十九世纪英国赫赫有名的谜题创作者在1903年的英国报纸上发表的“蚂蚁爬行”的问题.
问题是:如图1,在一个长、宽、高分别为8m,8m,4m的长方体房间内,一只蚂蚁在右面墙的高度一半位置(即M点处),并且距离前面墙1m,苍蝇正好在左面墙高度一半的位置(即N点处),并且距离后面墙2m,蚂蚁爬到苍蝇处应该怎样爬行所走路程最短,最短路程是多少m?这只蚂蚁在长方体表面爬行的问题,引起了当时很多数学爱好者的研究与讨论,今天我们也一起来研究一下这个当时非常热门的数学问题!
[基础研究]如图2,在长、宽、高分别为a,b,c(a>b>c)的长方体一个顶点A处有一只蚂蚁,欲从长方体表面爬行去另一个顶点C′处吃食物,探究哪种爬行路径是最短的?
(1)观察发现:蚂蚁从A点出发,为了走出最短路线,根据两点之间线段最短的知识,并结合展开与折叠原理,一共有3种不同的爬行路线,即图3、图4、图5所示.
填空:图5是由 左左面与 上上面展开得到的平面图形;
(填“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”)
(2)推理验证:如图3,由勾股定理得,.AC′2=(a+b)2+c2=a2+b2+c2+2ab,
如图4,由勾股定理得,AC′2=(b+c)2+a2=a2+b2+c2+2bc,
如图5,AC′2=(a+c)2+b2=a2+b2+c2+2ac.
要使得AC′的值最小,
∵a>b>c
……,(请补全推理过程)
∴ab>ac>bc
∴选择如图 44情况,此时AC′2的值最小,则AC′的值最小,即这种爬行路径是最短的.
[简单应用]
如图6,长方体的长,宽,高分别为24cm,12cm,40cm,点P是FG的中点,一只蚂蚁要沿着长方体的表面从点A爬到点P,则爬行的最短路程长为 5050cm.
[问题回归]
最后让我们再回到那道十九世纪英国报纸上发表的“蚂蚁爬行”的问题(如图1),那只蚂蚁所走的最短路程是 1313m.

【考点】平面展开-最短路径问题.
【答案】左;上;4;50;13
【解答】
【点评】
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