内容正文:
第一单元 问题解决策略:反思
知识点一:最短路线问题
1. (1)最短路线问题,先根据题意把立体图形展开成平面图形后,再确定两点之间的最短路线.一般情况是两点之间,线段最短.在平面图形上构造直角三角形解决问题;
(2)几何体中最短路径基本模型:
圆柱
自学自研
长方体
阶梯
2. (1)(2025·揭阳揭西县期末)某校“灯谜节”的奖品是一个底面为等边三角形的灯笼(如图),在灯笼的侧面上,从顶点A到顶点A′缠绕一圈彩带.已知此灯笼的高为50 cm,底面边长为40 cm,则这圈彩带的长度至少为( )
A.50 cm
B.120 cm
C.130 cm
D.150 cm
C
(2)(2025·深圳宝安区期中)如图,圆柱形容器的底面周长是24 cm,高是17 cm,在外侧地面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1 cm的点F处有一苍蝇,急于捕捉苍蝇充饥的蜘蛛所走的最短路线长度是________cm.
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知识点二:问题解决策略:反思
3. (1)解决问题之后,对解决问题的过程、方法及问题的变化等方面进行反思,可以加深对问题以及解决问题的思路、策略与方法的理解,从而形成更加深刻的解决问题的经验,提高解决问题的能力;
(2)解决问题之后的反思,一般可以关注以下几个方面:反思解决问题的过程,强化解决问题的经验;比较解决问题的方法,形成多样的解决问题的方法;思考方法的本质,促进方法的运用;改变问题的条件,研究更多的问题;
(3)一题多解,一法多用,一题多变.
4.
(1)已知两数的和为4,则这两个数的积的最大值为______;
(2)若一个长方形的周长为20 cm,则它面积的最大值为______cm2.
4
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【典例导引】
5. 【例1】 如图,一个密封的圆柱形油罐底面的周长是10 m,高是15 m,一只壁虎在距底面3 m的点A处,油罐上底面与点A相对的点C处有食物,壁虎沿油罐的外侧面爬行到点C处捕食,它爬行的最短路程为多少米?
导学导练
解:展开图如图:
在直角三角形ACD中,由勾股定理,得AC=13 m.
答:它爬行的最短路程为13 m
【变式训练】
6. 直四棱柱的上下底面是正方形,底面边长为3 cm,高为10 cm.在其侧面从点A开始,绕侧面两周,嵌入装饰彩条至点B停止.求彩条的最短长度.
解:将长方体的侧面沿AB展开,取AB的中点C′,取A′B′的中点C,连接B′C′,AC,
则AC+B′C′为所求的最短彩条长,
由题意得A′C=B′C=5 cm,AA′=12 cm,
由勾股定理得AC=13 cm,
同理可得B′C′=13 cm,
∴AC+B′C′=26 cm.
答:所用彩条的最短长度是26 cm
7. 【例2】 如图,一条南北走向的高速公路经过县城C,村庄A位于高速公路西侧,村庄A和县城C之间有一大型水库.从A村修建了两条笔直公路通往高速公路,分别是公路AB和AD,AB=10千米,BD=6千米,AD=8千米.
(1)公路AD是否为村庄A到高速公路的最近道路?请通过计算说明理由;
(2)通过无人机测得AC=BC,
求村庄A到县城C的直线距离AC的长.
解:(1)公路AD为村庄A到高速公路的最近道路,
理由如下:∵82+62=102,
∴AD2+BD2=AB2,
∴△ABD是直角三角形,∠ADB=90°,
∴AD⊥BD,
∴公路AD为村庄A到高速公路的最近道路
(2)设AC=x千米,
则CD=BC-BD=AC-BD=(x-6)千米,
在Rt△ACD中,由勾股定理得AC2=AD2+CD2,
即x2=82+(x-6)2,
8. 小莹计划购买一台圆形自动扫地机,有以下6种不同的尺寸可供选择,直径(单位:cm)分别是:34,34.5,37,39.5,40,42.如图是小莹家衣帽间的平面示意图,扫地机放置在该房间的角落(鞋柜、衣柜与地面均无缝隙),在没有障碍物阻挡的前提下,扫地机能从底座脱离后打扫全屋地面,小莹可选择的扫地机尺寸最多有几种?
解:过点A,B分别作墙的垂线,交于点C,
则AC=108-80=28(cm),BC=80-59=21(cm),
在Rt△ABC中,AC2+BC2=AB2,
即282+212=AB2,
∴AB2=1 225,
∴AB=35 cm.
∵扫地机能从角落自由进出,
∴扫地机的直径不大于AB的长,
即最大不超过35 cm,
∴小莹可选择的扫地机尺寸直径可以为34 cm,34.5 cm,共2种
由题意可得AD= eq \f(1,2)×10=5(m),CD=15-3=12(m),
即村庄A到县城C的直线距离AC的长为 eq \f(25,3)千米
解得x= eq \f(25,3),
$$