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提出问题:有12个相同的长方体纸盒,它们的长、宽、高分别是4、3、5,现要用这12个纸盒搭成一个大长方体,怎样搭可使长方体的表面积最小?
分析问题:对于这种问题,我们一般采用复杂问题简单化的策略,进行由特殊到一般的探究.
探究一:我们以两个长、宽、高分别是4、3、5的长方体为例进行分析.我们发现,无论怎样放置这两个长方体纸盒,搭成的大长方体体积都不变,但是由于摆放位置的不同,它们的表面积会发生变化,经过操作,发现共有3种不同的摆放方式,如图所示.

(1)请计算图1、图2、图3中的拼成的新的大长方体的长、宽、高及其表面积,并填充下表:
长(cm) 宽(cm) 高(cm) 表面积(cm2
图1 5 4 6 148
图2 10 4 3 164
图3 5 8 3
158
158
根据上表可知,表面积最小的是
图1
图1
所示的长方体.(填“图1”、“图2”、“图3”)
探究二:有4个相同的长方体纸盒,它们的长、宽、高分别是5、4、3,现要用这4个纸盒搭成一个大长方体,怎样搭可使长方体的表面积最小?
先画出各种摆法的示意图,再根据各自的表面积得到最小摆法,是一种常规的方法,但比较耗时,也不方便,可以按照下列思路考虑:
在图1的基础上继续摆,要使表面积小,就要重叠大面,得到5×8×6的长方体,这个长方体的表面积为
236
236

在图2的基础上继续摆,要使表面积小,就要重叠大面,得到10×4×6的长方体,这个长方体的表面积为
248
248

在图3的基础上继续摆,要使表面积小,就要重叠大面,得到5×8×6的长方体,这个长方体的表面积为
236
236

综上所述,有4个相同的长方体纸盒,它们的长、宽、高分别是5、4、3,要用这4个纸盒搭成一个大长方体的表面积最小为
236
236

探究三:我们知道,在体积相同的前提下,正方体的表面积最小,所以我们可以尽可能地使所搭成的几何体为正方体或接近正方体,我们还可以这样思考:
将4分解质因数,得到1×1×4,或1×2×2两种情况,通过与小长方体的长宽高5×4×3进行组合:
在L=5×1=5,K=4×2=8,H=3×2=6时,搭成的L×K×H的大长方体最接近正方体,此时表面积最小,表面积为2(L×K+K×H+L×H)=
236
236
(直接写出结果).
类比应用:请你仿照探究三的解题思路,解答开始提出的问题:
有12个相同的长方体纸盒,它们的长、宽、高分别是4、3、5,现要用这12个纸盒搭成一个大长方体,怎样搭可使长方体的表面积最小?
拓展延伸:将168个棱长为1cm的小正方体,拼成一个长方体,使得长方体的表面积达到最小,这个表面积是
188
188
cm2

【答案】158;图1;236;248;236;236;236;188
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:374引用:3难度:0.5
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