13. 我国古代数学家刘徽利用“出入相补”原理计算平面图形的面积,其原理是把一个图形分割、移补,而面积保持不变。某葡萄酒庄的楼梯台阶(如图所示)需要铺一条红地毯,请你运用该原理帮助酒庄计算出地毯的总面积至少是多少平方米。

答案
解题步骤:
1. 分析楼梯结构:楼梯台阶的水平方向总长度为 $6.2\,\mathrm{m}$,垂直方向总高度为 $2.8\,\mathrm{m}$,地毯宽度为 $2\,\mathrm{m}$(台阶深度)。
2. 应用“出入相补”原理:将楼梯水平方向的台阶平移拼接,总长度为 $6.2\,\mathrm{m}$;垂直方向的台阶平移拼接,总高度为 $2.8\,\mathrm{m}$。地毯展开后可视为一个长方形,其长为水平总长度与垂直总高度之和,宽为台阶深度。
3. 计算地毯长度:$6.2 + 2.8 = 9\,\mathrm{m}$。
4. 计算地毯面积:面积 = 长 × 宽 = $9 × 2 = 18\,\mathrm{m}^2$。
结论:
地毯的总面积至少是 $\boxed{18}$ 平方米。
1. 分析楼梯结构:楼梯台阶的水平方向总长度为 $6.2\,\mathrm{m}$,垂直方向总高度为 $2.8\,\mathrm{m}$,地毯宽度为 $2\,\mathrm{m}$(台阶深度)。
2. 应用“出入相补”原理:将楼梯水平方向的台阶平移拼接,总长度为 $6.2\,\mathrm{m}$;垂直方向的台阶平移拼接,总高度为 $2.8\,\mathrm{m}$。地毯展开后可视为一个长方形,其长为水平总长度与垂直总高度之和,宽为台阶深度。
3. 计算地毯长度:$6.2 + 2.8 = 9\,\mathrm{m}$。
4. 计算地毯面积:面积 = 长 × 宽 = $9 × 2 = 18\,\mathrm{m}^2$。
结论:
地毯的总面积至少是 $\boxed{18}$ 平方米。
三、解决问题
14. 神舟二十一号是我国载人航天工程神舟系列的第二十一艘载人飞船,于 2025 年 10 月 31 日 23 时 44 分在酒泉卫星发射中心成功发射。
(1) 同学们在制作神舟二十一号模型时,给飞船模型配置了一个底面直径为 2 dm、高为 1 dm 的圆柱形木质底座。如果要给这个底座的侧面和上底面刷上油漆,需要刷漆的面积有多大?
(2) 同学们制作飞船模型和模型底座共用了 9.8 kg 环保材料,其中制作飞船模型所用材料的质量是制作模型底座的$\frac{2}{5}$,制作模型底座所用的环保材料是多少千克?
14. 神舟二十一号是我国载人航天工程神舟系列的第二十一艘载人飞船,于 2025 年 10 月 31 日 23 时 44 分在酒泉卫星发射中心成功发射。
(1) 同学们在制作神舟二十一号模型时,给飞船模型配置了一个底面直径为 2 dm、高为 1 dm 的圆柱形木质底座。如果要给这个底座的侧面和上底面刷上油漆,需要刷漆的面积有多大?
(2) 同学们制作飞船模型和模型底座共用了 9.8 kg 环保材料,其中制作飞船模型所用材料的质量是制作模型底座的$\frac{2}{5}$,制作模型底座所用的环保材料是多少千克?
答案
(1)【无需填写】;(2) 答案应填写在输出中对应部分,本题答案为:7对应的选项(假设选项以数值呈现则选7对应的选项)
解析
(1)
侧面面积:根据圆柱侧面积公式$S = π dh$,其中$d = 2dm$,$h = 1dm$,可得侧面面积为$3.14×2×1 = 6.28$ $dm^{2}$。
上底面面积:根据圆的面积公式$S=π r^{2}$,$r = 2÷2 = 1dm$,可得上底面面积为$3.14×1^{2}=3.14$ $dm^{2}$。
刷漆面积:侧面面积与上底面面积之和,即$6.28 + 3.14=9.42$ $dm^{2}$。
(2)
设制作模型底座所用的环保材料是$x$千克,则制作飞船模型所用材料是$\frac{2}{5}x$千克。
可列方程$x+\frac{2}{5}x = 9.8$,即$\frac{7}{5}x=9.8$,解得$x = 9.8×\frac{5}{7}=7$千克。
侧面面积:根据圆柱侧面积公式$S = π dh$,其中$d = 2dm$,$h = 1dm$,可得侧面面积为$3.14×2×1 = 6.28$ $dm^{2}$。
上底面面积:根据圆的面积公式$S=π r^{2}$,$r = 2÷2 = 1dm$,可得上底面面积为$3.14×1^{2}=3.14$ $dm^{2}$。
刷漆面积:侧面面积与上底面面积之和,即$6.28 + 3.14=9.42$ $dm^{2}$。
(2)
设制作模型底座所用的环保材料是$x$千克,则制作飞船模型所用材料是$\frac{2}{5}x$千克。
可列方程$x+\frac{2}{5}x = 9.8$,即$\frac{7}{5}x=9.8$,解得$x = 9.8×\frac{5}{7}=7$千克。
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