Question

【題目】問(wèn)題探究：

（1）如圖①所示是一個(gè)半徑為，高為4的圓柱體和它的側(cè)面展開(kāi)圖，AB是圓柱的一條母線，一只螞蟻從A點(diǎn)出發(fā)沿圓柱的側(cè)面爬行一周到達(dá)B點(diǎn)，求螞蟻爬行的最短路程．（探究思路：將圓柱的側(cè)面沿母線AB剪開(kāi)，它的側(cè)面展開(kāi)圖如圖①中的矩形則螞蟻爬行的最短路程即為線段的長(zhǎng)）

（2）如圖②所示是一個(gè)底面半徑為，母線長(zhǎng)為4的圓錐和它的側(cè)面展開(kāi)圖，PA是它的一條母線，一只螞蟻從A點(diǎn)出發(fā)沿圓錐的側(cè)面爬行一周后回到A點(diǎn)，求螞蟻爬行的最短路程．

（3）如圖③所示，在②的條件下，一只螞蟻從A點(diǎn)出發(fā)沿圓錐的側(cè)面爬行一周到達(dá)母線PA上的一點(diǎn)，求螞蟻爬行的最短路程．

Answer 1

【答案】（1）螞蟻爬行的最短路程為5; （2）最短路程為;（3）螞蟻爬行的最短距離為

【解析】

（1）螞蟻爬行的最短路程為圓柱側(cè)面展開(kāi)圖即矩形的對(duì)角線的長(zhǎng)度，由勾股定理可求得；

（2）螞蟻爬行的最短路程為圓錐展開(kāi)圖中的AA′的連線，可求得△PAA′是等邊三角形，則AA′=PA=4；

（3）螞蟻爬行的最短路程為圓錐展開(kāi)圖中點(diǎn)A到PA的距離．

（1）由題意可知：

在 中，

即螞蟻爬行的最短路程為5．

（2）連結(jié)則的長(zhǎng)為螞蟻爬行的最短路程，設(shè)為圓錐底面半徑，為側(cè)面展開(kāi)圖（扇形）的半徑，

則由題意得：

即

是等邊三角形

最短路程為

（3）如圖③所示是圓錐的側(cè)面展開(kāi)圖，過(guò)作于點(diǎn)則線段的長(zhǎng)就是螞蟻爬行的最短路程．

在Rt△ACP中，

∵∠P=60°，

∴∠PAC=30°

∴PC=PA=×4=2

∴AC==

螞蟻爬行的最短距離為