小蚂蚁怎样才能快速找到吃的一一一勾股定理在实际问题中的运用
如图,一个纸箱,宽AN=40厘米,长DN=80厘米,高CD=60厘米。
在CD的边上B点处有粘有一块面包屑,且B点距地面的高BD=50厘米。
在纸箱的A点处有一只饥肠辘辘的小蚂蚁在到处找吃的,如果小蚂蚁的爬行速度为2.6厘米/秒,现在它想尽快的赶到B处进餐,请问小蚂蚁所需的最短时间是多少?
分析:小蚂蚁的爬行速度一定,要想它以最短的时间从A点爬到B点,那么就需要小蚂蚁的爬行距离最短。
我们知道,两点之间线段最短。但是此题中的A、B两点分别处于两个平面内,小蚂蚁不能直接穿越,只能沿着纸箱的表面爬行。
这样的一个空间问题,需要我们将该长方体纸箱展开,但与正方体有所区别的是展开的方式会影响到爬行的距离。
由于蚂蚁从A爬行到B有(经右表面、前表面从A到B外,还可以经右表面、上表面、左表面或经下表面、左表面或经后表面左表面等路径从A爬行到B处)四种途径,这四种途径所经过的路程也不尽相等。
①经右表面、前表面爬行时,如图1所示:
AD=AN十ND=40十80=120厘米,
BD=50厘米,
此时最短距离
AB=√(AD^2十BD^2)=√16900=130厘米;
②经后表面、左表面爬行时,如图2所示,其爬行最短距离同上。
③经右表面、上表面、左表面爬行时,如图3所示:
NB=MN十CM十BC=60十80十10=150厘米
AN=40厘米
此时最短距离为:
AB=√(NB^2十AN^2)=10√241厘米
④经下表面、左表面爬行时,如图4所示:
BN=DN十BD=80十50=130厘米
AN=40厘米
此时最短距离为:
AB=√(BN^2十AN^2)=10√185厘米
经比较可知,从A点到B点的爬行的最短距离是130厘米。
所以小蚂蚁要想尽快从A点爬行到B点进餐,最短需爬行130厘米,所需时间为130÷2.6=50秒。
所以小蚂蚁最快也要50秒后才能吃到大餐。