Question

研究課題：螞蟻怎樣爬最近？
研究方法：如圖1，正方體的棱長(zhǎng)為5cm，一只螞蟻欲從正方體底面上的點(diǎn)A沿著正方體表面爬到點(diǎn)C₁處，要求該螞蟻需要爬行的最短路程的長(zhǎng)，可將該正方體右側(cè)面展開(kāi)，由勾股定理得最短路程的長(zhǎng)為AC₁=cm．這里，我們將空間兩點(diǎn)間最短路程問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面內(nèi)兩點(diǎn)間距離最短問(wèn)題．
研究實(shí)踐：（1）如圖2，正四棱柱的底面邊長(zhǎng)為5cm，側(cè)棱長(zhǎng)為6cm，一只螞蟻從正四棱柱底面上的點(diǎn)A沿著棱柱表面爬到C₁處，螞蟻需要爬行的最短路程的長(zhǎng)為_(kāi)_____．
（2）如圖3，圓錐的母線長(zhǎng)為4cm，圓錐的側(cè)面展開(kāi)圖如圖4所示，且∠AOA₁=120°，一只螞蟻欲從圓錐的底面上的點(diǎn)A出發(fā)，沿圓錐側(cè)面爬行一周回到點(diǎn)A．求該螞蟻需要爬行的最短路程的長(zhǎng)．
（3）如圖5，沒(méi)有上蓋的圓柱盒高為10cm，底面圓的周長(zhǎng)為32cm，點(diǎn)A距離下底面3cm．一只位于圓柱盒外表面點(diǎn)A處的螞蟻想爬到盒內(nèi)表面對(duì)側(cè)中點(diǎn)B處．請(qǐng)求出螞蟻需要爬行的最短路程的長(zhǎng)．

Answer 1

解：（1）畫(huà)圖分兩種情況：
①，
②，
∵，
∴最短路程為 cm，
故答案為cm，
（2）如圖1，連接AA₁，過(guò)點(diǎn)O作OP⊥AA₁，則AP=A₁P，∠AOP=∠A₁OP，

由題意，OA=4cm，∠AOA₁=120°，
∴∠AOP=60°．
∴AP=OA•sin∠AOP=4•sin60°=2．
∴螞蟻需要爬行的最短路程的長(zhǎng)為AA₁=，
（3）畫(huà)圖2，點(diǎn)B與點(diǎn)B’關(guān)于PQ對(duì)稱，可得AC=16，B’C=12，
∴最短路程為AB’==20cm．
分析：（1）（2）將各圖展開(kāi)，根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短，利用勾股定理解答，（3）作出點(diǎn)A關(guān)于CD的對(duì)稱點(diǎn)A'，可構(gòu)造直角三角形或利用相似三角形等有關(guān)知識(shí)，進(jìn)而得出求出BA'=20cm，即是所求．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了同學(xué)們的空間想象能力，同時(shí)要求同學(xué)們能將立體圖形側(cè)面展開(kāi)，有一定難度．