(2007•衢州)请阅读下列材料:

(2007•衢州)请阅读下列材料:
问题:如图(1),一圆柱的底面半径、高均为5cm,BC是底面直径,求一只蚂蚁从A点出发沿圆柱表面爬行到点C的最短路线.小明设计了两条路线:
路线1:侧面展开图中的线段AC.如下图(2)所示:
设路线1的长度为l1,则l12=AC2=AB2+
BC
2=52+(5π)2=25+25π2
路线2:高线AB+底面直径BC.如上图(1)所示:
设路线2的长度为l2,则l22=(AB+BC)2=(5+10)2=225



l12-l22=25+25π2-225=25π2-200=25(π2-8)>0
∴l12>l22,∴l1>l2
所以要选择路线2较短.
(1)小明对上述结论有些疑惑,于是他把条件改成:“圆柱的底面半径为1cm,高AB为5cm”继续按前面的路线进行计算.请你帮小明完成下面的计算:
路线1:l12=AC2=______;
路线2:l22=(AB+BC)2=______
∵l12______l22
∴l1______l2(填>或<)
∴选择路线______(填1或2)较短.
(2)请你帮小明继续研究:在一般情况下,当圆柱的底面半径为r,高为h时,应如何选择上面的两条路线才能使蚂蚁从点A出发沿圆柱表面爬行到C点的路线最短.
boyskys 1年前 已收到1个回答 举报

神临天下 幼苗

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解题思路:(1)根据勾股定理易得路线1⊃∈l12=AC2=高2+底面周长一半2;路线2:l22=(高+底面直径)2;让两个平方比较,平方大的,底数就大.
(2)根据(1)得到的结论让两个代数式分三种情况进行比较即可.

(1)路线1:l12=AC2=25+π2;路线2:l22=(AB+BC)2=49.
∵l12<l22
∴l1<l2(填>或<),
∴选择路线1(填1或2)较短.(5分)

(2)l12=AC2=AB2+

BC2=h2+(πr)2
l22=(AB+BC)2=(h+2r)2
l12-l22=h2+(πr)2-(h+2r)2=r(π2r-4r-4h)=r[(π2-4)r-4h];
r恒大于0,只需看后面的式子即可.(2分)
当r=
4h
π2−4时,l12=l22
当r>
4h
π2−4时,l12>l22
当r<
4h
π2−4时,l12<l22

点评:
本题考点: 平面展开-最短路径问题.

考点点评: 比较两个数的大小,有时比较两个数的平方比较简便,比较两个数的平方,通常让这两个数的平方相减.注意运用类比的方法做类型题.

1年前

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