14. 如图,圆柱形玻璃杯的杯高为9 cm,底面周长为16 cm,在杯内壁离杯底4 cm的点A处有一滴蜂蜜,此时,一只蚂蚁正好在杯外壁上,它在离杯上沿1 cm的点B处,求蚂蚁从外壁点B处到内壁点A处所走的最短路程.(杯壁厚度不计)

答案
14. 10 cm
解析
【分析】
解决立体图形表面的最短路径问题,核心思路是将立体图形展开为平面图形,利用“两点之间,线段最短”确定最短路径,再结合勾股定理计算长度。第一步:把圆柱侧面展开成长方形,长方形的长等于圆柱底面周长,宽等于杯高;第二步:由于蚂蚁在杯外壁、蜂蜜在杯内壁,蚂蚁必须经过杯上沿才能进入内壁,因此作点B关于杯上沿的对称点B',此时B到上沿任意点再到A的路程,等价于B'到该点再到A的路程,最短路径就是线段B'A的长度;第三步:确定B'和A的水平、竖直距离,用勾股定理计算即可。
【解析】
解:将圆柱侧面沿过点B的母线展开,得到长为16cm、高为9cm的长方形。
作点B关于长方形上边(对应杯的上沿)的对称点B',连接B'A,线段B'A的长度即为蚂蚁行走的最短路程。
由题意可得:
水平方向上,A、B的水平距离为底面半周长:$16÷2=8\ \mathrm{cm}$;
竖直方向上,B'到A的竖直距离为:$1+(9-4)=6\ \mathrm{cm}$;
根据勾股定理,得:
$B'A=\sqrt{8^2+6^2}=\sqrt{64+36}=\sqrt{100}=10\ \mathrm{cm}$
【答案】
10 cm
【知识点】
最短路径问题,圆柱侧面展开图,勾股定理
【点评】
本题是平面几何知识在立体问题中的典型应用,解题关键是掌握立体图形侧面展开的方法,通过轴对称将折线路径转化为直线路径,再结合勾股定理求解。
【难度系数】
0.6
解决立体图形表面的最短路径问题,核心思路是将立体图形展开为平面图形,利用“两点之间,线段最短”确定最短路径,再结合勾股定理计算长度。第一步:把圆柱侧面展开成长方形,长方形的长等于圆柱底面周长,宽等于杯高;第二步:由于蚂蚁在杯外壁、蜂蜜在杯内壁,蚂蚁必须经过杯上沿才能进入内壁,因此作点B关于杯上沿的对称点B',此时B到上沿任意点再到A的路程,等价于B'到该点再到A的路程,最短路径就是线段B'A的长度;第三步:确定B'和A的水平、竖直距离,用勾股定理计算即可。
【解析】
解:将圆柱侧面沿过点B的母线展开,得到长为16cm、高为9cm的长方形。
作点B关于长方形上边(对应杯的上沿)的对称点B',连接B'A,线段B'A的长度即为蚂蚁行走的最短路程。
由题意可得:
水平方向上,A、B的水平距离为底面半周长:$16÷2=8\ \mathrm{cm}$;
竖直方向上,B'到A的竖直距离为:$1+(9-4)=6\ \mathrm{cm}$;
根据勾股定理,得:
$B'A=\sqrt{8^2+6^2}=\sqrt{64+36}=\sqrt{100}=10\ \mathrm{cm}$
【答案】
10 cm
【知识点】
最短路径问题,圆柱侧面展开图,勾股定理
【点评】
本题是平面几何知识在立体问题中的典型应用,解题关键是掌握立体图形侧面展开的方法,通过轴对称将折线路径转化为直线路径,再结合勾股定理求解。
【难度系数】
0.6
15. 如图,湖的两岸有 A, B 两点,在与 AB 成直角的 BC 方向上的点 C 处测得 $AC=60 \mathrm{~m}$, $BC=48 \mathrm{~m}$. 求:
(1) A, B 两点间的距离;
(2) 点 B 到直线 AC 的距离.

(1) A, B 两点间的距离;
(2) 点 B 到直线 AC 的距离.
答案
15. (1) 36 m (2) $\frac{144}{5}$ m
解析
【分析】
本题是直角三角形的实际应用问题。(1)首先由题意可知AB⊥BC,即△ABC是直角三角形,已知斜边AC和直角边BC的长度,要求直角边AB,直接运用勾股定理计算即可;(2)求点B到直线AC的距离,即求Rt△ABC斜边AC上的高,可利用三角形面积的两种不同计算方式(分别以两条直角边为底和高、以斜边和斜边上的高为底和高)列等式求解,也就是常用的面积法。
【解析】
(1) 由题意得∠ABC=90°,即△ABC为直角三角形。
在Rt△ABC中,AC=60m,BC=48m,根据勾股定理:
$AB^2 + BC^2 = AC^2$
代入数值计算:
$AB=\sqrt{AC^2 - BC^2}=\sqrt{60^2 - 48^2}=\sqrt{3600 - 2304}=\sqrt{1296}=36(\mathrm{m})$
(2) 设点B到直线AC的距离为$h$。
△ABC的面积可表示为$\frac{1}{2} × AB × BC$,也可表示为$\frac{1}{2} × AC × h$,因此:
$\frac{1}{2} × AB × BC = \frac{1}{2} × AC × h$
约去$\frac{1}{2}$,代入数值:
$36 × 48 = 60h$
解得:$h=\frac{36 × 48}{60}=\frac{1728}{60}=\frac{144}{5}(\mathrm{m})$
【答案】
(1) 36 m;(2) $\frac{144}{5}$ m
【知识点】
勾股定理;三角形面积计算;点到直线的距离
【点评】
本题结合实际场景考查直角三角形的相关计算,第一问是勾股定理的直接应用,第二问使用的面积法是求解直角三角形斜边上高的常用方法,计算难度不大,熟练掌握相关公式和方法即可快速解题。
【难度系数】
0.7
本题是直角三角形的实际应用问题。(1)首先由题意可知AB⊥BC,即△ABC是直角三角形,已知斜边AC和直角边BC的长度,要求直角边AB,直接运用勾股定理计算即可;(2)求点B到直线AC的距离,即求Rt△ABC斜边AC上的高,可利用三角形面积的两种不同计算方式(分别以两条直角边为底和高、以斜边和斜边上的高为底和高)列等式求解,也就是常用的面积法。
【解析】
(1) 由题意得∠ABC=90°,即△ABC为直角三角形。
在Rt△ABC中,AC=60m,BC=48m,根据勾股定理:
$AB^2 + BC^2 = AC^2$
代入数值计算:
$AB=\sqrt{AC^2 - BC^2}=\sqrt{60^2 - 48^2}=\sqrt{3600 - 2304}=\sqrt{1296}=36(\mathrm{m})$
(2) 设点B到直线AC的距离为$h$。
△ABC的面积可表示为$\frac{1}{2} × AB × BC$,也可表示为$\frac{1}{2} × AC × h$,因此:
$\frac{1}{2} × AB × BC = \frac{1}{2} × AC × h$
约去$\frac{1}{2}$,代入数值:
$36 × 48 = 60h$
解得:$h=\frac{36 × 48}{60}=\frac{1728}{60}=\frac{144}{5}(\mathrm{m})$
【答案】
(1) 36 m;(2) $\frac{144}{5}$ m
【知识点】
勾股定理;三角形面积计算;点到直线的距离
【点评】
本题结合实际场景考查直角三角形的相关计算,第一问是勾股定理的直接应用,第二问使用的面积法是求解直角三角形斜边上高的常用方法,计算难度不大,熟练掌握相关公式和方法即可快速解题。
【难度系数】
0.7
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