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長方體

鎖定
長方體(又稱矩體,cuboid)是底面為長方形的直四稜柱(或上、下底面為矩形的直平行六面體)。其由六個面組成的,相對的面面積相等,可能有兩個面(可能四個面是長方形,也可能是六個面都是長方形)是正方形
中文名
長方體
外文名
cuboid
定    義
底面為長方形的直四稜柱
組    成
6個面、8個頂點、12條稜
體積公式
v=abc(體積=長x寬x高)
表面積公式
S=2(ab+bc+ca)
總稜長公式
c=4(a+b+h)

長方體概念

長方體(cuboid)是底面是長方形的直稜柱。正方體是特殊的長方體,正方體是六個面都是正方形的長方體 [1]  。長方體的每一個矩形都叫做長方體的,面與面相交的線叫做長方體的,三條稜相交的點叫做長方體的頂點。長方體六個面面積的和,叫作長方體的表面積。長方體的體積是對長方體的一種度量,長方體的體積等於長、寬、高之積 [2] 

長方體組成

(1)長方體的面(plane)
圖1 長方體的認識 圖1 長方體的認識
圍成封閉幾何體的平面多邊形稱為多面體的面。長方體有6個面。其中每個面都是長方形(有可能有2個相對的面是正方形),有3對相對的面。相對的面形狀相同、面積相等 [2] 
(2)長方體的稜(edge)
多面體上兩個面的公共邊稱為多面體的稜。長方體有12條稜,其中有3組相對的稜,每組相對的4條稜互相平行、長度相等(有可能有8條稜長度相等) [2] 
(3)長方體的頂點(point)
長方體有8個頂點,相交於一個頂點的三條稜分別叫作長方體的長(length)、寬(width)、高(height)。一般情況下,把底面中較長的一條稜叫作長,較短的一條稜叫作寬,垂直於底面的稜叫作高 [2] 

長方體特徵

(1) 長方體有6個面。每組相對的面完全相同。
(2) 長方體有12條稜,相對的四條稜長度相等。按長度可分為三組,每一組有4條稜。
(3) 長方體有8個頂點。每個頂點連接三條稜。三條稜分別叫做長方體的長,寬,高。
(4) 長方體相鄰兩條稜互相垂直 [3] 

長方體度量及計算

長方體對角線

圖2長方體圖示 圖2長方體圖示
長度:長方體的對角線是長方體的任意一個頂點到對邊頂點的長度。
對角線的長度:依據勾股定理,點2和點3的長度是根號(點1到點2的長度的平方+點1到點3的長度的平方),而點2到點3的線又與點3到點5的長度形成直角,所以對角線的長度是 [4]  :長方體對角線平方=長平方+寬平方+高平方

長方體表面積

因為相對的2個面面積相等,所以先算上下兩個面,再算前後兩個面,最後算左右兩個面 [5] 
設一個長方體的長、寬、高分別為a、b、c,則它的表面積為S = (ab+bc+ca)×2,也等於2ab+2bc+2ca,還等於2(ab+bc+ca);
公式:長方體的表面積=長×寬×2+寬×高×2+長×高×2,或:長方體的表面積=(長×寬+寬×高+長×高)×2。

長方體體積

長方體的體積=長×寬×高。設一個長方體的長、寬、高分別為a、b、c,則它的體積
。因為長方體也屬於稜柱的一種,所以稜柱的體積計算公式它也同樣適用。長方體體積=底面積× 高,即
(S是底面積) [3] 
參考資料
  • 1.    任敏龍. 提取關鍵特徵 展開空間推理——“長方體和正方體的認識”教學與評析[J]. 小學數學教師,2017,(01):24-28. [2017-08-30].
  • 2.    吳正憲,劉勁苓,劉克臣主編.小學數學教學基本概念解讀:教育科學出版社,2014.09:290
  • 3.    曾小平,曹一鳴主編.小學數學研究:教育科學出版社,2013.12:161-169
  • 4.    薛德林. 小學數學中長方體和正方體教學的有效策略探析[J]. 新課程學習(上),2013,(11):86. [2017-08-30].
  • 5.    李未,黃文奇,蔣東辰,劉祥龍. 一種求解帶有時間調度的四維長方體裝填問題的啓發式算法[J]. 中國科學:信息科學,2010,40(01):1-12. [2017-08-30].