数学
有种蚂蚁是白蚁的天敌,现在有一根高3米,截面半径为20厘米的圆柱形木柱,一只白蚁幼虫,停在上底面B处,另有甲,乙两只蚂蚁分别停在A
1
处和离地面高10厘米的A
2
处(如图),如果两只蚂蚁的爬行速度都是0.1厘米/秒,那么甲,乙两
蚁爬到B处吃掉白蚁幼虫需要的最短时间分别是甲蚁
3030
3030
秒,乙蚁
2970
2970
秒.(答案写成整数)
如图,长方形箱子ABCD-A′B′C′D′长100cm,宽100cm,高50cm,箱子顶部在点B和DA边的中点R之间绷紧着一根琴弦,一只蚂蚁从底部A′B′边的中点M出发,沿着箱子外壁爬向琴弦(可以爬向顶部),则它至少需爬行
71
71
厘米才能接触
到琴弦.(答案需为整数)
如图所示,ABCD是长方形地面,长AB=20m,宽AD=10m.中间竖有一堵砖墙高MN=2m.一只蚂蚱从A点爬到C点,它必须翻过中间那堵墙,则它至少要走
26
26
m的路程.
(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l
1
,则l
1
2
=AC
2
=AB
2
+
BC
2
=5
2
+(5π)
2
=25+25π
2
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l
2
,则l
2
2
=(AB+BC)
2
=(5+10)
2
=225
l
1
2
-l
2
2
=25+25π
2
-225=25π
2
-200=25(π
2
-8)>0
∴l
1
2
>l
2
2
,∴l
1
>l
2
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:l
1
2
=AC
2
=
25+π
2
25+π
2
;
路线2:l
2
2
=(AB+BC)
2
=
49
49
∵l
1
2
<
<
l
2
2
,
∴l
1
<
<
l
2
(填>或<)
∴选择路线
1
1
(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.
(2013·贵阳模拟)请阅读下列材料:
问题:如图1,圆柱的底面半径为1dm,BC是底面直径,圆柱高AB为5dm,求一只蚂蚁从点A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:高线AB+底面直径BC,如图1所示.路线2:侧面展开图中的线段AC,如图2所示.(结果保留π)
(1)设路线1的长度为L
1
,则
L
1
2
=
49
49
.设路线2的长度为L
2
,则
L
2
2
=
25+π
2
25+π
2
.所以选择路线
2
2
(填1或2)较短.
(2)小明把条件改成:“圆柱的底面半径为5dm,高AB为1dm”继续按前面的路线进行计算.此时,路线1:
L
1
2
=
121
121
.路线2:
L
2
2
=
1+25π
2
1+25π
2
.所以选择路线
1
1
(填1或2)较短.
(3)请你帮小明继续研究:当圆柱的底面半径为2dm,高为hdm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点C的路线最短.
(2011·石家庄模拟)动手操作:如图1,把矩形AA′B′B卷成以AB为高的圆柱形,则点A与点
A′
A′
重合,点B与点
B′
B′
重合.
探究与发现:
(1)如图2,若圆柱的底面周长是30cm,高是40cm,从圆柱底部A处沿侧面缠绕一圈丝带到顶部B处作装饰,则这条丝线的最小长度是
50
50
cm;(丝线的粗细忽略不计)
(2)如图3,若用丝线从该圆柱的底部A缠绕4圈直到顶部B处,则至少需要多少丝线?
实践与应用:
如图4,现有一个圆柱形的玻璃杯,准备在杯子的外面缠绕一层装饰带,为使带子全部包住杯子且不重叠,需要将带子的两端沿AE,CF方向进行裁剪,如图5所示,若带子的宽度为1.5厘米,杯子的半径为6厘米,则sinα=
1
8π
1
8π
.
(2010·拱墅区一模)如图,长方体的底面是边长为1cm 的正方形,高为3cm.
(1)如果用一根细线从点A开始经过4个侧面缠绕一圈到达点B,请利用侧面展开图计算所用细线最短需要多少cm?
(2)如果从点A开始经过4个侧面缠绕2圈到达点B,那么所用细线最短需要
73
73
cm.(直接填空)
编制一个底面直径为25cm,高为100cm的圆柱形花柱架,需用沿圆柱表面绕织一周的竹条若干根,如图中的A
1
C
1
B
1
,A
2
C
2
B
2
,…A
1
、B
1
是圆柱上下底面相对的两个点,同样A
2
、B
2
,…,也是圆柱上下底面相对的两个点,则每一根这样的竹条长度最少是多少厘米?(结果用π表示)
勾股定理是解决直角三角形很重要的数学定理.这个定理的证明的方法很多,也能解决许多数学问题.请按要求作答:
(1)用语言叙述勾股定理;
(2)选择图1、图2、图3中一个图形来验证勾股定理;
(3)利用勾股定理来解决下列问题:
如图4,一个长方体的长为8,宽为3,高为5.在长方体的底面上一点A处有一只蚂蚁,它想吃长方体上与A点相对的B点处的食物,则蚂蚁需要沿长方体表面爬行的最短路程是多少?
附加题:有一圆柱体高为10 cm,底面圆的半径为4 cm,AA
1
、BB
1
为相对的两条母线,在AA
1
上有一个蜘蛛Q,QA=3 cm;在BB
1
上有一只苍蝇P,PB
1
=2 cm,蜘蛛沿圆柱体侧面爬到P点吃苍蝇,求最短路径.
(答案保留两个有效数字)
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