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如图1,已知长方体的长为BC=2cm,宽AC=1cm,高AA′=4cm. (1)...

如图1,已知长方体的长为BC=2cm,宽AC=1cm,高AA′=4cm.
(1)一只蚂蚁如果沿长方体的表面从A点爬到B′点,那么沿哪条路最近?最短路程是多少?
(2)如图2,若在长方体的表面A′B′C′D′上放一个底面圆最大的圆锥体,且圆锥底面在四边形A′B′C′D′内,设圆心为O,试判断∠A′0C′的度数范围.(不要求计算过程)

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(1)要求长方体中两点之间的最短路径,最直接的作法,就是将正方体展开,然后利用两点之间线段最短解答. (2)要保证底面圆最大,必须使得圆与长方形的两条长边相切,分圆与A′C′相切、圆与B′D′相切两种情况求得∠A′0C′的度数范围. 【解析】 (1)根据题意,如下图所示,最短路径有以下三种情况: ①沿AA′,A′C′,C′B′,B′B剪开,得图(1)AB′2=AB2+BB′2=(2+1)2+42=25, ②沿AC,CC′,C′B′,B′D′,D'A',A′A剪开,得图(2)AB′2=AC2+B′C2=12+(4+2)2=37, ③沿AD,DD′,B′D′,C′B′,C′A′,AA′剪开,得图(3)AB′2=AD2+B′D2=22+(4+1)2=29, 综上所述,最短路径应为(1)所示, 所以AB′2=25, 即AB′=5cm, 答:最短路径为(1)所示5cm; (2)要保证底面圆最大,必须使得圆与长方形的两条长边相切,则此时圆的半径长为, 当圆与A′C′相切时,∠A′0C′最大,此时为90°; 当圆与B′D′相切时,E为切点,∠A′0C′最小,此时,A′E=,OE=,tan∠A′0E= 所以∠A′0E≈18.4°,∠A′0C′≈36.8°, ∠A′OC′的度数范围为36.8°≤∠A′OC′≤90°.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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