面图中,从两个紧挨着的灰色三角形面的直角顶点(标红点)出发,对b面顺时针画边。如下图所示:

两个紧挨着的灰色三角形面的直角顶点在B项中如上图所示(标红点)。若b面是右边的面,那么从红点出发顺时针画边,第一条边就是两三角形面的公共边,而在原图公共边是4边。那么b面只能是左边的面,从红点出发顺时针画边,3边与第三个三角形面相邻,而原图3边与小方块面相邻。故与平面图不相符,排除; 

D项:在平面图中,从单独直角三角形面的直角顶点(标红点)出发,对c面顺时针画边。如下图所示:

单独直角三角形面的直角顶点在D项中如上图所示(标红点)。3边与三角形面相邻,而原图3边与小方块面相邻,故与平面图不相符,排除。

故正确答案为A。

给定材料

(无)