课外拓展



例、王老师让同学们讨论这样一个问题:如图所示,有一个长方体盒子,底面正方形的边长为2 cm,高为3 cm,在长方体盒子下底面的A点有一只蚂蚁,它想吃到上底面与A点相对的F点处的食物,问怎样爬行路程最短?最短路程是多少?过了一会儿,王老师问同学们答案,甲生说:“先由A点到B点,再走对角线BF.”乙生说:“我认为应由A先走对角线AC,再由C到F.”丙生说:“将长方形ABCD与长方形BEFC展开成长方形AEFD,利用勾股定理求AF的长.”丁生说:“将长方形ABCD与正方形CFGD展开成长方形ABFG,利用勾股定理求AF的长.”

你认为哪位同学的说法正确?你还有其他方法吗?若有,请叙述出来,并说明理由.(参考数据:5.392≈29)

分析:要使蚂蚁爬行的路程最短,可直接连结AF,再求出AF,但AF在盒子里面,不符合题目要求.甲生和乙生的方法类似,只是顺序不同,丙生和丁生的方法类似,只是长方形的长、宽不同.若在丙、丁的长方形中画出甲、乙的路线,则发现丙生和丁生都符合要求,但究竟哪个路程最短,就需要计算了.

解:按丙生的方法:将长方形ABCD与长方形BEFC展开成长方形AEFD.如图所示,

则AE=AB+BE=4 cm,EF=3 cm.

连结AF,

在Rt△AEF中,AF2=AE2+EF2=42+32=25.

∴AF=5(cm).

连结BF,∵AF<AB+BF,

∴丙的方法比甲的好.

按丁生的方法:将长方形ABCD与正方形CFGD展开成长方形ABFG,如图所示.

则BF=BC+CF=3+2=5(cm),AB=2cm.

连结AF,

在Rt△ABF中,AF2=BF2+AB2=52+22=29≈5.392

∴AF≈5.39(cm).

连结AC,∵AF<AC+CF,

∴丁生的方法比乙的好.

∴比较丙生与丁生的计算结果,我认为丙生的说法正确.

小结:假如蚂蚁能飞,则应由A沿空间对角线AF直接飞到F,这个距离不是最短吗?这种想法很有创意,因为观察生活中的确有能飞的蚂蚁,但本题限定蚂蚁只能在盒子的外表面爬行,不能进入到里面的空间,所以这样的办法是行不通的.

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