北师大版数学 · 七年级上册 · 第一章 第 3 节
知道一刀切下去露出的新面叫截面;说得出正方体的截面可以是三角形、四边形、五边形和六边形,并且知道为什么最多只有六条边。
这一节只有一件事:切。切西瓜、锯木头都是它。一分钟讲完怎么玩下面那把刀。
拿一把大刀,一刀把一个正方体(比如一块方方正正的豆腐)切成两半。切口露出来的那个新面,有没有可能是三角形?
切西瓜、锯木头、切一块豆腐——生活里常常要把一个东西切开。用一个平面去截一个几何体,截出来的那个面叫做截面。
截面是一个平面图形,因为刀是平的。它有几条边,取决于这一刀同时碰到了几个面。
正方体一共有 6 个面,所以一刀最多碰到 6 个面,截面最多六条边——再多切不出来了。至少要碰到 3 个面才能围成一个图形,所以最少是三角形。三、四、五、六,正方体的截面就这四种。
先猜:一刀切正方体,截面最多能有几条边?猜完刀就解锁。
正方体全是平面,截面的边都是直的。换成带曲面的立体,截面就可能出现曲线。
反过来问也一样重要:截面是圆,原来的立体可能是圆柱、圆锥或者球;截面是长方形,可能是长方体、正方体,也可能是竖着切开的圆柱。一种截面对应好几种可能,别只说一个。
锯开的树木横断面上有一圈一圈的痕迹,这就是年轮。数一数有几圈,就知道这棵树活了多少年;圈和圈之间的宽窄,还能看出哪一年雨水多、哪一年干旱。
医院里的 CT 也是这个道理。它用 X 线一层一层地「切」,把每一层的截面图像算出来再叠起来,医生就能看见身体内部而不必真的切开。CT 的发明者因此拿了 1979 年的诺贝尔医学奖。