閱讀下面材料:實(shí)際問題:如圖(1),一圓柱的底面半徑為5cm,BC是底面直徑,高AB為5cm,求一只螞蟻從點(diǎn)A出發(fā)沿圓柱表面爬行到點(diǎn)C的最短路線,小明設(shè)計(jì)了兩條路線.

解決方案:
路線1:側(cè)面展開圖中的線段AC,如圖(2)所示:
這路線一的長度為l1;則l21=AC2=AB2+BC2=52+(5π)2=25+25π2;
路線2:高AB+底面直徑BC,如圖(1)所示:
設(shè)路線2的長度為l2:則l22=AC2=(AB+BC)2=(5+10)2=225;
為比較l1和l2的大小,我們采用“作差法”:
∵l21-l22=25(π2-8)>0,
∴l21>l22.
∴l(xiāng)1>l2.
小明認(rèn)為應(yīng)選擇路線2較短.
(1)問題類比:
小亮對上述結(jié)論有些疑惑,于是他把條件改成:“圓柱的底面半徑為1cm,高AB為5cm”請你用上述方法幫小亮比較出l1與l2的大?。?br />(2)問題拓展:
請你幫他們繼續(xù)研究:在一般情況下,當(dāng)圓柱的底面半徑為r cm時(shí),高為h cm,螞蟻從A點(diǎn)出發(fā)沿圓柱表面爬行到點(diǎn)C,當(dāng)rh滿足什么條件時(shí),選擇路線2最短?請說明理由.
(3)問題解決:
如圖(3)為兩個(gè)相同的圓柱緊密排列在一起,高為5cm,當(dāng)螞蟻從點(diǎn)A出發(fā),沿圓柱表面爬行到C點(diǎn)的兩條路線長度相等時(shí),求圓柱的底面半徑r.(注:按上面小明所設(shè)計(jì)的兩條路線方式)
l
2
1
l
2
2
l
2
1
l
2
2
l
2
1
l
2
2
r
h
【答案】(1)l1<l2;
(2)當(dāng)時(shí),>,即選擇路線2最短;
(3)當(dāng)圓柱的底面半徑r為厘米時(shí),螞蟻從點(diǎn)A出發(fā)沿圓柱表面爬行到C點(diǎn)的兩條線段相等.
(2)當(dāng)
r
h
>
4
π
2
-
4
l
2
1
l
2
2
(3)當(dāng)圓柱的底面半徑r為
10
π
2
-
4
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
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