立体拼合(多面体切割重组,凹凸互补)

考点:图形推理 / 立体拼合(多面体切割重组,凹凸互补)

问法模型:题干给出’18个正方体组成的多面体可切割为3个完全相同的小多面体’→立体拼合切割模型:先按18÷3=6确定每份小正方体个数并校验选项块数,再用凹凸互补法逐项模拟旋转拼合。

推理链

  1. 第1步:由题干’由18个相同大小的正方体组合成’且’切割为3个完全相同的小多面体’,得每份应含18÷3=6个小正方体,且三份形状全同、可旋转后拼合。
  2. 第2步:采用立体拼合’凹凸互补’法:观察题干图形中部存在凹陷、边缘局部为二层台阶的凹凸结构,说明切出的每一份必须一端带凸台、另一侧留凹坑,才能与相邻份咬合。
  3. 第3步:校验各选项块数均为6个,与每份6块的均分结果相符,需进一步比较形状结构。
  4. 第4步:验证A项——A为’底层平铺、一端向上叠起成两层凸台’的阶梯形,将一份嵌入题干前部凹区,另外两份分别旋转后嵌入其余凹陷区域,三份的凸台恰好填入相邻份让出的凹坑,无缝复原18块原形。
  5. 第5步:排除B项——B与A块数相同,但其上层小方块相对底层的错位方位与A不同,按同样方式拼合时凸台与题干台阶错缝,无法咬合。
  6. 第6步:排除C、D项——C、D的凸起小方块位于底层中部上方,三份拼合时中心处会相互顶撞重叠,且无法补齐题干边缘的延伸部分。
  7. 第7步:结论:仅A项能以3个完全相同的图形拼出题干多面体,与官方答案A一致。

最快解法:⚡ 凹凸互补拼合法:先用18÷3=6校验每份块数→抓住题干’中部凹陷+二层台阶’这一关键凹凸特征→把A项’一端带双层凸台的6块阶梯体’在脑中取三份依次旋转嵌入三处凹区,能无缝拼满者即为答案,快速锁定A。

易错点

  • ⚠ 只数块数不验形状:18÷3=6块相符只是必要条件,块数对不等于能拼合,A、B同块数时必须比较上层方块位置
  • ⚠ 空间想象时忽略’每份可旋转’,机械按同一朝向比对而误判A/B
  • ⚠ 忽视题干图形中被遮挡的小正方体,误判整体凹凸结构导致拼合想象出错

母题抽象

🧩 当题干出现’由N个相同正方体组成的多面体可切割为k个完全相同小多面体’时,先用N÷k确定每份块数并排除块数不符项,再用凹凸互补法想象k份旋转拼合,能无缝复原原形者为答案。

同类特征:18个相同大小正方体、切割为3个完全相同的小多面体、每份6个小正方体、立体拼合、凹凸互补、台阶状凸凹结构

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题干

左图给定的是由18个相同大小的正方体组合成的多面体,这个多面体可以切割为3个完全相同的小多面体,问切成的小多面体是:

选项

  • A. A ✅
  • B. B
  • C. C
  • D. D

官方解析

本题考查立体拼合,如下图所示,题干立体图形可由3个完全相同的A项图形拼合而成。

故正确答案为A。

给定材料

(无)