(1)如图①,一个无盖的长方体盒子的棱长分别为BC=3cm、AB=4cm、AA1=5cm,盒子的内部顶点C1处有一只昆虫甲,在盒子的内部顶点A处有一只昆虫乙(盒壁的厚度忽略不计).假设昆虫甲在顶点C1处静止不动,请计算A处的昆虫乙沿盒子内壁爬行到昆虫甲C1处的最短路程.并画出其最短路径,简要说明画法.
(2)如果(1)问中的长方体的棱长分别为AB=BC=6cm,AA1=14cm,如图②,假设昆虫甲从盒内顶点C1以1厘米/秒的速度在盒子的内部沿棱C1C向下爬行,同时昆虫乙从盒内顶点A以3厘米/秒的速度在盒壁的侧面上爬行,那么昆虫乙至少需要多长时间才能捕捉到昆虫甲?
网友回答
解:根据长方形的对称性,昆虫乙从顶点A沿内壁爬行到昆虫甲C1处的最短路程有3种可能,
(1)如图①中,图a,A→E1→C1,
AE1C1==cm,
图b,A→E2→C1,
AE2C1==cm,
图c,A→E3→C1,
AE3C1==cm,
∵AE1C1>AE2C1>AE3C1,
∴最短路程为cm,
∴最短路径为A→E3→C1,
画法:由△ABE3∽△ACC1,
得出:=,
∴=,
∴BE3=2cm,即取BE3=2cm,连接AE3,E3C1即可.
(2)因为昆虫是在侧面上爬行,可以看出,下面两图的最短路径相等,
设昆虫甲从顶点C1沿棱C1C向顶点C爬行的同时,昆虫乙从顶点A按路径A→E→F,
爬行捕捉到昆虫甲需x秒钟,如图1在Rt△ACF中,
(3x)2=122+(14-x)2,
∵x>0,解得:x=5.
答:昆虫乙至少需要5秒钟才能捕捉到昆虫甲.
解析分析:(1)根据图a,A→E1→C1,图b,A→E2→C1,以及图c,A→E3→C1,利用勾股定理分别求出,即可得出最短路径,画法根据△ABE3∽△ACC1,得出BE3的长度,连接AE3,E3C1即可.
(2)利用昆虫是在侧面上爬行,两种爬行路线的最短路径相等,利用勾股定理求出即可.
点评:此题主要考查了平面展开-最短路径问题以及三角形的相似等知识,立体图形中的最短距离,通常要转换为平面图形的两点间的线段长来进行解决,最短路径问题利用平面展开图分别求出是解决问题的关键.