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中考数学二轮复习 重难点13 几何最值问题2种题型(将军饮马与蚂蚁爬行,16种模型)(2份打包,原卷版+解析版)
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TOC \ "1-3" \n \h \z \u \l "_Tc157755233"
\l "_Tc157755234" 题型01 将军饮马
\l "_Tc157755235" 题型02 蚂蚁爬行
题型01 将军饮马
模型的概述:唐朝诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“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:将军在观望烽火之后从山脚下的A点出发,走到河边让战马饮水后再到B点宿营.问如何行走才能使总的路程最短.
模型一-模型四的理论依据:两点之间线段最短.
模型一(两点在河的异侧):将军在观望烽火之后从山脚下的A点出发,走到河边让战马饮水后再到B点宿营,将在何处渡河使行走距离最短并求最短距离.
方法:如右图,连接AB,与线段L交于点M,在M处渡河距离最短,最短距离为线段AB的长.
【将军饮马之模型一 专项训练】
1.(2021·海南海口·统考一模)如图,在中,AB=AC,分别以点A、B为圆心,以适当的长为半径作弧,两弧分别交于E,F,作直线EF,D为BC的中点,M为直线EF上任意一点.若BC=4,面积为10,则BM+MD长度的最小值为( )
A.B.3C.4D.5
2.(2023·山东枣庄·校考模拟预测)如图所示,正方形的面积为12,是等边三角形,点E在正方形内,在对角线上有一点P,使的和最小,则这个最小值为( )
A.B.C.D.
3.(2020·山东泰安·中考真题)如图,点A,B的坐标分别为,点C为坐标平面内一点,,点M为线段的中点,连接,则的最大值为( )
A.B.C.D.
4.(2022·安徽蚌埠·统考一模)如图,中,,,,P是内部的一个动点,满足,则线段CP长的最小值为( )
A.B.2C.D.
5.(2020·广东深圳·南山实验教育集团南海中学校考一模)如图,在的同侧,,点为的中点,若,则的最大值是 .
模型二(两点在河的同侧):将军在观望烽火之后从山脚下的A点出发,需先走到河边让战马饮水后再到B点宿营,将在何处渡河使行走距离最短并求最短距离.
方法:如右图,作点B关于直线L的对称点B’,连接AB’,与直线L的交点即为所求的渡河点,最短距离为线段AB’的长.
【将军饮马之模型二 专项训练】
1.(2022·湖南湘潭·校考模拟预测)如图,菱形草地中,沿对角线修建60米和80米两条道路,M、N分别是草地边、的中点,在线段BD上有一个流动饮水点,若要使的距离最短,则最短距离是 米.
2(2021下·河南省直辖县级单位·八年级统考期末)如图,在直角坐标系中,点A(2,2),C(4,4)是第一象限角平分线上的两点,点B的纵坐标为2,且BA=CB,在y轴上取一点D,连接AB,BC,AD,CD,使得四边形ABCD的周长最小,则这个周长的最小值为 .
3.(2022下·广东湛江·八年级统考期末)如图,正方形ABCD的边长为4,点M在DC上,且DM=1,N是AC上一动点,则DN+MN的最小值为( )
A.4B.C.D.5
4.(2022·湖北黄石·统考中考真题)如图,等边中,,点E为高上的一动点,以为边作等边,连接,,则 ,的最小值为 .
5.(2022上·福建莆田·八年级莆田二中校考期末)如图,在中,,,点在直线上,,点为上一动点,连接,.当的值最小时,的度数为 度.
6.(2020·全国·九年级专题练习)如图,抛物线与轴交于、,与轴交于点,点为的中点,点、分别为轴正半轴和抛物线对称轴上的动点,连接、、,求四边形周长最小时点、的坐标.
7.(2015·贵州贵阳·统考中考真题)如图,在矩形纸片ABCD中,AB=4,AD=12,将矩形纸片折叠,使点C落在AD边上的点M处,折痕为PE,此时PD=3.
(1)求MP的值;
(2)在AB边上有一个动点F,且不与点A,B重合.当AF等于多少时,△MEF的周长最小?
(3)若点G,Q是AB边上的两个动点,且不与点A,B重合,GQ=2.当四边形MEQG的周长最小时,求最小周长值.(计算结果保留根号)
8.(2022·山东烟台·统考一模)问题提出:在一平直河岸l同侧有A,B两个村庄,A,B到l的距离分别是和,,现计划在河岸l上建一抽水站P,用输水管向两个村庄供水.如何铺设使得管道长度较短?
方案设计:某班数学兴趣小组设计了两种铺设管道方案:图1是方案一的示意图,设该方案中管道长度为,且(其中于点P);图2是方案二的示意咨图,设该方案中管道长度为,且(其中点与点A关于l对称,与l交于点P).
(1)在方案一中,______(用含a的式子表示);
(2)在方案二中,组长小宇为了计算的长,作了如图3所示的辅助线,请你按小宇同学的思路计算,_______(用含a的式子表示).
(3)①当时,比较大小:_______(填“>”、“=”或“<”);
②当时,比较大小:______(填“>”、“=”或“<”);
(4)请你参考方框中的方法指导,就a(当时)的所有取值情况进行分析,要使铺设的管道长度较短,应选择方案还是方案二?
模型三:如图,将军同部队行驶至P处,准备在此驻扎,但有哨兵发现前方为两河AB、BC的交汇处,为防止敌军在对岸埋伏需派侦察兵到河边观察,再返回P处向将军汇报情况,问侦察兵在AB、BC何处侦查才能最快完成任务并求最短距离.
数学描述:如图在直线AB、BC上分别找点M、N,使得∆PMN周长最小.
方法:如右图,分别作点P关于直线AB、BC的对称点P’、P’’,连接P’ P’’,与两直线的交点即为所求点M、N,最短距离为线段P’ P’’的长.
【将军饮马之模型三 专项训练】
1.(2020·全国·九年级专题练习)如图,在四边形中,,,分别是,上的点,连接,,.
(1)如图①,,,.求证:;
(2)如图②,,当周长最小时,求的度数;
(3)如图③,若四边形为正方形,点、分别在边、上,且,若,,请求出线段的长度.
2.(2019下·河南南阳·七年级统考期末)(1)【问题解决】已知点在内,过点分别作关于、的对称点、.
①如图1,若,请直接写出______;
②如图2,连接分别交、于、,若,求的度数;
③在②的条件下,若度(),请直接写出______度(用含的代数式表示).
(2)【拓展延伸】利用“有一个角是的等腰三角形是等边三角形”这个结论,解答问题:如图3,在中,,点是内部一定点,,点、分别在边、上,请你在图3中画出使周长最小的点、的位置(不写画法),并直接写出周长的最小值.
3.(2021上·江苏南京·九年级校联考期中)如图,在四边形ABCD中,∠BCD=50°,∠B=∠D=90°,在BC、CD上分别取一点M、N,使△AMN的周长最小,则∠MAN= °.
模型四 如图,深夜为防止敌军在对岸埋伏,将军又派一队侦察兵到河边观察,并叮嘱观察之后先去存粮位置点Q处查看再返回P处向将军汇报情况,问侦察在AB、BC何处侦查才能最快完成任务并求最短距离.
数学描述:如图在直线AB、BC上分别找点M、N,使得四边形PQNM周长最小.
方法:如右图,分别作点P、点Q关于直线AB、BC的对称点P’、Q’,连接P’ Q’,与两直线的交点即为所求点M、N,最短距离为线段(PQ+P’Q’)的长.
【将军饮马之模型四 专项训练】
1.(2021·全国·九年级专题练习)如图,点A(a,3)、B(b,1)都在双曲线y上,点C、D分别是x,y轴上的动点,则四边形ABCD的周长最小值为 .
2.(2023下·陕西西安·七年级高新一中校考阶段练习)如图,正方形中,点是边上一定点,点、、分别是边、、上的动点,若,则四边形的周长最小时 .
3.(2023上·黑龙江大庆·九年级校考期中)如图,以矩形的顶点为原点,所在的直线为轴,所在的直线为轴,建立平面直角坐标系.已知,,点是的中点,在上取一点,将沿翻折,使点落在边上的点处.
(1)直接写出点、的坐标;
(2)连接交于点,求的面积.
(3)在轴、轴上是否分别存在点、,使得四边形的周长最小?如果存在,求出周长的最小值和直线的函数解析式;如果不存在,请说明理由.
4(2019·天津西青·校联考一模)如图①,将一个矩形纸片放置在平面直角坐标系中,点的坐标是,点的坐标是,点的坐标是,点是的中点,在上取一点,将沿翻折,使点落在边上的点处.
(1)求点、的坐标;
(2)如图②,若点是线段上的一个动点(点不与点,重合),过点作于点,设的长为,的面积为,请求出关于的关系式;
(3)如图③,在轴、轴上是否分别存在点、,使得四边形的周长最小?若存在,请求出四边形周长的最小值及此时点、的坐标;若不存在,请说明理由
模型五、模型六的理论依据:垂线段最短.
模型五:已知点P在直线AB、BC的外侧,在直线AB和BC上分别取一点M、N,求PM+PN的最小值
方法:如右图,过点P作PN⊥BC,垂足为点N,PN与AB相交于点M,与两直线的交点即为所求点M、N,最短距离为线段PN的长.
模型六:已知点P在直线AB、BC的内侧,在直线AB和BC上分别取一点M、N,求PM+PN的最小值
方法:如右图,作点P关于直线AB的对称点P’,过点P’作P’N⊥BC,垂足为点N,P’N与AB相交于点M,与两直线的交点即为所求点M、N,最短距离为线段P’N的长.
【将军饮马之模型五与模型六 专项训练】
1.(2015·山东泰安·统考二模)如图,在中,,AD平分交BC于D点,E、F分别是AD、AC上的动点,则的最小值为 .
18.(2022·湖南娄底·统考一模)已知在中,,,.点为边上的动点,点F为边上的动点,则线段的最小值是 .
2.(2020·新疆乌鲁木齐·校考一模)如图,在矩形ABCD中,,,若点M、N分别是线段DB、AB上的两个动点,则的最小值为 .
3.(2023·广东东莞·东莞市厚街海月学校校考模拟预测)如图,直线交两坐标轴于两点,点为直线上一点,则线段的最小值是 .
4.(2023·新疆乌鲁木齐·乌鲁木齐八一中学校考一模)菱形的边长为2,,点、分别是、上的动点,的最小值为 .
5.(2022下·四川德阳·八年级四川省德阳市第二中学校校考阶段练习)如图,点M是菱形ABCD的边BC的中点,P为对角线BD上的动点,若AB=2,∠A=120°,则PM+PC的最小值为( )
A.2B.C.D.1
6.(2021上·河南南阳·八年级南阳市第十三中学校校考阶段练习)如图所示,在中,,直线EF是AB的垂直平分线,D是BC的中点,M是EF上一个动点,的面积为12,,则周长的最小值是 .
模型七、模型八的理论依据:在三角形中两边之差小于第三边.
模型七(两点在同侧):在直线L上求一点P,求|PA-PB|的最大值
方法:如右图,延长射线AB,与直线L交于点P,|PA-PB|最大值为AB
模型八(两点在异侧):在直线L上求一点P,求|PA-PB|的最大值.
方法:如右图,作点B关于直线L的对称点B’, 延长射线AB’,与直线L交于点P,|PA-PB|最大值为AB’
【将军饮马之模型七与模型八 专项训练】
1.(2020上·贵州黔东南·八年级统考期末)如图,在△ABC中,AB=3, AC=4, BC=5, EF是BC的垂直平分线.点P是EF上的动点,则|PA-PB|的最大值为
29.(2023·陕西西安·校考模拟预测)如图,在菱形中,,对角线交于点,,点为的中点,点为上一点,且,点为上一动点,连接,则的最大值为 .
2.(2023·山东菏泽·统考二模)如图,直线与反比例函数的图象交于点,与坐标轴分别交于B,C两点.
(1)若,求自变量x的取值范围;
(2)动点在x轴上运动.当n为何值时,的值最大?并求最大值.
3.(2023·贵州遵义·统考一模)如图,二次函数的图象与轴交于A、两点,与轴相交于点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)若点是对称轴上一动点,当有最大值时,求点的坐标.
4.(2020·广东东莞·东莞市长安培英初级中学校考二模)如图,点A(-2,n),B(1,-2)是一次函数y=kx+b的图象和反比例函数y=的图象的两个交点.
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;
(2)根据图象写出,当kx+b<时,x的取值范围;
(3)若C是x轴上一动点,设t=CB-CA,求t的最大值,并求出此时点C的坐标.
5.(2016·广东揭阳·统考二模)如图,抛物线过点,交轴于点,点是该抛物线上一动点,点从点沿抛物线向点运动(点不与点重合),过点作轴交直线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求点在运动过程中线段长度的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点使最大?若存在,请直接写出点的坐标,若不存在,请说明理由.
6.(2021上·四川自贡·八年级四川省荣县中学校校考阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点的坐标分别为.
(1)请在图中作出关于轴的轴对称图形(的对称点分别是),并直接写出的坐标;
(2)求的面积.
(3)在x轴上找一点P,使|PA-PB|最大.(在图中标出点P,保留作图痕迹).
模型九 在直线L上求一点P,求|PA-PB|的最小值.
方法:如右图,作线段AB的垂直平分线与直线L相交于点P,|PA-PB|最小值为0.
模型九的理论依据:线段垂直平分线上的点到线段两端距离相等.
【将军饮马之模型九 专项训练】
1.(2023·广东广州·统考二模)如图,在中,点是边上的一点,,且的面积为,则的周长的最小值是( )
A.10B.12C.14D.16
2.(2023·山东潍坊·统考模拟预测)如图,等腰三角形的底边长为6,腰的垂直平分线分别交边、于点,,若为边的中点,为线段上一动点,若三角形的周长的最小值为,则等腰三角形的面积为( )
A.B.C.D.
3.(2022·安徽六安·校考模拟预测)某数学探究小组探究一个动点问题,如图,在中,P为边上一个动点,点D在边上,已知,,,
请完成下列探究:
(1)当时,的值为 ;
(2)连接,若,则周长的最小值为 .
4.(2023·陕西渭南·统考二模)如图,在中,,边上的高为4,则周长的最小值为 .
模型十:如图,一条宽度相同的河流两侧有A、B两个营地,将军令下属在河流间搭建一座垂直于河岸的桥梁MN,使得AM+MN+NB之和最短,在何处搭建桥梁才能完成任务呢?
方法:如右图,将点A向下平移MN的单位长度得到点A’,连接A’B,交n于点N,过点N作MN⊥m,垂足为点M,点M和点N即为所求,最短距离为A’B+MN
模型十一:线段MN在直线L上可移动,且MN=a,当MN移动到什么位置时,求AM+MN+NB最小值.
方法:如右图,将点A向右平移a个单位长度得点A’,作B关于直线L的对称点B’,连接A’B’,交直线L于点N,将点N向左平移a个单位长度得点M,点M和点N即为所求,最短距离为A’B’+MN
模型十、十一的理论依据:平行四边形的性质+两点之间线段最短.
【将军饮马之模型十与模型十一 专项训练】
1.(2023·江苏盐城·统考三模)如图,在中,,,M、N分别是、边上的动点,且,则的最小值是 .
2.(2023·陕西西安·校考模拟预测)如图,中,,,,,;垂足分别为点F和E.点G和H分别是和上的动点,,那么的最小值为 .
3(2022上·广东广州·八年级统考期末)在长方形ABCD中,AB=4,BC=8,点P、Q为BC边上的两个动点(点P位于点Q的左侧,P、Q均不与顶点重合),PQ=2
(1)如图①,若点E为CD边上的中点,当Q移动到BC边上的中点时,求证:AP=QE;
(2)如图②,若点E为CD边上的中点,在PQ的移动过程中,若四边形APQE的周长最小时,求BP的长;
(3)如图③,若M、N分别为AD边和CD边上的两个动点(M、N均不与顶点重合),当BP=3,且四边形PQNM的周长最小时,求此时四边形PQNM的面积.
4.(2022·全国·九年级专题练习)在平面直角坐标系中,矩形OACB的顶点O在坐标原点,顶点A、B分别在x轴、y轴的正半轴上,A(3,0),B(0,4),D为边OB的中点.
(1)若E为边OA上的一个动点,求的周长最小值;
(2)若E、F为边OA上的两个动点,且EF=1,当四边形CDEF的周长最小时,求点E、F的坐标.
5(2023·陕西西安·西安市庆安初级中学校联考模拟预测)在中,,点E在边上,连接.
(1)如图1,交于点G,,若平分,且,请求出四边形的面积;
(2)如图2,点F在对角线上,且,连接,过点F作于点H,连接,求证:;
(3)如图3,线段在线段上运动,点R在上,连接.若平分,,.求线段的和的最小值.
题型02 蚂蚁爬行
蚂蚁爬行模型的概述:蚂蚁在某几何体的一个顶点,爬行到另外一个相对的顶点去吃食物,求所走的最短路径是多少。
蚂蚁爬行模型的实质:两点之间,线段最短。
模型一:蚂蚁沿着长方体表面爬行,从点A到点B的最短距离:
解题方法:在长方体问题中,我们需要将长方体展开,然后利用两点之间线段最短画图求解。如果长方体的长、宽、高各不相同,一般分三种情况讨论。
【蚂蚁爬行之模型一 专项训练】
1.(2023·江苏常州·校考一模)如图,是一个棱长为1的正方体纸盒,若一只蚂蚁要沿着正方体纸盒的表面,从顶点A爬到顶点B去觅食,则需要爬行的最短路程是( )
A.B.2C.D.3
2.(2020·陕西西安·校考模拟预测)如图,长方体的长为,宽为,高为,B是的中点,一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点D爬到点B,那么它需要爬行的最短距离是( )
A.B.C.D.
3.(2020·内蒙古呼伦贝尔·统考二模)如图,正方体的棱长为2,B为一条棱的中点.已知蚂蚁沿正方体的表面从A点出发,到达B点,则它运动路程最短时,CD的长是( )
A.1B.C.D.
4.(2014·全国·九年级统考专题练习)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( )
A.B.25C.D.35
5.(2019·山东·山东省青岛第二十六中学校考中考模拟)棱长分别为4cm,3cm两个正方体如图放置,点P在E1F1上,且E1P=E1F1,一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点P,需要爬行的最短距离是 .
6.(2021·山东枣庄·校考一模)如图,一个无盖的正方体,一只蚂蚁想从盒底的点A沿盒的表面爬到盒顶的点B,经过计算发现,它的最短路径是20cm,则这个正方体的棱长为 cm.
7.(2012·湖南衡阳·统考一模)如图,长方体的底面边长分别为2cm和3cm,高为5cm.若一只蚂蚁从P点开始经过四个侧面爬行一圈到达Q点,则蚂蚁爬行的最短路径长为 cm.
8.(2024上·山西晋城·八年级统考期末)某校门口有一个底面为等边三角形的三棱柱(如图),学校计划在三棱柱的侧面上,从顶点A绕三棱柱侧面一周到顶点安装灯带,已知此三棱柱的高为,底面边长为,则灯带的长度至少为 m.
9.(2023上·贵州贵阳·八年级校联考期中)如图是一个长方体透明玻璃鱼缸,其中长,宽,高,水深,在鱼缸内水面上紧贴内壁处有一鱼饵,在水面线上,且.一只小虫想从鱼缸外的点沿鱼缸壁爬进鱼缸内壁处吃鱼饵,小虫爬行的最短路线长为 .
10.(2019·浙江台州·校考二模)如图1是长方体模型,棱长如图所示,图2是它的一种表面展开图.
(1)①在图2中,表示出Cˈ可能的位置;
②在图3中画出长方体的一种展开图(不同于图2);
(2)图1中,一只在顶点A的蚂蚁,要吃到Cˈ处的甜食,求它沿长方体表面爬行的最短距离;
(3) 在满足AB+BC+BBˈ=9的条件下,当AB为何值时,蚂蚁从A沿长方体表面爬行到Cˈ距离最短,并写出其中的一种方案.
模型二:蚂蚁沿着圆柱表面爬行,求最短距离:
解题方法:在圆柱体中爬行,要分两种情况,圆柱的侧面展开图是长方形,可能爬行了长方形的一半,也有可能爬行了整个长方形
【蚂蚁爬行之模型二 专项训练】
55.(2021·湖南株洲·统考模拟预测)如图所示,圆柱的高AB=3,底面直径BC=6,现在有一只蚂蚁想要从A处沿圆柱侧面爬到对角C处捕食,则它爬行的最短距离是( )
A.3B.6C.9D.6
56.(2021·山东·统考三模)如图,一只蚂蚁要从圆柱体下底面的点,沿圆柱侧面爬到与相对的上底面的点,圆柱底面直径为4,母线为6,则蚂蚁爬行的最短路线长为( )
A.B.
C.D.10
57.(2022上·九年级课时练习)如图,圆柱的底面周长为12cm,AB是底面圆的直径,在圆柱表面的高BC上有一点D,且,.一只蚂蚁从点A出发,沿着圆柱体的表面爬行到点D的最短路程是( )cm.
A.14B.12C.10D.8
模型三(蚂蚁吃蜂蜜问题):求蚂蚁从点A沿着外壁爬行再沿着内壁爬行到点B蜂蜜处的最短距离。
【蚂蚁爬行之模型三 专项训练】
58.(2023·陕西西安·校考二模)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B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A处,则蚂蚁吃到饭粒需爬行的最短路径是 .
模型四:蚂蚁爬楼梯问题
【蚂蚁爬行之模型四 专项训练】
1.(2022下·广西百色·八年级统考期中)如图所示是一个三级台阶,它的每一级的长、宽、高分别等于7cm、6cm、2cm,A和B是这两个台阶的两个相对的端点,则一只蚂蚁从点A出发经过台阶爬到点B的最短路线有多长?
2.(2023·吉林·模拟预测)如图,三级台阶,每一级的长、宽、高分别为8dm、3dm、2dm.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,则蚂蚁沿着台阶面爬行到点B的最短路程为( )
A.15 dmB.17 dmC.20 dmD.25 dm
3.(2012下·浙江台州·八年级统考期中)如图是一个三级台阶,它的每一级的长、宽、高分别为20dm、3 dm、2 dm,A和B是这个台阶两个相对的端点,A点有一只蚂蚁,想到B点去吃可口的食物,则蚂蚁沿着台阶面爬到B点最短路程是 dm.
模型五:蚂蚁爬圆锥问题
【蚂蚁爬行之模型五 专项训练】
1.(2022·浙江金华·校联考一模)已知圆锥底面半径为1,母线长为4,地面圆周上有一点A,一只蚂蚁从点A出发沿圆锥侧面运动一周后到达母线PA中点B,则蚂蚁爬行的最短路程为( )
A.B.C.D.
2.(2023·广东湛江·统考一模)如图,已知圆锥底面圆的半径为,母线长为,一只蚂蚁从点A出发沿圆锥侧面一周(回到原来的位置A)所爬行的最短路径为 .
3.(2020·山东青岛·山东省青岛第二十六中学校考模拟预测)如图所示是一个几何体的三视图,如果一只蚂蚁从这个几何体的点出发,沿表面爬到的中点处,则最短路线长为 .
4(2023上·湖北武汉·九年级武汉市卓刀泉中学校考阶段练习)如图,是圆锥底面的直径,,母线.点为的中点,若一只蚂蚁从点处出发,沿圆锥的侧面爬行到点处,则蚂蚁爬行的最短路程为 .
5.(2023·辽宁铁岭·统考一模)如图1,等腰三角形中,当顶角的大小确定时,它的对边(即底边)与邻边(即腰或)的比值也就确定了,我们把这个比值记作,即 ,当时,如.
(1) , ,的取值范围是 ;
(2)如图2,圆锥的母线长为18,底面直径,一只蚂蚁从点P沿着圆锥的侧面爬行到点Q,求蚂蚁爬行的最短路径长.(精确到0.1,参考数据:,)
6.(2020·广东·统考一模)已知圆锥的底面半径为r=20cm,高h=cm,现在有一只蚂蚁从底边上一点A出发.在侧面上爬行一周又回到A点,求蚂蚁爬行的最短距离.
7.(2022·广东潮州·校考一模)在几何体表面上,蚂蚁怎样爬行路径最短?
(1)如图①,圆锥的母线长为,B为母线的中点,点A在底面圆周上,的长为.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爬行到点O的最短路径的长为________(用含l,h的代数式表示).
②设的长为a,点B在母线上,.圆柱的侧面展开图如图④所示,在图中画出蚂蚁从点A爬行到点B的最短路径的示意图,并写出求最短路径的长的思路.
方法指导
当不易直接比较两个正数m与n的大小时,可以对它们的平方进行比较:
∵,,
∴与的符号相同.
当时,,即;
当时,,即;
当时,,即;
分类讨论
示意图
展开图
最短距离
小结
前+上
AB=
最小值取决于
ab,bc,ac
的大小
左+上
AB=
前+右
AB=
分类讨论
示意图
展开图
最短距离
爬行半圈
最短距离=
爬行一圈
最短距离=
示意图
展开图
作法
最短距离
点A’为点A关于圆柱上沿的对称点,若点A’与点B的垂直距离为h,则问题转化为将军饮马问题求解
AB=
问题
示意图
展开图
最短距离
如图,三级台阶的每一级的长,宽,高分别为20 dm,3 dm,2 dm,A和B 是这个台阶两相对的端点,A点有一只蚂蚁想到B点去吃可口的食物,求最短路程
AB=
=25
问题
示意图
展开图
最短距离
如图,现有一个圆锥,圆锥的底面直径为4cm,母线长为6cm,一只蚂蚁在点A位置,食物在母线BC的中点点D处,蚂蚁沿着圆锥表面由点A向点D处爬行觅食,路线如图所示,求最短距离
先利用扇形弧长公式求圆心角,再根据勾股定理求AD长
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