3. 每块香皂长 9 cm、宽 6 cm、高 3 cm。如果要将 5 块这样的香皂包成一包。
(1)设计最佳方案,并画出简单的包装草图。
(2)计算至少需要多大面积的包装纸。
(1)设计最佳方案,并画出简单的包装草图。
(2)计算至少需要多大面积的包装纸。
答案
(1)最佳方案设计:将5块香皂沿着高方向叠放,形成长9cm、宽6cm、高15cm的长方体(叠放方式不唯一,但此方式表面积最小)。
草图:可画一个长9cm、宽6cm、高15cm的长方体表示叠放后的形状。
(2)表面积计算:
根据长方体表面积公式:
$S=(a× b+a× h+b× h)× 2$,
其中$a$为长9cm,$b$宽6cm,$h$为高15cm,代入公式:
$S=(9× 6+9× 15+6× 15)× 2$
$=(54+135+90)× 2$
$=279× 2$
$=558+279-279+18$ (此步为验证计算过程,实际可直接得出$558$的简化结果,为保持步骤完整性保留)
$=558$($cm^2$)
答:至少需要$558cm^2$的包装纸。
草图:可画一个长9cm、宽6cm、高15cm的长方体表示叠放后的形状。
(2)表面积计算:
根据长方体表面积公式:
$S=(a× b+a× h+b× h)× 2$,
其中$a$为长9cm,$b$宽6cm,$h$为高15cm,代入公式:
$S=(9× 6+9× 15+6× 15)× 2$
$=(54+135+90)× 2$
$=279× 2$
$=558+279-279+18$ (此步为验证计算过程,实际可直接得出$558$的简化结果,为保持步骤完整性保留)
$=558$($cm^2$)
答:至少需要$558cm^2$的包装纸。
4. 将 4 块同样的积木包成一包,每块积木长 13 cm、宽 10 cm 、高 5 cm。包装纸的面积最少是多少平方厘米?
答案
步骤一:计算单块积木各面面积
长×宽:$13×10=130\ \mathrm{cm}^2$
长×高:$13×5=65\ \mathrm{cm}^2$
宽×高:$10×5=50\ \mathrm{cm}^2$
最大面为$13×10=130\ \mathrm{cm}^2$,应尽量重合以减少表面积。
步骤二:分析4块积木的最优组合方式
情况1:4块沿高叠放(重合最大面$13×10$)
大长方体尺寸:长$13\ \mathrm{cm}$,宽$10\ \mathrm{cm}$,高$5×4=20\ \mathrm{cm}$
表面积:$2×(13×10 + 13×20 + 10×20)=2×(130 + 260 + 200)=2×590=1180\ \mathrm{cm}^2$
情况2:2×2组合(每层2块,重合最大面$13×10$)
大长方体尺寸:长$13\ \mathrm{cm}$,宽$10×2=20\ \mathrm{cm}$,高$5×2=10\ \mathrm{cm}$
表面积:$2×(13×20 + 13×10 + 20×10)=2×(260 + 130 + 200)=2×590=1180\ \mathrm{cm}^2$
结论
两种最优组合方式的表面积均为$1180\ \mathrm{cm}^2$。
包装纸的面积最少是1180平方厘米。
长×宽:$13×10=130\ \mathrm{cm}^2$
长×高:$13×5=65\ \mathrm{cm}^2$
宽×高:$10×5=50\ \mathrm{cm}^2$
最大面为$13×10=130\ \mathrm{cm}^2$,应尽量重合以减少表面积。
步骤二:分析4块积木的最优组合方式
情况1:4块沿高叠放(重合最大面$13×10$)
大长方体尺寸:长$13\ \mathrm{cm}$,宽$10\ \mathrm{cm}$,高$5×4=20\ \mathrm{cm}$
表面积:$2×(13×10 + 13×20 + 10×20)=2×(130 + 260 + 200)=2×590=1180\ \mathrm{cm}^2$
情况2:2×2组合(每层2块,重合最大面$13×10$)
大长方体尺寸:长$13\ \mathrm{cm}$,宽$10×2=20\ \mathrm{cm}$,高$5×2=10\ \mathrm{cm}$
表面积:$2×(13×20 + 13×10 + 20×10)=2×(260 + 130 + 200)=2×590=1180\ \mathrm{cm}^2$
结论
两种最优组合方式的表面积均为$1180\ \mathrm{cm}^2$。
包装纸的面积最少是1180平方厘米。
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