#10032

长方体切割·染色问题

五年级几何立体几何
#染色问题#正方体#计数
题目

一个 5×4×3 的长方体木块,由 60 个棱长为 1 的小正方体组成。在其六个面上都涂上红色油漆,然后沿着小正方体的接缝将它全部切开。请问:恰好有两个面被涂成红色的小正方体有多少个?

5×4×3 的长方体,由 60 个棱长为 1 的小正方体组成

解法

  1. 1.两面涂色的小正方体,都位于原大长方体的棱上,但不在顶点处。

    步骤1:识别长棱。每条长棱有 5 个小方块,去掉两端的三面涂色方块(黄点),剩下 3 个两面涂色方块。4条长棱共 4 × 3 = 12 个。

  2. 2.长方体有12条棱,分为3组:4条长棱(5)、4条中棱(4)、4条高棱(3)。

    步骤2:中棱(宽方向的棱)。每条有 4 个小方块,去掉两端剩 2 个。4条中棱共 8 个。

  3. 3.每条棱上的两面涂色方块数量 = 该棱上的小方块总数 - 2(减去两个顶点处的三面涂色方块)。

    步骤3:高棱。每条有 3 个小方块,去掉两端剩 1 个。4条高棱共 4 个。

  4. 4.计算4条长棱:(5 - 2) × 4 = 3 × 4 = 12 个。
    × 12长棱块
    +
    × 8中棱块
    +
    × 4高棱块
    +
    × 24总计

    两面涂色的小正方体总数 = 12 + 8 + 4 = 24 个

  5. 5.计算4条中棱:(4 - 2) × 4 = 2 × 4 = 8 个。
  6. 6.计算4条高棱:(3 - 2) × 4 = 1 × 4 = 4 个。
  7. 7.总计:12 + 8 + 4 = 24 个。

练一练

将一个 6×6×6 的正方体表面涂色后切成小方块。一面涂色、两面涂色、三面涂色的各有多少个?