如图1,一个无盖的正方体盒子的棱长为30厘米,顶点C1处有一只昆虫甲,在盒子的内部顶点A处有一只昆虫乙(盒壁的厚度忽略不计)(1)假设昆虫甲在顶点C1处静止不动,如图1,在盒子的内部我们先取棱BB1的中点E,再连接AE、EC1.昆虫乙如果沿路径A→E→Cl爬行,那么可以在最短的时间内捕捉到昆虫甲.仔细体会其中的道理,并在图①中画出另一条路径,使昆虫乙从顶点A沿这条路径爬行,同样可以在最短的时间内捕捉到昆虫甲(请简要说明画法).(2)如图2,假设昆虫甲从顶点C1以a厘米/秒的速度在盒子的内部沿C1C向下爬行,同时昆虫乙从顶点A以2.5厘米/秒的速度在盒内壁沿A→F→G爬行,恰好在最短的时间内捕捉到昆虫甲.若最短时间为20秒,请你求出a的值.

问题描述:

如图1,一个无盖的正方体盒子的棱长为30厘米,顶点C1处有一只昆虫甲,在盒子的内部顶点A处有一只昆虫乙(盒壁的厚度忽略不计)

(1)假设昆虫甲在顶点C1处静止不动,如图1,在盒子的内部我们先取棱BB1的中点E,再连接AE、EC1.昆虫乙如果沿路径A→E→Cl爬行,那么可以在最短的时间内捕捉到昆虫甲.仔细体会其中的道理,并在图①中画出另一条路径,使昆虫乙从顶点A沿这条路径爬行,同样可以在最短的时间内捕捉到昆虫甲(请简要说明画法).
(2)如图2,假设昆虫甲从顶点C1以a厘米/秒的速度在盒子的内部沿C1C向下爬行,同时昆虫乙从顶点A以2.5厘米/秒的速度在盒内壁沿A→F→G爬行,恰好在最短的时间内捕捉到昆虫甲.若最短时间为20秒,请你求出a的值.

(1)取棱A1B1的中点M,然后连接AM、MC1;(2)平面展开图如下:由题意得:C1G=20a,CG=30-20a,DG=DC+CG=30+30-20a=60-20a,AG=2.5厘米/秒×20秒=50cm,在RT△ADG中,AD2+DG2=AG2,即302+(60-20a)2=502,解得:a=...
答案解析:(1)当相邻两个面放在同一平面内时,过AC1的线段必过公共棱的中点,按此方法,可找棱A1B1的中点M,然后连接AM、MC1
(2)联系(1)中的方法,画出平面图形,利用勾股定理求得两点间的最短路线,进而求解a的值.
考试点:平面展开-最短路径问题.
知识点:此题考查了最短路径的问题,立体图形中的最短距离,通常要转换为平面图形的两点间的线段长来进行解决,注意平面展开图的分析.