内容正文:
数 学
2025北师
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第一章 勾股定理
微专题2 最短路径问题
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平面中的最短距离
1.“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题:
如图,诗中将军在观望烽火之后从山脚的点出发,奔向小河旁边的 点
饮马,饮马后再到点宿营.若,到水平直线( 表示小河)的距离分
别是3,1,,两点之间的水平距离为3,则 的最小值为___.
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2.如图,,两个小镇在河流 同侧,到河岸的距离分别为
,,且 ,现在要在河岸上修建一
个自来水公司,分别向, 两镇供水.铺设水管的费用为每千米3万元,
请你在河岸选择自来水公司的位置 ,使铺设水管的总费用最低,并求
出最低总费用.
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解:作点关于的对称点,连接交于点 ,如解
图所示,则点 即为自来水公司的位置.
过点作,交的延长线于点 ,如解图所示,
则 为直角三角形.
在中, ,
,
由勾股定理,得 ,
即 .
所以 .
因为 (万元),
所以铺设水管的最低总费用为150万元.
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圆柱表面的最短路径
3.如图,透明的圆柱形容器(容器厚度忽略不计)的高为 ,底面
周长为,在容器内壁离容器底部的点 处有一饭粒,此时一
只蚂蚁正好在容器外壁,且离容器上沿的点 处,则蚂蚁吃到饭粒
需爬行的最短路径是( )
A
A. B. C. D.
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4.我国古代有这样一道数学问题:“枯木一根直立地上,高二丈,周三尺,
有葛藤自根缠绕而上,五周而达其顶,问葛藤之长几何?”题意是:如图所
示,把枯木看作一个圆柱体,因一丈是十尺,则该圆柱的高为20尺,底
面周长为3尺,有葛藤自点处缠绕而上,绕五周后其末端恰好到达点
处,则问题中葛藤的最短长度是____尺.
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5. 下图左右两幅图分别是某公园内滑雪场 型池的实
景图和示意图,该场地可以看作是从一个长方体中挖去了半个圆柱而成,
它的横截面图中半圆的半径为,其边缘,点 在
上,.一名滑雪爱好者从点滑到点 ,他滑行的最短路线长
为____ .
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6.如图,已知线段 是圆柱底面的直径,圆柱底面的周长为
10,圆柱的高,在圆柱的侧面上,过点, 两点嵌
有一圈长度最短的金属丝.
(1)现将圆柱侧面沿 剪开,所得的圆柱侧面展开图是___.
C
A. B. C. D.
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(2)求该金属丝的长度.
解:由(1)选项C中的图,可知这圈金属丝的长度为 .
因为圆柱底面的周长为10,圆柱的高 ,由勾股定理,得
,所以该金属丝的长度为26.
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棱柱表面的最短路径
7.小南同学报名参加了攀岩选修课,攀岩墙近似一个
长方体的两个侧面,如图所示.根据学过的数学知识
可求得从点攀爬到点 的最短路径为( )
C
A.6米 B.8米 C.10米 D.12米
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第8题图
8.如图是一个底面为等边三角形的三棱镜,在三棱镜的侧面上,
从顶点到顶点镶有一圈金属丝.已知此三棱镜的高为 ,
底面边长为 ,则这圈金属丝的长度至少为( )
B
A. B. C. D.
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9.在一个长,宽 的长方形纸片上,如图放置一根正三棱柱的
木块,它的侧棱平行且大于纸片的宽,它的底面是边长为 的等
边三角形,一只蚂蚁从点爬到点的最短路程是____ .
第9题图
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台阶面的最短路径
10.如图,在高为3米,斜坡长为5米的楼梯台阶上铺
地毯,则地毯的长度至少需要( )
D
A.4米 B.5米 C.6米 D.7米
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11.(2023郑州中原区期中)如图所示是一个三级台阶,每一级的长,宽和
高分别是,,,和 是这个台阶两个相对的端点.若
一只壁虎从点出发沿着台阶表面爬到 点.
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(1)画出从点到 点的台阶表面展开图.
解:如解图1所示.
图1
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(2)求壁虎爬行的最短路线的长.
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解:连接 ,如解图2所示.
图2
在中,, .
由勾股定理,得 ,所以
.
所以壁虎爬行的最短路线的长为 .
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