初中数学:蚂蚁行程模型问题
下面我们通过几种模型来具体分析:
一、圆柱体模型分析
如上图:蚂蚁从无底圆柱体侧面展开图点 a 沿圆柱表面爬行一周,到点a正上方b点的最短路径就是展开图中 ab′的长。
其中:a'b等于圆柱体的高,aa'相当于上面圆行的周长。
二、圆锥体模型分析
如上图:
如果蚂蚁绕圆锥的侧面爬行一周后又回到 a 点,那么如何求最短距离?
扇形展开图如图二,蚂蚁爬行的最短距离就是aa'
那么如何求解aa'的长度。
1.如果告知圆锥侧面扇形度数,可以通过度数以及半径可以求出aa'的长度。
2.如果告知圆锥下弧长,通过弧长求出此度数,再通过度数以及半径可以求出aa'的长度。
通过图二,如果再求蚂蚁爬行过程中,距离点q最短距离,答案很明显,就是q点到aa'的高。
三、长方体模型分析
如图1:如果蚂蚁从a点爬到b点,求最短距离
此种要分三种情况分析:具体如图2、3、4
图2、3、4都分两种情况,实际上只有3种可能。
那就是前面和上面、前面和右面、左边和上面这3种可能。
四、台阶模型分析
此种模型,我们通过具体案例来分析:
如图,是一个三级台阶,它的每一级的长、宽和高分别等于 5cm、3cm 和1cm,a 和 b 是这个台阶的两个相对的端点,a 点上有一只蚂蚁,想到 b 点去吃可口的食物。请你想一想,这只蚂蚁从 a 点出发,沿着台阶面爬到 b点的最短路程是多少?
分析:台阶展开图如下图:ab就是最短路程。
ac=12,bc=5,ab=13
我们上面分析了4种蚂蚁行程问题,归根到底:蚂蚁行程最短路径的关键就是,正确展开立体图形,利用“两点之间线段最短”或“两边之和大于第三边”准确找出最短路径。
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