空间任意选定一点
,以点
为端点,作三条互相垂直的射线
、
、
.这三条互相垂直的射线分别称作
轴、
轴、
轴,统称为坐标轴,它们的方向分别为
(水平向前)、
(水平向右)、
(竖直向上)方向,这样的坐标系称为空间直角坐标系.
将相邻三个面的面积记为
、
、
,且
的小长方体称为单位长方体,现将若干个单位长方体在空间直角坐标系内进行码放,要求码放时将单位长方体
所在的面与
轴垂直,
所在的面与
轴垂直,
所在的面与
轴垂直,如图1所示.
若将
轴方向表示的量称为几何体码放的排数,
轴方向表示的量称为几何体码放的列数,
轴方向表示的量称为几何体码放的层数;如图2是由若干个单位长方体在空间直角坐标内码放的一个几何体,其中这个几何体共码放了1排2列6层,用有序数组记作
,2,
,如图3的几何体码放了2排3列4层,用有序数组记作
,3,
.这样我们就可用每一个有序数组
,
,
表示一种几何体的码放方式.
(1)如图4是由若干个单位长方体码放的一个几何体的三视图,则这种码放方式的有序数组为 ,组成这个几何体的单位长方体的个数为 个;
(2)对有序数组性质的理解,下列说法正确的是 ;(只填序号)
①每一个有序数组
,
,
表示一种几何体的码放方式.
②有序数组中
、
、
的乘积就表示几何体中单位长方体的个数.
③有序数组不同,所表示几何体的单位长方体个数不同.
④不同的有序数组所表示的几何体的体积不同.
⑤有序数组中
、
、
每两个乘积的2倍可分别确定几何体表面上
、
、
的个数.
(3)为了进一步探究有序数组
,
,
的几何体的表面积公式
,某同学针对若干个单位长方体进行码放,制作了下列表格:
几何体 有序数组 |
单位长方体的个数 |
表面上面积为
的个数 |
表面上面积为
的个数 |
表面上面积为
的个数 |
表面积 |
,1,
|
1 |
2 |
2 |
2 |
|
,2,
|
2 |
4 |
2 |
4 |
|
,1,
|
3 |
2 |
6 |
6 |
|
,1,
|
4 |
4 |
8 |
4 |
|
,5,
|
5 |
10 |
2 |
10 |
|
,2,
|
6 |
12 |
6 |
4 |
|
,1,
|
7 |
14 |
14 |
2 |
|
,2,
|
8 |
8 |
8 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
根据以上规律,请写出有序数组
,
,
的几何体表面积计算公式
;(用
、
、
、
、
、
表示)
(4)当
,
,
时,对由12个单位长方体码放的几何体进行打包,为了节约外包装材料,对12个单位长方体码放的几何体表面积最小的规律进行探究,根据探究的结果请写出使几何体表面积最小的有序数组,并用几何体表面积公式求出这个最小面积.(缝隙不计)