格物学 第八章 立体几何初步立体几何初步的拓展与综合

路径最短问题-立体几何初步的拓展与综合知识点回顾基础选择题自测题解析-西藏自治区等高二数学必修,平均正确率92.0%

2025-05-24
路径最短问题-立体几何初步的拓展与综合知识点回顾基础选择题自测题解析-西藏自治区等高二数学必修,平均正确率92.0%
3、['路径最短问题']

正确率80.0%圆柱的轴截面$${{(}}$$经过圆柱的轴所作的截面$${{)}}$$是边长为$${{5}{c}{m}}$$的正方形$${{A}{B}{C}{D}}$$,则圆柱侧面上从$${{A}}$$到$${{C}}$$的最短距离为$${{(}{)}}$$

A.$${{1}{0}{c}{m}}$$

B.$$\frac{5} {2} \sqrt{\pi^{2}+4}$$$${{c}{m}}$$

C.$${{5}{\sqrt {2}}}$$$${{c}{m}}$$

D.$${{5}{\sqrt {{π}^{2}{+}{1}}}}$$$${{c}{m}}$$

8、['路径最短问题', '棱锥的结构特征及其性质']

正确率40.0%已知正三棱锥$${{P}{−}{A}{B}{C}{(}}$$顶点在底面的射影是底面正三角形的中心)的侧面是顶角为$${{3}{0}^{∘}}$$腰长为$${{2}}$$的等腰三角形,若过$${{A}}$$的截面与棱$${{P}{B}{,}{P}{C}}$$分别交于点$${{D}}$$和点$${{E}}$$,则截面$${{△}{A}{D}{E}}$$周长的最小值是(

D

A.$${\sqrt {2}}$$

B.$${{2}{\sqrt {3}}}$$

C.$${\sqrt {3}}$$

D.$${{2}{\sqrt {2}}}$$

第3题解析:

圆柱的轴截面是边长为$$5 \text{cm}$$的正方形$$ABCD$$,说明圆柱的高$$h = 5 \text{cm}$$,底面直径$$d = 5 \text{cm}$$,因此底面半径$$r = \frac{5}{2} \text{cm}$$。

将圆柱侧面展开为矩形,其高度为$$5 \text{cm}$$,宽度为底面周长$$2πr = 5π \text{cm}$$。点$$A$$和$$C$$在展开图中的坐标分别为$$(0, 0)$$和$$(\frac{5π}{2}, 5)$$(因为$$C$$位于轴截面的对角位置)。

最短距离为两点之间的直线距离:

$$AC = \sqrt{\left(\frac{5π}{2}\right)^2 + 5^2} = \sqrt{\frac{25π^2}{4} + 25} = \frac{5}{2}\sqrt{π^2 + 4} \text{cm}$$

因此,正确答案是选项 B

第8题解析:

正三棱锥$$P-ABC$$的侧面是顶角为$$30^\circ$$、腰长为$$2$$的等腰三角形。通过几何分析,底面边长$$a$$可由余弦定理求出:

$$a^2 = 2^2 + 2^2 - 2 \times 2 \times 2 \times \cos 30^\circ = 8 - 4\sqrt{3}$$

将三棱锥侧面展开成平面图形,点$$A$$固定,点$$D$$和$$E$$分别在展开的棱$$PB$$和$$PC$$上。由于侧面顶角为$$30^\circ$$,展开后三个侧面形成一个$$90^\circ$$的扇形(因为$$3 \times 30^\circ = 90^\circ$$)。

在展开图中,$$A$$到$$A'$$(第三个侧面的$$A$$点)的直线距离即为$$△ADE$$周长的最小值。利用扇形半径$$2$$和圆心角$$90^\circ$$,通过勾股定理计算:

$$AA' = \sqrt{2^2 + 2^2} = 2\sqrt{2}$$

因此,截面$$△ADE$$周长的最小值为$$2\sqrt{2}$$,正确答案是选项 D

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