閱讀下面材料:實際問題:如圖(1),一圓柱的底面半徑為5cm,BC是底面直徑,高AB為5cm,求一只螞蟻從點A出發(fā)沿圓柱表面爬行到點C的最短路線,小明設(shè)計了兩條路線.

解決方案:
路線1:側(cè)面展開圖中的線段AC,如圖(2)所示:
這路線一的長度為l1;則l21=AC2=AB2+BC2=52+(5π)2=25+25π2;
路線2:高AB+底面直徑BC,如圖(1)所示:
設(shè)路線2的長度為l2:則l22=AC2=(AB+BC)2=(5+10)2=225;
為比較l1和l2的大小,我們采用“作差法”:
∵l21-l22=25(π2-8)>0,
∴l21>l22.
∴l(xiāng)1>l2.
小明認為應(yīng)選擇路線2較短.
(1)問題類比:
小亮對上述結(jié)論有些疑惑,于是他把條件改成:“圓柱的底面半徑為1cm,高AB為5cm”請你用上述方法幫小亮比較出l1與l2的大??;
(2)問題拓展:
請你幫他們繼續(xù)研究:在一般情況下,當(dāng)圓柱的底面半徑為r cm時,高為h cm,螞蟻從A點出發(fā)沿圓柱表面爬行到點C,當(dāng)rh滿足什么條件時,選擇路線2最短?請說明理由.
(3)問題解決:
如圖(3)為兩個相同的圓柱緊密排列在一起,高為5cm,當(dāng)螞蟻從點A出發(fā),沿圓柱表面爬行到C點的兩條路線長度相等時,求圓柱的底面半徑r.(注:按上面小明所設(shè)計的兩條路線方式)
l
2
1
l
2
2
l
2
1
l
2
2
l
2
1
l
2
2
r
h
【答案】(1)l1<l2;
(2)當(dāng)時,>,即選擇路線2最短;
(3)當(dāng)圓柱的底面半徑r為厘米時,螞蟻從點A出發(fā)沿圓柱表面爬行到C點的兩條線段相等.
(2)當(dāng)
r
h
>
4
π
2
-
4
l
2
1
l
2
2
(3)當(dāng)圓柱的底面半徑r為
10
π
2
-
4
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/10/11 15:0:1組卷:188引用:2難度:0.5
相似題
-
1.如圖,有一長60cm,寬40cm,高40cm的長方體盒子,A處有一只螞蟻,想吃到B處的食物,它爬行的最近距離是 cm.
發(fā)布:2025/6/13 13:0:4組卷:17引用:1難度:0.6 -
2.如圖,一只螞蟻從長、寬都是3cm,高是8cm的長方體紙盒的A點沿紙盒面爬到B點,那么它所行的最短路線的長是( ?。?/h2>
發(fā)布:2025/6/13 8:30:1組卷:186引用:5難度:0.6 -
3.如圖,桌面上的正方體的棱長為2,B為一條棱的中點.一只螞蟻沿正方體的表面從A點出發(fā),到達B點,則它運動的最短路程為( )
發(fā)布:2025/6/13 11:0:2組卷:96引用:2難度:0.8