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最短的路径怎么求(长方体表面最短路径问题)

时间:2023-08-21 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 农业百科

解析:已知如图很容易理解,不再分析;而未知会有点摸不到头脑,关键有两点:1.一定要经过表面,那肯定不是一条直线2.最短路程。总结:1.立体图形表面路径最小问题,就是要“拍平”,转换为平面两点间直线段问题。

昨天孩子有一道题目做错了,给她讲一讲。

题目:如图,长方体高为9cm,底边是边长为6cm的正方形,一只美丽的蝴蝶从顶点A开始爬向顶点B,那么它爬行的最短路程是多少?

示意图

首先读题:

已知

  • 边长为6CM,高为9CM的正四棱柱。
  • AB为相对的两个顶点。

未知:A到B经过棱柱表面最短路程。

解析:

已知如图很容易理解,不再分析;而未知会有点摸不到头脑,关键有两点:

1.一定要经过表面,那肯定不是一条直线

2.最短路程。只学过两点之间直线段距离最短。

那怎么弄呢?把这个长方体想象成一个纸盒,给他拍扁,拆了。

以前学习过长方体展开图,只要确定AB两点相对位置,连线然后根据已知边的关系就可以求了。

但是多种展开方式,会不会不一样,我怎么知道哪种是最短呢?

重合即相等,我们用对称的方式可以简化。很容易想到,竖着劈一刀,左右两边是对称的。如图:

那么只要考虑A经过上下,右边横着两个,一共四个面就可以了。同理可以知道,上下两个面对AB两个点也有中心对称的关系,所以只要考虑上的一个面就好。

那么一共考虑三个面就可以了。开始,拍平!如图:

注意B点一拍平就分成了B和B'两个点,分别连接AB,AB'就可以计算了。

这里用到勾股定理,知道直角三角形两边求第三边。

有个小技巧,你已经学过勾股数:3、4、5.另外一组,是5,12,13.还有其他互质的勾股数。常用的是这两组,但是根据勾股定理:

方程两边同时乘以3,就可以得到9,12,15。你很快就可以得到AB'=15

AB就不用计算了,因为根据“大角对大边”,AB是斜边最大,而这个三角形的一条直角边已经等于9 6=15了,所以AB一定大于AB'.

所以15即为所求。

如果,你直接展开的是AB'这个面,也可以得到正确答案。但是一定要小心的是,有可能它不是最小的。

总结:

1.立体图形表面路径最小问题,就是要“拍平”,转换为平面两点间直线段问题。

2.拍平的过程中,会有多种展开的方法,可以通过“对称”省去相同的方式;但同时不要遗漏,避免找出的不是“最小”

3.勾股定理运用中先计算勾股数,可以减少运算量。

希望你能理解这个思路,并在将来的解题中运用到。

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