这是史上最命苦的一只蚂蚁,没有“之一”,简单就被人类给玩坏了,它就出现在年江苏南京中考数学压轴题中。这是一道特别另类的压轴题。考点很简单,就是“两点间线段最短”。但变化多端,特别是最后一个问题,只要思路,不要求答案,还是很少见的。答案也不是唯一的。
在几何体表面上,蚂蚁怎么爬行路径最短?
(1)如图①,圆锥的母线长为12cm,B为母线OC的中点,点A在底面圆周上,AC的长为4πcm.在图②所示的圆锥的侧面展开图中画出蚂蚁从点A爬行到点B的最短路径,并标出它的长(结果保留根号).
(2)图③中的几何体由底面半径相同的圆锥和圆柱组成.O是圆锥的顶点,点A在圆柱的底面圆周上.设圆锥的母线长为l,圆柱的高为h.
①蚂蚁从点A爬到点O的最短路径的长为___________(用含l,h的代数式表示).
②设AD的长为a,B在母线OC上,OB=b.圆柱的侧面展开图如图④所示,在图中画出蚂蚁从点A爬到点B的最短路径示意图,并写出求最短路径的长的思路。
分析:前面两个小问题还好说,特别是第二个小问题。
(1)第一个小问题还是有一点点难度的。主要是联结OA,得到一个扇形OAC,再由扇形的弧长,求扇形的圆心角。得到这个圆心角是60度,因此最短路径AB就是60度所对的直角边,由扇形的半径,也就是圆锥的母线长,以及含30度直角三角形的三边比例,就可以求得答案了。不过这些都不需要写进解题过程中的。依题意,只要连接AB,并在AB旁边注明长度,就可以了。
(2)①这个问题是利用圆柱和圆锥的对称性,可以知道,一直沿着两个体的母线走,就是最短距离。
(3)这个问题就烧脑了,甚至您可能都不知道最短距离应该标注在哪里。答案不是唯一的。题目的要求也很奇怪,它并没有要求求解,而只是要求写思路。
老黄看过别人的答案,感觉不对老黄的胃口。所以下面这个解法是老黄原创的。老黄的思路是图形展开看以后,使AB间的连线都在展开图上,就得到最短路径,因此关键点是展开的扇形与长方形上边的切点,要在AB上。详看解题过程:
解:(1)如图,联结AB,根据“两点间线段最短”知,线短AB就是最短路径。
AB=6倍根号3cm.
(2)①l+h.
(2)②如图④中,线段AB是最短路径,
思路:展开圆锥,并绕O点绕转,使OB//AD.
平移扇形使扇形与长方形上边相切于点E.
水平平移扇形,使点E在线段AB上.
联结OE并延长交AD于点F,
此时可在直角三角形BOE中运用勾股定理,求得BE的长。
又由三角形BOE和三角形AFE相似,根据相似三角形的边成比例,可求得AE的长。
从而求得线段AB=BE+AE就是最短路径.
突然发现,你我又何尝不是题目中的这只苦命的蚂蚁呢?