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长方体(又称矩体,cuboid)是底面为长方形的直四棱柱(或上、下底面为矩形的直平行六面体)。其由六个面组成的,相对的面面积相等,可能有两个面(可能四个面是长方形,也可能是六个面都是长方形)是正方形。

特征

(1) 长方体有6个面。每组相对的面完全相同。

(2) 长方体有12条棱,相对的四条棱长度相等。按长度可分为三组,每一组有4条棱。

(3) 长方体有8个顶点。每个顶点连接三条棱。三条棱分别叫做长方体的长,宽,高。

(4) 长方体相邻的两条棱互相垂直

组成

(1)长方体的面(plane)

围成封闭几何体的平面多边形称为多面体的面。长方体有6个面。其中每个面都是长方形(有可能有2个相对的面是正方形),有3对相对的面。相对的面形状相同、面积相等。

(2)长方体的棱(edge)

多面体上两个面的公共边称为多面体的棱。长方体有12条棱,其中有3组相对的棱,每组相对的4条棱互相平行、长度相等([1]有可能有8条棱 长度相等)。

(3)长方体的顶点(point)

长方体有8个顶点,相交于一个顶点的三条棱分别叫作长方体的长(length)、宽(width)、高(height)。一般情况下,把底面中较长的一条 棱叫作长,较短的一条棱叫作宽,垂直于底面的棱叫作高。

度量及计算

对角线

长度:长方体的对角线是长方体的任意一个顶点到对边顶点的长度。

对角线的长度:依据勾股定理[2],点2和点3的长度是根号(点1到点2的长度的平方+点1到点3的长度的平方),而点2到点3的线又与点3到点5 的长度形成直角,所以对角线的长度是[4]:长方体对角线平方=长平方+宽平方+高平方

表面积

因为相对的2个面面积相等,所以先算上下两个面,再算前后两个面,最后算左右两个面。

设一个长方体的长、宽、高分别为a、b、c,则它的表面积为S = (ab+bc+ca)×2,也等于2ab+2bc+2ca,还等于2(ab+bc+ca);

公式:长方体的表面积=长×宽×2+宽×高×2+长×高×2,或:长方体的表面积=(长×宽+宽×高+长×高)×2。

体积

长方体的体积=长×宽×高。设一个长方体的长、宽、高分别为a、b、c,则它的体积:。因为长方体也属于棱柱的一种,所以棱柱的体积 计算公式它也同样适用。长方体体积=底面积× 高,即(S是底面积)。

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参考文献

  1. 长方体体积公式,高三网,2019-9-30
  2. 勾股定理,搜狐,2019-05-10