如下的三个图中,上面的是一个长方体截去一个角所得多面体的直观图. 它的正视图和侧视图在下面画出(单位:
cm).
(1) 在正视图下面,按照三视图的要求画出该多面体的俯视图;
(2) 按照给出的尺寸,求该多面体的体积;
(3) 在所给直观图中连结
BC′,证明:
BC′∥ 面
EFG.
\begin{solution}
\begin{enumerate}
\item 俯视图的外轮廓为长
6cm、宽
4cm 的矩形. 在俯视图中,从顶点
A 出发,分别在
AB、
AD 上取距
A 为
2cm 的点,记为
F、
G,连接这两点得到线段
FG. 其中
F、
G 分别是空间点
F、
G 的投影,线段
FG 表示截去部分与顶面交界的投影.
\item 建立空间直角坐标系,取
A(0,0,0),
B(6,0,0),
D(0,4,0),
A′(0,0,4).
于是长方体的长、宽、高分别为
6cm、
4cm、
4cm. 由正视图和侧视图中的尺寸,切去的角为三棱锥
A′EFG,且
A′E=A′F=A′G=2cm,
其中
A′E、
A′F、
A′G 分别位于长方体的三条互相垂直的棱上. 因此
V长方体=6×4×4=96cm3,
VA′EFG=31×21×2×2×2=34cm3.
所以该多面体的体积为
V=96−34=3284cm3
\item 在上述坐标系中,相关点的坐标为
B(6,0,0),
C′(6,4,4),
E(0,0,2),
F(2,0,4),
G(0,2,4). 于是
BC′=(0,4,4)=2(0,2,2)=2EG,所以
BC′∥EG. 又由
EF=(2,0,2),
EG=(0,2,2),平面
EFG 的方程为
x+y−z+2=0,而
6+0−0+2=8=0,故点
B 不在该平面上. 因此
BC′∥ 平面
EFG.
\end{enumerate}
\end{solution}