初中直观 · 高中论证拓展 · 立体几何 · 空间距离

箱子的最长直线,为什么要勾股两次?

互相垂直的三条棱a、b、c;对角线连接相对顶点。拉高箱子,先看底面对角线再看体对角线。

问题的来处欧氏几何 · 从平面走向立体

长方体空间对角线:问题从哪里来?

在直角三角形中找斜边,可以处理一块矩形板;要寻找箱子内部最长的直线,还需要再构造一个直角三角形。空间对角线把两次勾股连接起来。

读一段背景,带着问题动手

在直角三角形中找斜边,可以处理一块矩形板;要寻找箱子内部最长的直线,还需要再构造一个直角三角形。空间对角线把两次勾股连接起来。

先在底面找到对角线,再把它与高度组成直角三角形。旋转箱子确认端点,而不是只在投影里找最长线段。

现在,换你来试拉高箱子,先看底面对角线再看体对角线。 固定其他条件,亲手将箱高c分别设为1和3,各核验一次;体对角线增量与高度增量相同吗?

长方体空间对角线

M24 / 立体几何
今天的问题

体对角线增量与高度增量相同吗?

独立探索要做什么?

拉高箱子,先看底面对角线再看体对角线。 固定其他条件,亲手将箱高c分别设为1和3,各核验一次;体对角线增量与高度增量相同吗?

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
先看一次,再亲手试

从4到1 逐步改变箱高c;这是条件比较,不是物理时间。暂停后可亲手调整。

尚未开始;也可直接使用装置旁的参数控件。
青线:12条棱蓝线:底面对角线金线:体对角线
看这里 · 体对角线4.1231

底面与竖直棱垂直;体对角线用三条互相垂直的分量计算。

拖动旋转检查空间关系;正面、俯视可核对投影,读数按原构造计算。

体对角线
4.1231
底面对角线
3.6056

底面与竖直棱垂直;体对角线用三条互相垂直的分量计算。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

箱宽增加时,底面对角线也要重新算吗?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

d底²=a²+b²;d体²=d底²+c²=a²+b²+c²。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

体对角线增量与高度增量相同吗?

换个条件,再试一次

箱宽增加时,底面对角线也要重新算吗?

看哪里?

拖动旋转检查空间关系;正面、俯视可核对投影,读数按原构造计算。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识立体几何 · 空间距离涉及的量与单位:箱高c(无量纲)、箱宽a(无量纲)、箱深b(无量纲)。初中直观 · 高中论证拓展为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:拉高箱子,先看底面对角线再看体对角线。

再做定量:保持其他条件,比较箱高c与体对角线(无量纲),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

d底²=a²+b²;d体²=d底²+c²=a²+b²+c²。

对照核验提示:矮箱:箱高c 1 ;高箱:只改变箱高c 3 。按这些题设自己操作并比较体对角线,不把参考情景当个人完成。

适用范围:底面与竖直棱垂直;体对角线用三条互相垂直的分量计算。

Wolfram MathWorld · 相关词条(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。