1、勾股定理最短距离问题蚂蚁爬行的最短路径正方体4.如图，一只蚂蚁从正方体的底面 A点处沿着表面爬行到点上面的 B点处，它爬行的最短路线是（ ）解：根据两点之间线段最短可知选 A.故选A.2.如图，边长为1的正方体中，一只蚂蚁从顶点 A出发沿着正方体的外表面爬到顶点最短距离是解：如图将正方体展开，根据“两点之间，线段最短”知，线段 AB即为最短路线.2, BC的中点为 M, 只蚂蚁从 A点爬行到 M点的最短距离解：将正方体展开，连接 M D1, 根据两点之间线段最短，MD=MC+CD=1+2=3MD= MD2 DD12 .32 22 , 13 .B是正方体的一个顶点，正方体的棱长为 2,B的最短路
2、程是( )9.如图所示一棱长为 3cm的正方体，把所有的面均分成 3X3个小正方形.其边长都为1cm,5.如图，点A的正方体左侧面的中心，点 蚂蚁从点A沿其表面爬到点所以最短路径长为 5cm用时最少：5十2=秒.长方体10. (2009?恩施州)如图，长方体的长为 15,宽为10,高为20,点B离点C的距离为5, 一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点 A爬到点B,需要爬行的最短距离是11.12.如图，一只蚂蚁从实心长方体的顶点 A出发，沿长方体的表面爬到对角顶点 Ci处（三条棱长如图所示），问怎样走路线最短？最短路线长为 .18.（ 2011?荆州）如图，长方体的底面边长分别为 2cm和4cm,
3、高为5cm.若一只蚂蚁从PA=2X（ 4+2） =12, QA=5 PQ=13故答案为：13.19.如图，一块长方体砖宽 AN=5cm 长ND=10cm CD上的点 B距地面的高 BD=8cm地面上A处的一只蚂蚁到 B处吃食，需要爬行的最短路径是多少？解：在Rt ABD中，因为 AD=AN+ND=5+10=15BD=8所以 aB=A5+bD=152+82=289=172.所以 AB=17cm故蚂蚁爬行的最短路径为 17cm.49、如图，长方体盒子(无盖)的长、宽、高分别 12cm ,8cm,30cm.(1)在AB中点C处有一滴蜜糖，一只小虫从D处爬到C处去吃，有无数种走法，则最短路程 是多少？
4、 此长方体盒子(有盖)能放入木棒的最大长度是多少 ？13.如图所示：有一个长、宽都是 2米，高为3米的长方体纸盒，一只小蚂蚁从 A点爬到B路径一：AB= - -：-： = - :JJ ;路径二：AB= - - ! ： =5;路径三：AB= 二= : ;5,5米为最短路径.14.如图，直四棱柱侧棱长为 4cm,底面是长为5cm宽为3cm的长方形.一只蚂蚁从顶点 A出发沿棱柱的表面爬到顶点 B.求：(1 )蚂蚁经过的最短路程；(2 )蚂蚁沿着棱爬行(不能重复爬行同一条棱)的最长路程.Z;11it暑 7A解：（1） AB的长就为最短路线.然后根据若蚂蚁沿侧面爬行，则经过的路程为 二-八I （cm）;
5、若蚂蚁沿侧面和底面爬行，则经过的路程为 ： -（cm）,或 J I I ：- （cm）所以蚂蚁经过的最短路程是#何cm.（2） 5cm+4cm+5cm+4cm+3cm+4cm+5cm=3Qc最长路程是 30cm.15.如图，长方体的长、宽、高分别为 6cm, 8cm, 4cm. 只蚂蚁沿着长方体的表面从点 A爬到点B.则蚂蚁爬行的最短路径的长是 。解：第一种情况：把我们所看到的前面和上面组成一个平面，则这个长方形的长和宽分别是 12cm和6cm则所走的最短线段是匚匸厂=6江cm；第二种情况：把我们看到的左面与上面组成一个长方形，则这个长方形的长和宽分别是 10cm和8cm,所以走的最短线段是
6、i -_ = d cm;第三种情况：把我们所看到的前面和右面组成一个长方形，则这个长方形的长和宽分别是 14cm和4cm,所以走的最短线段是 i - - =2 ； :. cm；三种情况比较而言，第二种情况最短.51.圆柱形坡璃容器，高 18cm,底面周长为60cm,在外侧距下底1cm点S处有一蜘蛛，与 蜘蛛相对的圆柱形容器的上口外侧距开口处 1cm的点F处有一苍蝇，试求急于捕获苍蝇充饥的蜘蛛所走的最短路线的长度。16.如图是一个三级台阶，它的每一级的长、宽、高分别为 20cm 3cm 2cm. A和B是这个台阶上两个相对的端点， 点A处有一只蚂蚁，想到点B处去吃可口的食物， 则蚂蚁沿着台阶 面
7、爬行到点B的最短路程为 cm解：三级台阶平面展开图为长方形，长为 20cm,宽为(2+3)x 3cm则蚂蚁沿台阶面爬行到 B点最短路程是此长方形的对角线长.可设蚂蚁沿台阶面爬行到 B点最短路程为xcm,由勾股定理得：x2=202+ ( 2+3)X 3 2=252,解得x=25.故答案为25.17如图，是一个三级台阶，它的每一级的长、宽和高分别等于这只蚂蚁从A点出发，沿着台阶面爬到 B点，最短线路是解：将台阶展开，如下图，因为 AC=3 3+1X 3=12, BC=5,13cm.13cm.圆柱21有一圆柱体如图，高 4cm,底面半径5cm, A处有一蚂蚁，若蚂蚁欲爬行到 C处，求蚂蚁爬行的最短距
8、离解：AC的长就是蚂蚁爬行的最短距离. C, D分别是BE, AF的中点.AF=2tt ? 5=10n. AD=5t.AC= . AD CD 16cm故答案为：16cm.22.有一圆形油罐底面圆的周长为 24m,高为6m 一只老鼠从距底面 1m的A处爬行到对角B处吃食物，它爬行的最短路线长为23.如图，一只蚂蚁沿着图示的路线从圆柱高 AA的端点A到达Ai,若圆柱底面半径为 -,A最短距离为解：因为圆柱底面圆的周长为 2 nX =12,高为5,所以将侧面展开为一长为 12,宽为5的矩形, 根据勾股定理，对角线长为 !- =13.故蚂蚁爬行的最短距离为 13.由于圆柱体的底面周长为24.如图，一圆
9、柱体的底面周长为 24cm,高AB为9cm, BC是上底面的直径.一只蚂蚁从点24cm,则 AD=24X 1 =12cm.2又因为 CD=AB=9cm 所以 AC= . =15cm.故蚂蚁从点A出发沿着圆柱体的表面爬行到点 C的最短路程是15cm.故答案为：15.25.（ 2006?荆州）有一圆柱体高为 10cm底面圆的半径为 4cm, AA, BB为相对的两条母 线.在AA上有一个蜘蛛 Q QA=3cm在BB上有一只苍蝇 P，PB=2cm,蜘蛛沿圆柱体侧面爬解：QA=3 PB=2，即可把PQ放到一个直角边是 4n和5的直角三角形中，根据勾股定理得：QP= 最短路线问题通常是以“平面内连结两点
10、的线中 ，线段最短”为原则引申岀来的 们在牛产、牛活实践中,常常遇到带有某种限制条件的最近路线即最短路线问题 .下面简单谈一下初中数学中遇到的最短路线问题。 对于数学中的最短路线问题可以分为两大类：第一类为在同一平面内；第二类为空间几何体中的最短路线 问题，对于平面内的最短路线问题可先画岀方案图，然后确定最短距离及路径图。I .求三点距离相等时，一点到两点的距离最短设计方案例1.为改善白银市民吃水质量，市政府决定从新建的 A水厂向B、C供水站供水。已知 A、B C之间的距离相等，为了节约成本降低造价，请你设计一种最优方案，使铺设的输水管道最短，在图中用实线画 岀你所设计方案的线路图。解析：可根
11、据三点所构成的三角形形状及三线合一的性质，可求最短路线及设计图。应用：已知三角形 ABC中，/ A= 20度，AB= AC= 20cm, M N分别为AB AC上两点，求BN+ MN MC的最小值。山。求圆上点，使这点与圆外点的距离最小的方案设计例3.已知圆形花坛以及花坛外一居民区，要在花坛与居民区之间修建一条小道在圆形花坛上选择一 点，使其与居民区之间的距离最小。解析：在此问题中可根据圆上最远点与最近点和点的关系可得最优设计方案。应用：一点到圆上的点的最大距离为 9,最短距离为1,则圆的半径为多少？关于立体图形表面的最短路径问题 ，又称“绕线问题”是几何中很富趣味性的一类向题 .它牵涉的知
12、识面广，沟通了平面几何、立体几何以及平面三角的联系，能训练学生的空间想象能力。 而且，也很富有技巧 性.在此讨论几个问题，仅供参考。I。在圆柱中，可将其侧面展开求岀最短路程H。在长方体(正方体)中，求最短路程例5.在长方体盒子的 A点有一昆虫，在B点有它最喜欢吃的食物，沿盒子表面爬行，如何爬行使得 所爬路程最短，如果长方体的长、宽、高分别为 a、b、c.则最短路程为多少.解析：将其中含有一点的面展开，与含另一点的面在同一平面内即可，主要可以分为三种情形 ：Si(1)将右侧面展开与下底面在同一平面内，可得其路程为:(2)将前表面展开与上表面在同一平面内，可得其路程为:(3)将上表面展开与左侧面在
13、同一平面内，可得其路程为:然后比较Si、S2、S3的大小，即可得到最短路程.应用：一只蜘蛛在一块长方体木块的一个顶点 A处，一只苍蝇在这个长方体和蜘蛛相对的顶点 Ci处。蜘蛛急于捉住苍蝇，沿着长方体的表面向上爬，它要从 A点爬到Ci点，它应沿着怎样的路线爬行，才能在最短的时间内捉住苍蝇？山。在圆锥中，求最短路径问题例6在某杂技表演中，有一形似圆锥的道具，杂技演员从 A点岀发，在其表面绕一周又回到 A点,如果绕行所走的路程最短，画岀设计方案图。解析：将圆锥侧面展开，根据同一平面内的问题可求出最优设计方案应用：如图，一直圆锥的母线长为 QA=8底面圆的半径r=2，若一只小蚂蚁从 A点出发,绕圆锥的侧面爬行一周后又回到 A点，则蚂蚁爬行的最短路线长是 （结果保留根式）路程最短问题在中学教学中是个难点，本文结合中学数学中常见的几类最短路程问题，用实例从知识 的趣味性、实际生活中的应用等方面探讨了最短路线的简单应用。从中望能给学生培养空间想象能力及动 手动脑探究数学问题的思想。学会“转化的思想”的解决问题的方法，今后我们在数学教学与解决数学问 题时，也应从这些方面去考虑，找岀问题的实质，达到解决问题的目的。充分去体会数学中的有趣知识， 从兴趣岀发学到有用的数学。
