蚂蚁爬行最短路程问题 习题与解答
1(探究长方体表面最短路径问题
如图所示,有一个长方体,它的长、宽、高分别为5cm,3cm,4cm(在顶点A处有一只蚂蚁,它想吃到与顶点A相对的顶点B的食物(已知蚂蚁沿长方体表面爬行的速度是0.8cm/s,问蚂蚁能否在11秒内获取到食物,
教学步骤建议:
1(探究所有可能路径
2(确定最短路径
222AB,,,,3(45)90; 11
222AB,,,,4(35)80 ; 22
222AB,,,,5(34)74( 33
因此,最短路径为( AB33
20.8118.8,,?,8.877.4474,,,
?蚂蚁能在11 s内获取到食物(
3(推广延伸
若探究2中的长方体长、宽、高分别为a,b,c,且a,b,c,找出沿正方体表面从点A到点B的最短路径,并说明理由(
222,, bc,,,da
最大 最短
棱长 路径
,(实际应用
1
成都动物园大鸟笼(百鸟苑),苑内一条参观道围绕中间直径为20 m,高10 m的立柱形成架空参观廊桥,视野开阔,可与鸟类近距离接触,同时也节约了占地面积(
已修成的这条参观道绕立柱一周,最高离地面10 m,总长70 m,每米造价约为1万元(
若请你来当参观道的设计师,依然绕圆柱一周,最高离地面10 m,每米的造价不变,你能设计出一个最省钱的
方案
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吗,
解:作点A关于BB'的对称点P,连接PA',与BB'交于点M(
PAMMAPA,,''则最短路径(
在Rt?PA'A中,
(中点)M2B'2B222,,2020π PAPAAA'=',,,
,4344
AA'PA'66,?m( (入口)(出口)
因此,最省钱的参观道长约为66 m,造价约为66万元(
2