長方體的面、邊和頂點
拿一個面紙盒或餅乾盒來看,盒子平平的每一片叫做面,兩個面相接的那條線叫做邊,三條邊交會的那個尖角叫做頂點。長方體一共有 6 個面、12 條邊、8 個頂點。
長方體的面都是長方形,有時候其中兩個相對的面是正方形,例如底面是正方形的高長盒子。相對的面一定一樣大,上和下、前和後、左和右剛好是 3 對。每個面和它相對的面平行,和旁邊的 4 個面垂直。
正方體和長方體比一比
正方體和長方體的面、邊、頂點數量完全一樣,差別在邊的長短和面的形狀。因為正方體的長、寬、高都相等,它符合長方體的所有條件,可以說正方體是特別的長方體,就像正方形是特別的長方形。
| 比較項目 | 正方體 | 長方體 |
|---|---|---|
| 面 | 6 個,都是一樣大的正方形 | 6 個,都是長方形,相對的兩個面一樣大 |
| 邊 | 12 條,全部一樣長 | 12 條,分成 3 組,每組 4 條一樣長 |
| 頂點 | 8 個 | 8 個 |
| 每個頂點交會的邊 | 3 條 | 3 條 |
| 和一個面平行的面 | 1 個 | 1 個 |
| 和一個面垂直的面 | 4 個 | 4 個 |
| 邊長總和 | 邊長 × 12 | (長 + 寬 + 高) × 4 |
| 體積 | 邊長 × 邊長 × 邊長 | 長 × 寬 × 高 |
| 表面積 | 邊長 × 邊長 × 6 | (長 × 寬 + 長 × 高 + 寬 × 高) × 2 |
正方體有幾個邊
正方體有 12 條邊。數的時候不要在立體圖上亂數,分成三批就不會漏掉:上面一圈 4 條,下面一圈 4 條,連接上下的直立邊 4 條,一共 4 + 4 + 4 = 12 條。頂點也可以這樣數,上面 4 個、下面 4 個,一共 8 個。
常見的錯誤是只數看得到的邊。畫在紙上的正方體只看得到 9 條邊,另外 3 條被擋在後面,通常畫成虛線。拿一顆骰子或方糖在手上轉一轉,數起來最清楚。
- 正方體:6 個面、12 條邊、8 個頂點。
- 6 個面都是一樣大的正方形,所以 12 條邊都一樣長。
- 骰子、方糖、魔術方塊都是正方體的形狀。
正方體和長方體例題
做框架、綁緞帶這類題目,要算的是邊的總長;算之前先想清楚每一種長度有幾條。
例 1用鐵絲做一個長 8 公分、寬 5 公分、高 3 公分的長方體框架,至少要多少公分的鐵絲?
- 長、寬、高各有 4 條
- (8 + 5 + 3) × 4 = 16 × 4 = 64
答:64 公分
例 2一個正方體的邊長 6 公分,12 條邊加起來是多少公分?
- 正方體 12 條邊一樣長
- 6 × 12 = 72
答:72 公分
例 3一個正方體所有的邊加起來是 48 公分,一條邊是多少公分?
- 正方體有 12 條一樣長的邊
- 48 ÷ 12 = 4
答:4 公分
例 4在長方體中,和底面垂直的面有幾個?和底面平行的面有幾個?
- 和底面相鄰的前、後、左、右 4 個面都和底面垂直
- 只有正對面的上面和底面平行
答:垂直的面 4 個,平行的面 1 個
正方體展開圖
把正方體沿著幾條邊剪開、攤平,得到的平面圖形就是展開圖。正方體的展開圖由 6 個一樣大的正方形連在一起,旋轉或翻面後一樣的算同一種,一共有 11 種。
這 11 種可以分成四類:中間一排 4 個、上下各接 1 個的一四一型有 6 種;一排 3 個、上下分別接 1 個和 2 個的一三二型有 3 種;像樓梯一樣每排 2 個的二二二型有 1 種;兩排各 3 個錯開的三三型有 1 種。
怎麼判斷是不是正方體展開圖
三年級的孩子先動手把展開圖剪下來黏黏看,知道不同的展開圖可能黏成同一個正方體就夠了。到了高年級遇到判斷題,可以用下面幾個方法檢查,不用真的去剪。
- 先數有沒有剛好 6 個正方形,少一個或多一個都不行。
- 看有沒有田字形,也就是 2 × 2 擠在一起的 4 個正方形。有田字形一定摺不起來,因為正方體的一個頂點只有 3 個面交會,田字形中間那一點卻圍了 4 個面。
- 看一直排或一橫排有沒有超過 4 個。正方體繞一圈只有 4 個面,連成 5 個就會重疊。
- 找出 3 對相對的面:同一排上隔一格的兩個面摺起來是對面,相鄰的面不會是對面。如果 3 對都找得到、而且不重複,就是正方體展開圖。
長方體展開圖
長方體的展開圖也是 6 個面連在一起,但面不一定一樣大,所以除了形狀要能摺起來,每一個面還要和它相接的面對得上邊長。下面這張是長 5 公分、寬 4 公分、高 3 公分的長方體展開圖,上下兩個面是 5 × 4,前後兩個面是 5 × 3,左右兩個面是 4 × 3。
畫長方體展開圖時,先畫中間繞一圈的前、右、後、左 4 個面,它們的高都一樣;再把上面和下面接在其中一個面的上下兩邊。接上去的那條邊一定要一樣長,例如上面接在前面的上緣,上面的長就要等於前面的長。
長方體展開圖例題
展開圖的總面積就是長方體的表面積,算法可以看長方體表面積公式。
從前面、上面、左邊看長方體或積木堆,就是國一的三視圖。
例 1長 5 公分、寬 4 公分、高 3 公分的長方體,展開圖裡有哪幾種大小的長方形?各有幾個?
- 上下兩個面:長 × 寬 = 5 × 4 = 20 平方公分,2 個
- 前後兩個面:長 × 高 = 5 × 3 = 15 平方公分,2 個
- 左右兩個面:寬 × 高 = 4 × 3 = 12 平方公分,2 個
答:20 平方公分、15 平方公分、12 平方公分的長方形各 2 個
例 2承上題,這張展開圖的總面積是多少?
- 20 + 15 + 12 = 47
- 每種有 2 個:47 × 2 = 94
答:94 平方公分
例 3一張長方體展開圖中,前面是 6 公分 × 2 公分的長方形,上面接在前面 6 公分那條邊上,寬是 3 公分。這個長方體的長、寬、高是多少?
- 上面接在前面 6 公分的邊上,所以長是 6 公分
- 上面的另一邊是寬,3 公分
- 前面的另一邊是高,2 公分
答:長 6 公分、寬 3 公分、高 2 公分
正方體和長方體練習:試做 5 題
五年級的「柱體和錐體」關卡會問正方體、四角柱這些立體有幾個面、幾條邊、幾個頂點,以及和一個面平行或垂直的面有幾個,長方體就是四角柱的一種。「大面積、公噸、體積」關卡則會出長方體體積和正方體表面積,適合學完這頁再挑戰。
準備好就開始,一共 5 題。
常見問題
正方體有幾個邊?
正方體有 12 條邊,上面一圈 4 條、下面一圈 4 條、直立的 4 條。它也有 6 個面和 8 個頂點,12 條邊全部一樣長。
正方體算是長方體嗎?
算。長方體的條件是 6 個面都是長方形、相對的面一樣大,正方形本來就是特別的長方形,所以正方體是長、寬、高都相等的長方體。
正方體展開圖有幾種?
11 種。一四一型 6 種、一三二型 3 種、二二二型 1 種、三三型 1 種。有田字形或一排超過 4 個的圖形都摺不成正方體。
長方體和正方體幾年級學?
二年級從生活中的盒子認識形狀,三年級用展開圖動手黏成立體,五年級學面與面的平行和垂直,並計算正方體和長方體的體積與表面積。