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課題 · 三角學(三維)

立體圖形中的角:幅圖冇話你知嘅嘢

點解立體圖入面睇落係直角嘅通常都唔係直角、點樣唔靠估搵出直線同平面之間嘅角,以及兩個平面之間嘅角要通過咩測試。

閱讀約 6 分鐘更新於 2026 年 9 月 5 日

卷二嘅立體圖形,全部都係將一件立體嘢畫成一幅平面圖,而「壓平」呢個動作一定會毀掉資料。喺立體入面相等嘅長度,畫出嚟唔等長;本身係直角嘅,畫到唔似直角;本身同直角差好遠嘅,反而畫到四四方方。所以立體題從來都唔係考你睇圖——係考你搵到一個你肯定係直角嘅三角形,然後喺入面做返普通嘅平面三角學。

要考嘅本事就係嗰一步:由立體入面揀返個直角三角形出嚟,然後當個立體唔存在。

誤解一:信咗一個冇人俾過你嘅直角

長方體嘅一條豎邊,真係垂直於底面,因為長方體本身就係咁定義。但一個面嘅對角線就真係唔垂直。喺圖入面,兩者可以望落一模一樣。同學將畢氏定理或者正弦比套落一個根本唔係直角嘅三角形,之後每一步都係虛構。

用任何「直角」嘅事實之前,先講得出理由:「呢條邊垂直於嗰個平面,因為個立體係長方體」,或者「頂點喺中心正上方,因為題目講明係正角錐」。如果講唔出理由,你就冇直角。

誤解二:直線同平面之間嘅角

呢個角係由「投影」定義嘅:將直線嘅端點垂直落喺平面上,將個垂足同直線與平面相交嗰點連埋,原本嗰條直線同呢條投影之間嘅角,先係要求嘅角。

常見錯誤係攞咗一條就手嘅邊嚟代替投影。喺一個箱入面,空間對角線喺底面嘅影係底面嘅對角線,唔係底面其中一條邊——而嗰條邊就喺隔籬,已經畫咗,仲已經標咗一個題目俾咗你嘅長度。用咗佢,你會計到一個好合理嘅角,只不過係另一個角。

誤解三:兩個平面之間嘅角

兩個平面沿一條公共棱相交時,喺條棱上揀一點,喺每個平面各畫一條經過該點嘅直線,而且兩條都要垂直於條棱。呢兩條直線之間嘅角,就係兩平面之間嘅角。

「垂直於條棱」呢個條件就係成個定義,亦正正係最多人略過嘅一步。隨便喺兩個面「橫跨」畫兩條線,都一定計到一個角,個角亦一定望落好合理,但一定係錯。如果你兩條臂唔係都垂直於公共棱,咁你量度緊嘅係另一樣嘢。

一個示範例子

一個長方體嘅底面係 44 厘米乘 33 厘米嘅長方形,垂直高係 1212 厘米。求一條空間對角線同底面之間嘅角,準確至最接近嘅度數。

先搵投影。空間對角線由底面一角去到對面頂角;佢喺底面嘅影就係底面嘅對角線,長度係

42+32=5(厘米).\sqrt{4^2 + 3^2} = 5 \text{(厘米)}.

豎邊垂直於底面,因為個立體係長方體——呢個就係講得出嘅理由——所以由底面對角線、豎邊同空間對角線組成嘅三角形,喺底面嗰個角係直角。因此

tan⁡θ=125,θ≈67∘.\tan\theta = \frac{12}{5}, \qquad \theta \approx 67^\circ.

錯路就係用咗底面一條邊嚟代替對角線:tan⁡θ=124\tan\theta = \tfrac{12}{4} 得出大約 72∘72^\circ,tan⁡θ=123\tan\theta = \tfrac{12}{3} 得出大約 76∘76^\circ。呢三個角喺呢個箱入面全部真實存在,但只有一個係空間對角線同底面之間嘅角。

自我檢查

落筆計之前,講一次呢句:「我用緊嘅三角形喺 ___ 係直角,因為 ___。」如果「因為」之後要靠幅圖而唔係靠個立體嘅性質,就停手,另揀一個三角形。

下面嘅操練每次都會重新生成立體同尺寸,等你每次都要重新做一次投影,而唔係靠記。

睇完,練返幾條

一節「三角學(三維)」嘅操練——每次題目都係全新生成,出自呢篇指南講緊嘅同一批課程學習目標,而且喺你見到之前已經核對咗兩次。

Dsetopia 自家撰寫的溫習筆記,由教育局課程學習目標寫起。與香港考評局無關,並無複製任何試題內容。