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数学建模 / 英语

多面体展开图(三维立体图形的展开图)

JB · YouTube · 2:31

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这段120秒的几何入门短片通过将若干个3D立体展开为平面上相互连接的图形,来解释多面体展开图的概念。短片首先借助长方体给出定义,随后强调同一个立体可能对应多个有效的展开图。示例依次涵盖长方体、三棱柱、正四棱锥、立方体、三棱锥以及六棱柱,每次均明确指出其组成面,例如六个长方形、两个三角形加三个长方形,或一个正方形加四个三角形。整段呈现高度可视化,配有同步讲解与屏幕标注,逐一标出各立体及其展开图的名称。 这个入门几何视频直观地演示了2三维多面体的3二维展开图。它将十二面体定义为具有12 个五边形面,而将六棱锥定义为具有一个六边形底面和6 个侧面三角形。所阐释的核心概念是:一个单一的3三维立体可以展开成多种不同的2二维展开图方向。

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章节

0:00标题:多面体的展开图0:08使用长方体讲解展开图的定义0:20长方体展开图的多种朝向与布局形式0:44三棱柱展开图:两个三角形和三个矩形1:08正四棱锥展开图:一个正方形和四个三角形1:32其他示例过渡1:36立方体展开图1:40三棱锥展开图1:53六棱柱展开图2:00引言2:02正十二面体的展开图2:10六棱锥的展开图2:16不同的展开图方向2:24片尾

学习解说文稿

依据视频画面与讲解整理,并非逐字语音转写。

视频以标题“多面体展开图”开场,背景为滚动呈现的平面多边形图案,引出本主题——三维立体图形的展开形式。

通过一个旋转的长方体,旁白给出展开图的定义:取一个3D立体图形,并将其摊平,使所有面构成一个连通的平面多边形。该长方体展开为一个由六个矩形组成的展开图,并标注为“长方体展开图”。

接下来的画面展示了同一长方体的若干种不同平面排布方式。关键点在于:展开图并无唯一指定的朝向或固定布局;不同的展开形式仍可表示同一个立体图形。

讲解者随后聚焦于面的结构:长方体的展开图仍包含六个矩形,这些矩形成对出现,分别对应长方体上相对的面。

接下来介绍三棱柱。当它展开时,观众看到两个三角形底面和三个矩形侧面。随后又展示同一棱柱的另一种展开方式,以强调:尽管排列方式可以不同,但面的类型保持不变。

课程转入棱锥。一个正四棱锥展开后,得到一个正方形底面,以及围绕其四周连接的四个三角形侧面。讲解特别指出:正四棱锥的展开图可能朝向各异,但始终由一个正方形和四个三角形组成。

一张标题卡片显示“这里还有其他一些例子”,标志着过渡到更多多面体。

接着展示一个立方体展开为六个正方形组成的展开图,提供了一个人们熟悉的特例。

随后,一个三棱锥展开为四个相互连接的三角形。紧接着,在“同一棱锥,不同展开图”的字幕下,出现该三棱锥的第二种展开图,再次凸显展开方式并非唯一。

最后一个例子是六棱柱。它的展开图包含两个六边形底面和六个侧面,延续了此前三棱柱所呈现的棱柱展开规律。

视频首先展示了一个六棱柱的2维展开图,为后续探索多面体展开图奠定基础。

接着,出现一个青绿色的3维正十二面体。讲解员将其定义为一种具有十二条边(即十二个面)的立体,且所有面均为五边形。动画随后演示该正十二面体平展为一个由这十二个相连五边形构成的2维展开图。

随后,一个绿色六棱锥出现。讲解员指出其关键特征:一个六边形底面和六个侧面三角形。这个3维立体展开为一个星形的2维展开图,其中粉红色六边形位于中心,周围环绕着六个绿色三角形。

为阐明一个关键概念,视频再次呈现同一个六棱锥,但此次它展开为一种完全不同的2维排列方式:六个三角形在一侧呈扇形排布,另一侧则单独分布一个三角形。讲解员强调,尽管方向不同,这仍是该六棱锥的一个有效展开图。

视频以轻松有趣的片尾收束:2维展开图变换颜色,且在六边形底面上绘制卡通笑脸,并配以文字“感谢观看”。

知识卡片

01

什么是多面体的展开图?

多面体的展开图是指将一个3D立体图形展开铺平后所得的平面布局,使得其所有面都位于同一平面内,并保持连通,构成一个单一的复合多边形。本片段通过一个展开为六个矩形的长方体,引出这一概念。

02

一个立体图形可以拥有不止一种展开图。

同一个多面体可以通过不同方式剪开并展开。视频展示了多种不同的长方体展开图,并指出:展开图的朝向并无唯一正确的形式。

03

长方体展开图

长方体有六个矩形面。在展示的展开图中,这六个矩形在展开后依然可见,旁白指出它们成对出现,分别对应相对的面。

04

三棱柱展开图

三棱柱展开图由两个三角形底面和三个矩形侧面组成。视频片段展示了同一三棱柱的五种面的两种不同排列方式。

05

四棱锥展开图

四棱锥展开图由一个正方形底面和四个三角形侧面构成。虽然朝向可以不同,但面的组成保持不变。

06

立方体展开图

立方体可展开为六个正方形组成的展开图。本例作为多面体展开图的另一种标准情形呈现。

07

三棱锥展开图

三棱锥有四个三角形面。视频片段展示了同一三棱锥的两种不同展开图,每种仍包含四个三角形。

08

六棱柱展开图

六棱柱展开图包含两个六边形底面和六个侧面。从视觉上看,这些侧面连成一条带状结构,连接两个六边形。

09

正十二面体的定义

正十二面体是一种3维多面体,其特征是恰好具有12个面,且每个面都是五边形。

10

六棱锥的定义

六棱锥是一种3维多面体,它具有一个六边形底面和六个侧面,所有侧面均为三角形,并共同汇聚于一个顶点(即顶点)。

11

同一个立体图形对应多种展开图

一个3维多面体可以展开成多种不同的2维布局。只要所得的2维图形能够重新折叠回原来的3维立体,那么它就是一个有效的展开图,与其具体朝向或排列方式无关。

详细学习笔记

按知识点查看条件、步骤和证据。补充解释与视频直接内容分别标明。

知识点 · 11

多面体展开图的定义

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者将展开图定义为:取一个3D立体图形,将其铺平,使它的各个面构成一个复杂的多边形。

  2. 动画
    观察依据

    一个长方体可以展开成六个矩形组成的单一连通平面图形。

  3. 字幕依据
    观察依据

    屏幕上文字在3D示例期间显示“长方体”,展开后显示“长方体展开图”。

定义
解释

多面体展开图是通过对一个3D立体图形沿棱剪开并展开而得到的平面布局,展开后所有面仍保持连通且构成一个整体。本片段中展示的例子是一个长方体,其六个矩形面展开后形成一个连通的平面图形。

公式
适用条件
  1. 该物体是一个3D立体图形(多面体)。

  2. 各面被铺展成平面。

  3. 所得各面构成一个连通的复杂多边形。

展开图在朝向或布局上并非唯一

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者指出,展开图的朝向可以多种多样,并不存在唯一正确的朝向方式。

  2. 动画
    观察依据

    屏幕上滚动展示了同一个长方体所对应的若干种不同的平面排列方式。

  3. 字幕依据
    观察依据

    重复出现的标题文字将这些示例标识为“长方体展开图”。

方法
解释

同一个多面体可以有多个有效的展开图。视频片段强调,改变展开图在纸面上的朝向,并不会改变它所代表的立体图形;同一个长方体的不同展开方式,仍然是该同一立体的展开图。

公式
适用条件
  1. 其对应的立体图形保持不变。

  2. 不同的剪裁方式或折叠顺序可能产生不同的布局。

先修条目
  1. 多面体展开图的定义

长方体展开图的面结构

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员指出,展开图中仍有六个矩形,且它们成对出现。

  2. 图示
    观察依据

    每个展示出的长方体展开图都包含六个矩形面。

  3. 字幕依据
    观察依据

    一个标有数字6的小图标出现在“面”标签旁,时间点约为24秒。

定义
解释

长方体有六个矩形面,而在所展示的展开图中,这六个矩形在展开后依然清晰可见。讲解还指出,这些矩形成对出现,分别对应长方体上相对的面。

公式
适用条件
  1. 该立体图形是一个长方体。

  2. 该展开图展示了所有面,且彼此不重叠。

先修条目
  1. 多面体展开图的定义

三角棱柱展开图的面构成

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员说:“这是一个三棱柱。注意它有两个三角形底面和三个矩形侧面。”

  2. 动画
    观察依据

    三棱柱展开后形成一个由三个矩形和两个三角形组成的平面图形。

  3. 字幕依据
    观察依据

    屏幕文字显示“三角棱柱”,随后显示“三角棱柱展开图”。

定义
解释

三角棱柱展开图由两个三角形底面和三个矩形侧面组成。视频在展开图中直观展示了这一构成,并以口头方式重复说明。

公式
适用条件
  1. 该立体图形是三角棱柱。

  2. 展开图包含了两个底面以及全部侧面。

先修条目
  1. 多面体展开图的定义

正四棱锥展开图的面构成

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员说:“这是一个正四棱锥。你可以看到它的正方形底面以及四个侧面三角形。”

  2. 动画
    观察依据

    正四棱锥展开后形成一个中心正方形,周围连接着四个三角形。

  3. 字幕依据
    观察依据

    屏幕文字显示“正四棱锥”,随后显示“正四棱锥展开图”。

定义
解释

正四棱锥展开图由一个正方形底面和四个三角形侧面构成。视频展示了这五个多边形在平面上相连的布局。

公式
适用条件
  1. 该立体图形是正四棱锥。

  2. 展开图包含了正方形底面以及全部四个侧面三角形。

先修条目
  1. 多面体展开图的定义

立方体展开图示例

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲述者说:“一个立方体。”

  2. 动画
    观察依据

    立方体展开后形成六个正方形组成的平面图形。

  3. 字幕依据
    观察依据

    屏幕文字显示“立方体的展开图”。

定义
解释

该片段将立方体作为多面体展开图的另一个例子。展开后的图形由六个正方形面组成,且连成一个整体的平面形状。

公式
适用条件
  1. 该立体图形是一个立方体。

先修条目
  1. 多面体展开图的定义

三棱锥展开图的面构成

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲述者说:“一个三棱锥,它有四个三角形面。”随后又说:“注意这四个三角形。”

  2. 动画
    观察依据

    三棱锥展开后形成四个相连的三角形。

  3. 字幕依据
    观察依据

    屏幕文字先后显示“三棱锥的展开图”和“同一三棱锥,不同展开图”。

定义
解释

三棱锥的展开图由四个三角形面组成。该片段还说明:同一个三棱锥可以展开为多种不同的展开图,但面的数量与面的类型保持不变。

公式
适用条件
  1. 该立体图形是一个三棱锥。

  2. 展开图包含四个三角形。

先修条目
  1. 多面体展开图的定义
  2. 展开图在朝向或布局上并非唯一

六棱柱展开图的面构成

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员说:“这是一个六棱柱,它有两个六边形底面和六个侧面。”

  2. 动画
    观察依据

    一个六棱柱展开后形成两个六边形,它们连接在一条由六个矩形组成的带状结构上。

  3. 字幕依据
    观察依据

    屏幕文字显示:“六棱柱展开图”。

定义
解释

六棱柱的展开图由两个六边形底面和六个侧面组成。在视觉示例中,这六个侧面在展开布局中呈现为连接两个六边形的矩形。

公式
适用条件
  1. 该立体图形是一个六棱柱。

  2. 展开图包含两个六边形底面和六个侧面。

先修条目
  1. 多面体展开图的定义

正十二面体的定义

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员说道:“这是一个正十二面体,它有十二个面,且每个面都是五边形。”

  2. 图示
    观察依据

    一个青绿色的3D立体图形显示出来,旁边标注文字“正十二面体展开图”。

定义
解释

正十二面体是一种多面体,它有十二个面,且所有面都是五边形。

适用条件
  1. 必须恰好有12个面

  2. 所有面都必须是五边形

六棱锥的定义

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员说道:“这是一个六棱锥。注意它的六边形底面以及六个侧面三角形。”

  2. 图示
    观察依据

    一个绿色的3D立体图形显示出来,旁边标注文字“六棱锥展开图”。

定义
解释

六棱锥是一种多面体,其特征是一个六边形底面和六个在公共顶点处相交的侧面三角形。

适用条件
  1. 底面必须是六边形

  2. 必须恰好有6个侧面三角形

多面体展开图的方向

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员说道:“这是同一个棱锥,但方向不同。它仍然是一个六边形棱锥的展开图。”

  2. 图示
    观察依据

    文字“同一棱锥,不同展开图”出现在2D展开图以不同空间排列方式展开时。

方法
解释

同一个3D多面体可以展开成多种不同方向或排列方式的2D展开图,但它仍是该特定立体的有效展开图。

适用条件
  1. 所得的2D图形必须能够折叠回原来的3D立体。

先修条目
  1. 六棱锥的定义
定理与条件 · 4

展开图不存在唯一正确的朝向

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员明确指出:“展开图没有唯一正确的朝向方式。”

命题
命题

给定一个多面体的展开图,在平面上并不存在唯一确定的正确朝向。

前提
  1. 该物体是一个多面体。

  2. 正在讨论的图形是该立体的一个展开图。

量词

视频片段中展示的展开图,多种朝向均被视为有效。

一个立体可以有不同的展开图。

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者说:“这是同一个长方体,这是它的展开图。”随后又说:“这里再次展示了同一个长方体,但展开图却完全不同。不过它所含的面形状相同。”

  2. 动画
    观察依据

    同一个长方体展示了多种不同的平面布局。

命题
命题

同一个长方体可以展开成不同的展开图布局,但这些布局仍包含完全相同的面形状集合。

前提
  1. 该立体始终是同一个长方体。

  2. 这些布局都是该立体的有效展开方式。

量词

至少展示了同一个长方体的两种不同展开图。

正四棱锥展开图的面构成具有不变性。

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者说,正四棱锥可以有多种不同的朝向,“但正四棱锥始终由一个正方形和四个三角形组成。”

命题
命题

尽管正四棱锥的展开图朝向可能不同,但它始终由一个正方形和四个三角形组成。

前提
  1. 该立体是一个正四棱锥。

  2. 该图形是该立体的展开图。

量词

本视频片段中讨论的所有正四棱锥展开图。

三棱锥展开图中面数的不变性

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者称三棱锥“有四个三角形面”,并在展示另一张展开图时重复道:“注意这四个三角形。”

  2. 字幕依据
    观察依据

    第二个例子标注为“同一三棱锥,不同展开图”。

命题
命题

三棱锥有四个三角形面,同一三棱锥的不同展开图仍包含四个三角形。

前提
  1. 该立体是一个三棱锥。

  2. 所展示的图形是该立体的展开图。

量词

本视频片段中展示的三棱锥示例。

推导与证明 · 4

从长方体到长方体的展开图

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    一个3D长方体旋转后,逐面展开成一个平面上的连通图形。

  2. 声音
    观察依据

    讲解者解释道:展开图是将一个3D立体展开铺平,使其各面构成一个复合多边形。

视觉说明
步骤
  1. 公式
    解释

    从一个3D长方体开始,该长方体在三维空间中呈现。

    步骤依据

    动画中直接可见,屏幕上标注为“长方体”。

    视频直接表达
  2. 公式
    解释

    沿其棱边将该立体展开,直至所有面共处同一平面。

    步骤依据

    动画展示各面朝外展开并逐渐压平。

    视频直接表达
  3. 公式
    解释

    结果是一个由六个矩形组成的、单连通的平面图形。

    步骤依据

    最终的平面图像标注为“长方体展开图”,且清晰可见包含六个矩形面。

    视频直接表达
结论

长方体可用一个由六个相连矩形构成的平面展开图来表示。

从三棱柱到三棱柱的展开图

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    三棱柱展开后形成一个包含三个矩形和两个三角形的平面图形。

  2. 声音
    观察依据

    讲解员指出两个三角形底面和三个矩形侧面。

视觉说明
步骤
  1. 公式
    解释

    从一个3D三棱柱开始。

    步骤依据

    屏幕上该物体标注为“三棱柱”。

    视频直接表达
  2. 公式
    解释

    将侧面展开为三个相邻的矩形。

    步骤依据

    展开动画显示侧面向外打开,形成一条矩形条带。

    视频直接表达
  3. 公式
    解释

    将两个三角形底面连接到该条带上。

    步骤依据

    最终的展开图清晰地显示出两个三角形与矩形部分相连。

    视频直接表达
结论

三棱柱的展开图由三个矩形侧面和两个三角形底面构成。

从正四棱锥到正四棱锥展开图

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    正四棱锥展开后呈现为一个中心正方形,四周附着四个三角形。

  2. 声音
    观察依据

    讲解员指出正方形底面及四个侧面三角形。

视觉说明
步骤
  1. 公式
    解释

    从一个3D正四棱锥开始。

    步骤依据

    屏幕上该物体标注为“正四棱锥”。

    视频直接表达
  2. 公式
    解释

    将正方形底面固定在平面上。

    步骤依据

    动画显示底面保持居中,而侧面则向外展开。

    视频直接表达
  3. 公式
    解释

    将围绕底面的四个三角形侧面展开。

    步骤依据

    所得的平面图形由四个三角形连接在一个正方形上构成。

    视频直接表达
结论

正四棱锥的展开图由一个正方形底面和围绕它的四个三角形侧面组成。

从六棱柱到六棱柱展开图

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    六棱柱展开后形成两个六边形,它们分别连接在一行六个矩形的两端。

  2. 声音
    观察依据

    讲解员指出它有两个六边形底面和六个侧面。

视觉说明
步骤
  1. 公式
    解释

    从一个3D六棱柱开始。

    步骤依据

    在展开过程中,该物体被标注为“六棱柱展开图”。

    视频直接表达
  2. 公式
    解释

    将六个侧面展开成一条相连的条带。

    步骤依据

    动画显示六个侧面以一行的方式平铺展开。

    视频直接表达
  3. 公式
    解释

    将两个六边形底面连接到该条带上。

    步骤依据

    最终的平面图形明显包含两个六边形,它们连接在一条矩形带状区域上。

    视频直接表达
结论

六棱柱的展开图由两个六边形底面和六个侧面组成。

例题详解 · 7

同一个长方体的多种展开图

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    多个不同的长方体展开图依次展示。

  2. 声音
    观察依据

    讲解员反复强调:这些是同一个长方体,只是展开图不同。

  3. 字幕依据
    观察依据

    文字标签包括“长方体”和“长方体展开图”。

题目

说明同一个长方体可以具有多种有效的展开图布局。

已知条件
  1. 给定一个长方体。

  2. 它有六个矩形面。

目标

识别出那些虽形态不同、但仍能表示同一立体图形的平面展开图。

步骤
  1. 公式
    解释

    显示3D长方体。

    步骤依据

    起始立体图形在动画中直接呈现。

    视频直接表达
  2. 公式
    解释

    将其展开为一个由六个矩形组成的平面排列。

    步骤依据

    第一个展开图出现,并被标注为长方体的展开图。

    视频直接表达
  3. 公式
    解释

    展示同一长方体的其他不同排列方式的平面布局。

    步骤依据

    旁白明确比较了同一长方体的多个展开图。

    视频直接表达
结果

同一个长方体可以用若干种不同的展开图来表示,每种展开图都包含六个矩形。

检验

该片段通过展示多种不同的平面布局,并同时说明其对应的底层长方体及各个面的形状保持不变,来验证这一点。

同一三棱柱的多个展开图

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    展示了三棱柱的两种不同展开方式。

  2. 声音
    观察依据

    讲解员指出三棱柱也可以有不同的朝向,并再次强调它由三个矩形和两个三角形组成。

  3. 字幕依据
    观察依据

    文字标签包括“三棱柱”和“三棱柱展开图”。

题目

说明三棱柱在保持面的构成不变的前提下,可以拥有不止一种展开图。

已知条件
  1. 给出一个三棱柱。

  2. 它有两个三角形底面和三个矩形侧面。

目标

展示同一个三棱柱的多种有效展开图布局。

步骤
  1. 公式
    解释

    呈现3D三棱柱。

    步骤依据

    该物体在屏幕上被标注为三棱柱。

    视频直接表达
  2. 公式
    解释

    将其展开成一个平面展开图,包含三个矩形和两个三角形。

    步骤依据

    第一种展开图清晰地包含了这五个面。

    视频直接表达
  3. 公式
    解释

    展示同一个三棱柱的另一种展开图,其面的排列方式不同。

    步骤依据

    解说词明确指出,同一个三棱柱可以有不同的摆放方向。

    视频直接表达
结果

三棱柱可以有多种展开图,但每一种展开图都包含三个矩形和两个三角形。

检验

视频通过展示两种不同的布局,并口头重申相同的面数,证实了这一点。

同一正四棱锥的多种展开图

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    一个正四棱锥被展开成星形展开图,随后又以另一种排列方式呈现。

  2. 声音
    观察依据

    讲解员指出,正四棱锥虽可有多种摆放方式,但始终由一个正方形和四个三角形构成。

  3. 字幕依据
    观察依据

    文字标签包括“正四棱锥”和“正四棱锥的展开图”。

题目

说明正四棱锥可在保持其面类型不变的前提下,具有不同的展开图朝向。

已知条件
  1. 给出一个正四棱锥。

  2. 它有一个正方形底面和四个三角形侧面。

目标

比较同一正四棱锥的不同平面布局。

步骤
  1. 公式
    解释

    展示3D正四棱锥。

    步骤依据

    该物体在屏幕上被标注为正四棱锥。

    视频直接表达
  2. 公式
    解释

    将其展开为一种平面布局:一个居中的正方形,周围环绕着四个三角形。

    步骤依据

    第一种展开图清晰地呈现了这一结构。

    视频直接表达
  3. 公式
    解释

    展示同一五个面的另一种有效排列方式。

    步骤依据

    旁白指出,正四棱锥的展开图可以有多种不同的朝向。

    视频直接表达
结果

不同的正四棱锥展开图看起来可能不同,但它们都由一个正方形和四个三角形组成。

检验

视频片段通过展示多种布局,并明确重申面的构成不变性,验证了这一点。

同一个三棱锥的两种展开图

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    一个三棱锥被展开一次,随后在字幕“同一个三棱锥,不同的展开图”下展示第二次展开。

  2. 声音
    观察依据

    讲解员指出它有四个三角形,并在第二个例子中重复强调:“注意这四个三角形”。

  3. 字幕依据
    观察依据

    文字标签包括“三棱锥展开图”和“同一个三棱锥,不同的展开图”。

题目

说明同一个三棱锥可以有不同的展开图,同时仍保持四个三角形面。

已知条件
  1. 给定一个三棱锥。

  2. 它有四个三角形面。

目标

比较同一个三棱锥的两种不同展开图。

步骤
  1. 公式
    解释

    展示第一个展开的三棱锥展开图。

    步骤依据

    动画展示了一个由四个三角形组成的平面排列,并标注为“三棱锥展开图”。

    视频直接表达
  2. 公式
    解释

    展示同一个棱锥的第二个、排列方式不同的展开图。

    步骤依据

    屏幕上的字幕明确写着“同一个棱锥,不同的展开图”。

    视频直接表达
  3. 公式
    解释

    注意:两个展开图都包含四个三角形。

    步骤依据

    讲解员再次强调,这个三角棱锥由四个三角形构成。

    视频直接表达
结果

同一个三角棱锥至少可以有两种不同的展开图,每种都由四个三角形组成。

检验

视频片段通过展示两种不同的布局,并将它们标注为“同一个棱锥、不同的展开图”,来验证这一点。

十二面体的展开过程

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    一个青绿色的 3三维十二面体展开成一个 2二维展开图,由 12 个相连的五边形组成。

题目

想象一个 2二维展开图,它对应于一个 3三维十二面体。

已知条件
  1. 一个 3三维十二面体,具有 12 个五边形面

目标

展示十二面体的2D展开图。

步骤
  1. 解释

    将3D立体旋转,然后将其各个面沿铰链打开,直至完全平铺在2D平面上。

    步骤依据

    多面体展开过程的直观演示。

    视频直接表达
结果

一种平面的2D排列,包含12个五边形。

检验

所得的2D立体由恰好12个五边形组成,符合十二面体的定义。

六棱锥的展开过程

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    一个绿色的3D六棱锥展开为一个2D展开图,其中中央是一个粉色六边形,周围环绕着6个绿色三角形。

题目

想象一个 2二维展开图,它对应于一个 3一个六棱锥。

已知条件
  1. 一个3D六棱锥,其底面为六边形,侧面有6个三角形。

目标

展示该六棱锥的2D展开图。

步骤
  1. 解释

    该3D立体绕其中央六边形底面旋转,其侧面三角形沿底面边缘铰链式展开,直至铺平。

    步骤依据

    多面体展开过程的直观演示。

    视频直接表达
结果

一种平面的2D排列,由一个中央六边形和六个环绕的三角形组成。

检验

所得的2D立体包含一个六边形和六个三角形,符合六棱锥的定义。

六棱锥的另一种展开方式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    同一个绿色六棱锥可展开为另一种2D排列:所有三角形呈扇形连接在六边形的一侧,另有一个三角形连接在六边形的对侧。

题目

证明六棱锥可以有多个有效的2D展开图。

已知条件
  1. 一个3D六棱锥

目标

展示同一立体图形的不同展开图朝向。

步骤
  1. 解释

    该3D立体沿不同棱展开,得到同一组面的另一种2D布局。

    步骤依据

    替代展开路径的直观演示。

    视频直接表达
结果

一种平面2D排列:呈扇形分布的五个三角形、一个独立的三角形,以及中心的六边形。

检验

该图形包含与前一展开图完全相同的组成部分(一个六边形、六个三角形),从而证明它代表的是同一立体图形,仅朝向不同。

图示与动画 · 13

片头标题,配以滚动的展开图剪影

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    扁平的多边形展开图形状在浅色背景上水平滚动。

  2. 字幕依据
    观察依据

    居中显示的大号标题文字为“多面体展开图”。

  3. 声音
    观察依据

    讲解员说:“多面体展开图。”

图中对象
  1. 标题文字

  2. 多个扁平展开图形状

变化过程
  1. 展开图在画面中水平移动。

  2. 标题始终保持居中,而背景图形则滚动播放。

不变量
  1. 本课引入的总体主题是多面体的展开图。

数学含义

开场画面直观预示本课将探讨3D立体图形的平面展开形式。

长方体展开动画

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    一个粉白相间的长方体旋转并展开为一个由六个矩形组成的平面展开图。

  2. 字幕依据
    观察依据

    文字从“长方体”变为“长方体展开图”。

图中对象
  1. 3D长方体

  2. 由六个矩形构成的平面展开图

  3. 标注

变化过程
  1. 该立体图形在空间中旋转。

  2. 其各个面朝外展开,并铺平为一个连通的平面图形。

  3. 标签从立体名称变为展开图名称。

不变量
  1. 面的数量保持为六个。

  2. 各个面仍为矩形。

数学含义

该动画通过将一个3D立体图形转化为一个连通的2D布局,直观地阐释了“展开图”的定义。

多个长方体展开图的对比

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    多个不同的长方体展开图依次滚动显示,随后视频回到一个3D长方体,并将其展开为另一种布局。

  2. 字幕依据
    观察依据

    重复出现的文字为“长方体展开图”;一个小图标显示“6个面”。

图中对象
  1. 多个平面展开图

  2. 一个3D长方体

  3. 面数图标

变化过程
  1. 不同展开图排列方式依次呈现。

  2. 同一个长方体再次被展开为一种新布局。

不变量
  1. 所有示例均对应同一个长方体。

  2. 每个展开图都包含六个矩形。

数学含义

该序列说明:同一个多面体的展开图不唯一。

三棱柱的展开与对比

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    一个三棱柱展开为一个由三个矩形和两个三角形组成的平面图形,随后展示了另一种排列方式。

  2. 字幕依据
    观察依据

    文字显示为“三棱柱”和“三棱柱展开图”。

图中对象
  1. 3D 三棱柱

  2. 两种不同的平面展开图

变化过程
  1. 该棱柱展开为一个展开图。

  2. 针对同一个棱柱,展示了第二种展开图布局。

不变量
  1. 每个展开图都包含三个矩形和两个三角形。

数学含义

图示将底面与侧面的语言描述与实际展开后的形状关联起来。

正四棱锥展开动画

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    一个绿粉相间的正四棱锥展开成星形展开图,随后又出现另一种排列方式。

  2. 字幕依据
    观察依据

    文字显示“正四棱锥”和“正四棱锥展开图”。

图中对象
  1. 3D 正四棱锥

  2. 平面展开图包含一个正方形和四个三角形

变化过程
  1. 侧面的三角形从正方形底面朝外折叠。

  2. 展示了同一组面的第二种朝向。

不变量
  1. 该展开图始终包含一个正方形和四个三角形。

数学含义

该动画清晰揭示了棱锥展开图由底面加侧面构成的结构。

过渡卡片,引出更多示例

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 字幕依据
    观察依据

    一张紫色标题卡片显示“以下是其他一些示例”。

  2. 声音
    观察依据

    旁白说道:“以下是其他一些示例。”

图中对象
  1. 紫色背景

  2. 标题文字

变化过程
  1. 画面从之前的棱锥示例切换到标题卡片。

不变量
  1. 课程继续展示更多多面体展开图示例。

数学含义

此处为分节标记,之后将依次展示立方体、三角棱锥和六角棱柱的展开图。

立方体展开图动画

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    一个立方体展开成六个正方形组成的平面排列。

  2. 字幕依据
    观察依据

    文字显示“立方体展开图”。

图中对象
  1. 3D 立方体

  2. 由六个正方形组成的平面展开图

变化过程
  1. 该立方体展开为一个连通的平面布局。

不变量
  1. 该展开图包含六个正方形面。

数学含义

这提供了一个多面体展开图的常见特例。

同一三角锥的两种展开图

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    一个三角锥展开为四个三角形,随后在标题“同一三角锥,不同展开图”下方出现第二种布局。

  2. 字幕依据
    观察依据

    文字显示为“三角锥展开图”,随后显示为“同一三角锥,不同展开图”。

图中对象
  1. 3D三角锥

  2. 两个由四个三角形组成的平面展开图

变化过程
  1. 展示了第一种展开方式。

  2. 展示了该三角锥的第二种排列方式不同的展开图。

不变量
  1. 两种展开图均包含四个三角形。

数学含义

这进一步说明:同一个多面体可以具有多种有效的展开图。

六棱柱展开动画

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    一个六棱柱展开为两个六边形,分别连接在一条由六个矩形组成的带状结构上。

  2. 字幕依据
    观察依据

    文字显示为“六棱柱展开图”。

图中对象
  1. 3D 六棱柱

  2. 由两个六边形和六个矩形组成的平面展开图

变化过程
  1. 侧面展开成一排。

  2. 两个六边形底面分别保持连接在两端。

不变量
  1. 该展开图包含两个六边形和六个侧面。

数学含义

这将棱柱展开图的规律从三角形底面推广到了六边形底面。

十二面体展开动画

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    青色3D十二面体旋转并展开为一个2D展开图。

  2. 字幕依据
    观察依据

    显示文字“十二面体展开图”。

图中对象
  1. 青色十二面体

  2. 12个五边形面

变化过程
  1. 3维立体图形展开为2维平面展开图

  2. 各面沿其棱向外翻折

不变量
  1. 面的数量保持为12个

  2. 每个面的形状仍为五边形

数学含义

展示了3维多面体与其2维表面展开图之间的几何关系。

第一个六角锥展开动画

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    绿色3维六角锥旋转并展开为星形2维展开图。

  2. 字幕依据
    观察依据

    显示文字“六角锥展开图”。

图中对象
  1. 绿色六角锥

  2. 粉色六边形底面

  3. 6个绿色三角形面

变化过程
  1. 3维立体转变为2维平面展开图

  2. 三角形围绕六边形呈径向展开

不变量
  1. 底面仍为六边形

  2. 侧面仍为三角形

数学含义

展示了棱锥侧面沿底面标准的径向展开方式。

第二个六棱锥展开动画

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    同一个绿色六棱锥展开为一种不同的2维排列方式。

  2. 字幕依据
    观察依据

    文字显示:“同一棱锥,不同展开图”

图中对象
  1. 绿色六棱锥

  2. 粉色六边形底面

  3. 6个绿色三角形侧面

变化过程
  1. 3维立体转变为一种不同的2维平面展开图

  2. 三角形在一侧呈扇形排列,另一侧则为一个单独的三角形

不变量
  1. 底面仍为六边形

  2. 侧面仍为三角形

  3. 面的总数保持不变

数学含义

说明一个3D多面体可根据所剪开的棱不同,拥有多个有效的2D展开图。

易错点 · 4

认为多面体只有一种正确展开图的误解

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者指出展开图没有唯一正确的朝向,并展示了同一个长方体棱柱的多种不同展开图。

误区

学习者可能认为给定立体图形只存在一种正确朝向或唯一展开图。

说明

该片段明确展示了同一个长方体棱柱的多种有效展开图,并指出展开图没有唯一正确的朝向。

误以为外观不同的展开图代表不同的立体图形

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者在对比不同展开图的同时强调,它们均属于同一个长方体棱柱,且所含图形形状完全相同。

误区

学习者可能认为,如果两个平面布局看起来不同,那么它们必然来自不同的3D立体图形。

说明

视频演示了同一个长方体可以生成外观不同的展开图,同时保持面的形状集合不变。

误以为棱锥的展开图只包含三角形侧面

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员指出了正四棱锥的正方形底面和四个侧面三角形面。

误区

学习者可能只关注倾斜的三角形侧面,而忽略了底面。

说明

该片段展示了正四棱锥的展开图包含一个正方形底面以及四个三角形侧面。

关于唯一展开图的误解

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员明确指出:‘是同一个棱锥,只是朝向不同。’

  2. 图示
    观察依据

    文字‘同一个棱锥,不同的展开图’与一种新的2D布局一同呈现。

误区

一种常见误解认为,每个3D多面体仅存在唯一一种2D展开图。

说明

视频演示了同一个六棱锥可以展开为多种不同的2D排列方式,而所有这些排列都是该立体的有效展开图。

概念关系 · 8

多面体展开图的定义 → 长方体展开图的面结构

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员通过将一个3D立体图形展开铺平来定义展开图。

  2. 动画
    观察依据

    一个长方体被转化为一个平面展开图。

应用
解释

展开图的一般定义首先应用于长方体,得到由六个矩形组成的平面布局。

展开图在朝向或布局上并非唯一 → 三角棱柱展开图的面构成

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员指出展开图的朝向可以有多种,随后对长方体、三棱柱和正四棱锥重复了类似表述。

应用
解释

展开图在朝向上不唯一这一概念再次应用于三棱柱和正四棱锥。

三角棱柱展开图的面构成 → 六棱柱展开图的面构成

依据清楚
依据视频推导
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    该片段从两个底面加侧面的角度描述了三棱柱和六棱柱。

  2. 动画
    观察依据

    两种棱柱的展开图均显示为一条侧面带,两端各连接一个全等的底面。

待核验内容
  1. 广义棱柱模式是从所展示的示例中归纳得出的,而非作为形式定理明确陈述。

推广
解释

三棱柱示例与六棱柱示例共同说明了一个更普遍的规律:棱柱的展开图包含两个全等的多边形底面,以及一条侧面带。

正四棱锥展开图的面构成 → 三棱锥展开图的面构成

依据清楚
依据视频推导
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者将四棱锥描述为具有一个正方形底面和四个侧面三角形,将三棱锥描述为具有四个三角形面。

  2. 动画
    观察依据

    两种棱锥的展开图均显示为一个底面多边形,周围连接着若干三角形侧面。

待核验内容
  1. 广义棱锥模式是从所展示的示例中归纳得出的,而非作为形式定理明确陈述。

对比
解释

该片段通过底面形状对比不同类型的棱锥:四棱锥有一个正方形底面和四个三角形侧面,而三棱锥则被展示为总共四个三角形面。

立方体展开图示例 → 长方体展开图的面结构

依据清楚
依据视频推导
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    一个立方体展开后得到六个正方形面。

  2. 声音
    观察依据

    讲解者仅简单指出该示例为“一个立方体”。

待核验内容
  1. 视频并未明确指出立方体是一种特殊的长方体棱柱;这一关系属于编者补充的数学联系。

特例
解释

立方体的展开图是长方体棱柱类展开图的一种特例,其中全部六个面均为正方形,而非一般意义上的矩形。

正十二面体的定义 → 正十二面体的定义

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员指出十二面体有12个面,且每个面都是五边形。

包含
解释

十二面体这一概念本身即以内角为五边形(面)为其基本构成单元。

六棱锥的定义 → 六棱锥的定义

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员指出该棱锥具有一个六边形底面和六个侧面三角形。

包含
解释

六棱锥这一概念同时包含了六边形(作为底面)和三角形(作为侧面)。

多面体展开图的方向 → 六棱锥的定义

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员讨论同一个棱锥具有不同朝向的展开图。

应用
解释

本片段将多面体可具有多种展开图方向这一原理,专门应用于六棱锥。

问题定位 · 10

什么是多面体的展开图?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者将‘展开图’定义为:将一个3D立体图形摊平,使其各个面构成一个复杂的多边形。

涉及知识点
  1. 多面体展开图的定义

为什么同一个立体图形可以有不止一种展开图?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者指出,展开图没有唯一正确的朝向,并展示了同一个长方体的多种不同布局。

涉及知识点
  1. 展开图在朝向或布局上并非唯一
  2. 一个立体可以有不同的展开图。

长方体的展开图有多少个面?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者指出,展开图中仍有六个矩形,且它们两两成对。

涉及知识点
  1. 长方体展开图的面结构

三角棱柱的展开图由哪些图形组成?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者指出,该展开图包含两个三角形底面和三个矩形侧面。

涉及知识点
  1. 三角棱柱展开图的面构成

正四棱锥的展开图由哪些图形组成?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者指出,该展开图包含一个正方形底面和四个三角形侧面。

涉及知识点
  1. 正四棱锥展开图的面构成

三角锥的展开图有多少个面?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解者指出,三角锥有四个三角形,并在展示第二个展开图时再次强调了这一点。

涉及知识点
  1. 三棱锥展开图的面构成

六棱柱的展开图由哪些形状构成?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解员指出它有两个六边形底面和六个侧面。

涉及知识点
  1. 六棱柱展开图的面构成

十二面体的面是什么形状?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    解说员介绍十二面体的各个面。

涉及知识点
  1. 正十二面体的定义

六棱锥有多少个侧面三角形?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    解说员列举六棱锥的组成部分。

涉及知识点
  1. 六棱锥的定义

一个3D形状能否拥有多个2D展开图?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    解说员解释同一展开图的不同方向。

涉及知识点
  1. 多面体展开图的方向
覆盖情况与待核验内容

已覆盖 · 片头序列以滚动呈现的平面展开图引入多面体展开图这一主题。

已覆盖 · 讲解员定义了展开图,并演示将长方体展开为由六个长方形组成的展开图。

已覆盖 · 通过比较多种长方体展开图,说明同一立体的展开图在朝向与布局上并非唯一。

已覆盖 · 将三棱柱展开,展示两种不同展开图,但它们均由相同的面组成。

已覆盖 · 将正四棱锥展开为不同布局的展开图,始终保留一个正方形和四个三角形。

已覆盖 · 转场标题卡宣布将呈现更多示例。

已覆盖 · 展示立方体展开图作为另一示例。

已覆盖 · 展示同一个三棱锥的两种不同展开图,每种均包含四个三角形。

已覆盖 · 将六棱柱展开为一个具有两个六边形底面和六个侧面的展开图。

已覆盖 · 六棱柱展开图的引入性画面,本片段中无配音,也未提供具体的数学定义。

已覆盖 · 十二面体的定义及其展开动画。

已覆盖 · 十二面体与六棱锥两个片段之间的过渡阶段。

已覆盖 · 六棱锥的定义及其首次展开动画。

已覆盖 · 第二次展开动画,演示同一六棱锥的不同展开图方向。

已覆盖 · 片尾序列:在展开图上绘制卡通笑脸,并显示“感谢观看”文字。

探索视频中的知识

已审核的主题路径