(完整版)勾股定理--最短距离问题
勾股定理应用立体图形中的最短路程问题课件
物理学
用于解决物理问题，如 光的反射、折射等。
工程学
用于解决实际工程问题 ，如建筑结构、桥梁设
计等。
02
立体图形的介绍
立体图形的定义与分类
定义
立体图形是三维空间中具有大小和形 状的空间实体。
分类
常见的立体图形包括长方体、正方体 、圆柱体、圆锥体、球体等。
常见立体图形的特点与性质
正方体的特点是所有的面都是正 方形，所有的棱都相等。
勾股定理的证明方法
欧几里得证明法
利用相似三角形的性质和反证法证明 。
毕达哥拉斯证明法
现代证明法
利用解析几何和微积分的知识证明。
利用正方形的性质和面积关系证明。
勾股定理的应用范围
平面几何
解决与直角三角形相关 的几何问题，如求长度
、面积等。
立体几何
求立体图形中的最短路 径问题，如求球面两点
之间的最短距离等。
案例二：求点到线的最短距离
总结词
利用勾股定理求点到线的最短距离
详细描述
在立体图形中，求一个点到某条线的 最短距离可以通过将点与线段上某一 点连接，并利用勾股定理计算出该连 线的长度，从而得到点到线的最短距 离。
案例三：求两点之间的最短距离
总结词
利用勾股定理求两点之间的最短距离
VS
详细描述
在立体图形中，求两点之间的最短距离可 以通过将其中一点与另一点所在的直线或 平面连接，并利用勾股定理计算出该连线 的长度，从而得到两点之间的最短距离。
最短路程问题的定义与分类
定义
最短路程问题是指在给定的立体图形中，寻找两点之间最短 的路径。
分类
根据立体图形的形状和特性，最短路程问题可以分为平面内 的最短路程问题和三维空间的最短路程问题。
小专题(一)：利用勾股定理解决最短轨迹问题
小专题(一)：利用勾股定理解决最短轨迹问题引言本文将介绍如何利用勾股定理解决最短轨迹问题。
最短轨迹问题是一种经典的数学问题，它关注如何在给定的起点和终点之间找到一条最短路径。
通过运用勾股定理，我们可以得到一个简单而有效的解决方案。
勾股定理的基本原理勾股定理是一个三角学中的基本定理，它描述了直角三角形中三条边的关系。
根据勾股定理，直角三角形的斜边的平方等于其他两条边的平方和。
具体公式如下：$a^2 + b^2 = c^2$其中，$a$ 和 $b$ 是直角三角形的两条直角边，$c$ 是斜边。
解决最短轨迹问题的步骤要解决最短轨迹问题，可以按照以下步骤进行操作：1. 确定起点和终点的坐标。
起点的坐标记为 $(x_1, y_1)$，终点的坐标记为 $(x_2, y_2)$。
2. 计算起点和终点之间的直线距离。
直线距离可以使用勾股定理计算，即 $d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$。
3. 寻找最短路径。
通过选择合适的路径，使得路径长度最小。
根据勾股定理，路径长度与直线距离相等。
4. 绘制最短轨迹。
将起点、终点和最短路径绘制在坐标系上。
示例以下是一个示例，说明如何利用勾股定理解决最短轨迹问题。
假设起点的坐标是 $(2, 3)$，终点的坐标是 $(5, 7)$。
根据步骤2，计算直线距离：$d = \sqrt{(5 - 2)^2 + (7 - 3)^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5$根据步骤3，最短路径长度等于直线距离。
因此，最短路径长度为5。
根据步骤4，绘制起点、终点和最短路径在坐标系上，可以得到以下图像：结论本文介绍了如何利用勾股定理解决最短轨迹问题。
通过计算直线距离和选择最短路径，我们可以有效地解决这个问题。
勾股定理是一个简单而强大的工具，在许多数学和几何问题中都具有重要的应用价值。
请注意，本文仅为示例和概述，并不涉及具体的实践细节和数学计算。
17.1.4 勾股定理最短路径问题
a b c .
2 2 2
2 2
a
C
2 2 2
c
b
2
A
a c b
b c a
c a b
二、解决问题
• 问题1. 有一个圆柱,它的高等于12厘米,底面半径等 于3厘米,在圆柱下底面上的A点有一只蚂蚁,它想从点 A爬到点B ,蚂蚁沿着圆柱侧面爬行的最短路程是多少 ?
O B
A
O'
二、解决问题
A B
• 问题2.如图是一个三级台阶，它的每一级的长、宽和 高分别为20dm、3dm、2dm，A和B是这个台阶两个相对 的端点，A点有一只蚂蚁，想到B点去吃可口的食物， 则蚂蚁沿着台阶面爬到B点最短路程是多少？
展开图： 20 A 3 A 20 2 3
2
3 2 3 C
2 B
B
二、解决问题
• 问题 3. 如图，长方体的长为 15cm ，宽为 10cm ，高为 20cm ，点B 离点 C 5cm, 一只蚂蚁如果要沿着长方体的 表面从点 A爬到点B，需要爬行的最短距离是多少？
二、解决问题
• 归纳小结：
• 曲面上的最短路径问题，一般均可通过展开曲面 从而转化成平面上的最短路径问题，我们要通过勾股 定理来求出未知线段，需要构造直角三角形。所以在 剪开圆柱侧面时，要沿垂直于底面的线剪，这样就得
到了长方形，利用直角来构造直角三角形。
O
O B B
A
O'
A O'
C
A
二、解决问题
最短路程是蚂蚁沿圆柱侧面爬行的15曲面上的最短路径问题一般均可通过展开曲面从而转化成平面上的最短路径问题我们要通过勾股定理来求出未知线段需要构造直角三角形
「初中数学」勾股定理与最短距离问题.doc
「初中数学」勾股定理与最短距离问题勾股定理与最短路径问题最短路径问题的核心理论是：两点之间线段最短，但在不同情形中，会以不同的方式出现，也就会涉及到不同的思路和方法，比如在【几何模型】“将军饮马”问题——作一首小诗这一讲中，主要利用到两点之间线段最短和三角形两边之和大于第三边(三角形的三边关系本质上还是两点之间线段最短)，而这一讲，我们主要涉及到立体图形的最短路径问题。
一、立体图形的最短路径问题的解决思路对于立体图形的最短路径问题，我们一般是利用横切或展开等手段，将其转换到平面图形中解决，而这种情形不免会在直角三角形中解决，也自然会和勾股定理扯上关系二、利用横切，转换成平面图形【例】如图，有一个透明的直圆柱状的玻璃杯，现测得内径为5cm，高为12cm，今有一只14cm的吸管任意斜放于杯中，若不考虑吸管的粗细，则吸管露出杯口外的长度最少为多少？(注：内径即底面直径)【分析】若使吸管露出杯口最短，自然留在杯中最长，而最长莫过于下列情况：这样，按照上图将圆柱横切，就可以将其转换到RT△ACB 中解决，而AB可有勾股定理解得：AB=13cm，所以吸管露出杯口的最短长度AD=BD-AB=1cm【练习题】如图，将一根25cm长的细木棒，放入长、宽、高分别为8cm、6cm、10cm的长方体无盖盒子中，则细木棒露在盒外面的最短长度是多少？(保留1位小数)。
三、利用展开，转换成平面图形这类问题又可以细分为两种情形：直面(正方体或长方体)和曲面(圆柱)，但无论直面或曲面，一般都是展开为矩形，进而利用勾股定理解决【例】直面(正方体或长方体）【分析】研究在表面从点M到点C的最短路径，可以将正方体表面局部展开：根据“两点之间线段最短，可知最短路径，即为线段MC。
进而，在RT△CGM中，利用勾股定理，可求MC 【练习题】【例】曲面(圆柱)如图，圆柱高15cm,底面半径为8/兀cm，一蚂蚁从B点爬到A点的最短路径为多少?【分析】请注意：此题的易错点是，很多同学直接连接AB，认为此时线段AB即为最短路径。
勾股定理最短路径问题
勾股定理最短路径问题
勾股定理最短路径问题是一种在数学和计算机科学领域中常见的问题。
该问题
的目标是找到两个给定点之间的最短路径，并且路径中的每个线段都恰好满足勾股定理。
勾股定理是一个基本的几何定理，它表明在一个直角三角形中，斜边的平方等
于两个直角边的平方和。
勾股定理最短路径问题则是将这个定理应用到路径规划中。
为了解决这个问题，我们可以使用图论中的最短路径算法，如Dijkstra算法或
A*算法。
首先，我们将给定的起点和终点转化为图中的节点，节点之间的连接表
示可以直接连接的路径。
在每个节点中，我们需要计算到达该节点的路径长度。
以起点为起始节点，我
们开始遍历每个相邻节点，并通过计算其与起点的距离来更新节点的路径长度。
这个过程会持续进行，直到所有节点的路径长度都被计算出来。
接下来，我们需要根据勾股定理来评估路径的长度。
对于连接起点和终点的路
径上的每一段线段，我们可以根据勾股定理计算其长度。
通过将每一段线段的长度累加，我们可以得到整条路径的长度。
最后，我们可以使用最短路径算法来确定具有最短长度的路径。
这将帮助我们
找到勾股定理最短路径问题的解决方案。
总结而言，勾股定理最短路径问题是一个涉及路径规划和数学定理应用的问题。
通过使用最短路径算法，我们可以找到满足勾股定理的最短路径，从而有效地解决这个问题。
勾股定理--与最短路径问题
17.1(11)勾股定理--与最短路径问题一．【知识要点】1.两点之间线段最短：⑴将军饮马型；⑵几何体上两点最短型2.垂线段最短型3.造桥选址型二．【经典例题】1．如图一个圆柱，底圆周长10cm ，高4cm ，一只蚂蚁沿外壁爬行，要从A 点爬到B 点，则最少要爬行 cm .2．如图一个圆柱，底圆周长10cm ，高4cm ，点B 距离上边缘1cm,一只蚂蚁沿外壁爬行，要从A 点爬到B 点，则最少要爬行 cm .3．如图，圆柱形容器中，高为0.4m ，底面周长为1m ，在容器内壁．．离容器底部0.3m 的点B 处有一蚊子，此时一只壁虎正好在容器外壁．．，与蚊子相对．．的点A 处，求壁虎捕捉蚊子的最短距离（容器厚度忽略不计）.4.编制一个底面半径为6cm 、高为16cm 的圆柱形花柱架,需用沿圆柱表面绕织一周的竹条若干根,如图中的111AC B ,222,A CB ,则每一根这样的竹条的长度最少是__________．5.如图，圆柱底面半径为cm ，高为9cm ，点A 、B 分别是圆柱两底面圆周上的点，且A 、B在同一高上，用一根棉线从A 点顺着圆柱侧面绕3圈到B 点，则这根棉线的长度最短为______.6.一只蚂蚁从长为4cm,宽为3 cm ，高是5 cm 的长方体纸箱的A 点沿纸箱爬到B 点，那么它所行的最短路线的长是____________cm 。
7.已知 A （1，1）、B （4，2）．P 为 x 轴上一动点，求 PA+PB 的最小值.8．如图是一个三级台阶，它的每一级的长、宽和高分别为20 dm,3 dm,2 dm ，A 和B 是这个台阶两个相对的端点，A 点有一只蚂蚁，想到B 点去吃可口的食物，则蚂蚁沿着台阶面爬到B 点的最短路程是__________dm.2A B三．【题库】【A 】1.如图，一个长方体盒子，一只蚂蚁由A 出发，在盒子的表面上爬到点C 1，已知AB=7cm ，BC=CC 1=5 cm ，则这只蚂蚁爬行的最短路程是________.2.如图是一个三级台阶，它的每一级的长、宽和高分别为9、3和1，A 和B 是这个台阶两个相对的端点，A 点有一只蚂蚁，想到B 点去吃可口的食物，则这只蚂蚁沿着台阶面爬行的最短路程是________．3.如图，∠ABC ＝30°，点D 、E 分别在射线BC 、BA 上，且BD ＝2，BE ＝4，点M 、N 分别是射线BA 、BC 上的动点，当DM ＋MN ＋NE 最小时，（DM ＋MN ＋NE ）2的值为（ ）A 、20B 、26C 、32D 、36【B 】1.如图所示，正方形 ABCD 的面积为 12，△ABE 是等边三角形，点 E 在正方形 ABCD 内，在对角线 AC 上有一点 P ，使 PD+PE 的和最小，则这个最小值为（ ） A.23 B. 26 C.3 D.6A 1B 1C 1D 1 A B C D2.如图，一个无盖的长方体长、宽、高分别为8cm 、8cm 、12cm ，一只蚂蚁从A 爬到C 1，怎样爬路线最短，最短路径是多少？3．如图，在Rt ABC ∆中，90,45,2B BCA AC ︒︒∠=∠==，点D 在BC 边上，将ABD ∆沿直线AD 翻折，点B 恰好落在AC 边上的点E 处，若点P 是直线AD 上的动点，连接,PE PC ，则PEC ∆的周长的最小值为（ ）A ．22-B ．2C ．21+D ．14．如图，已知圆柱底面的周长为4dm ，圆柱高为2dm ，在圆柱的侧面上，过点A 和点C 嵌有一圈金属丝，则这圈金属丝的周长最小为（ ）A ．4dmB ．2dmC ．2dmD ．4dm8cm 8cm12cm【C 】 1.（8分）如图，要在河边修建一个水泵站，分别向张村A 和李庄B 送水，已知张村A. 李庄B 到河边的距离分别为2km 和7km ，且张、李二村庄相距13km.(1)水泵应建在什么地方，可使所用的水管最短?请在图中设计出水泵站的位置；(2)如果铺设水管的工程费用为每千米1500元,为使铺设水管费用最节省,请求出最节省的铺设水管的费用为多少元?2.已知直角梯形ABCD 中，AD ∥BC ，AB ⊥BC ，AD=2，BC=DC=5，点P 在BC 上移动，则当PA+PD 取最小值时，PA+PD 长为（ ）A ．8 B.4+15 C ．152 D ．1723.如图，在边长为 2 的菱形 ABCD 中，∠ABC ＝60°，若将△ACD 绕点 A 旋转，当 AC ′、AD ′分别与 BC 、CD 交于点 E 、F ，则△CEF 的周长的最小值为（ ）A.2B.23C.2＋3D. 44.如图，在矩形ABCD 中，AB ＝5，BC ＝8，点E 是BC 中点，点F 是边CD 上的任意一点，则△AEF 的周长最小时值为( )A ．17B ．21C ．13+41 D. 13+345.如图，四边形ABCD 中，∠BAD=120°，∠B=∠D=90°，在BC 、CD 上分别找一点M 、N ，使△AMN 周长最小时，则∠AMN+∠ANM 的度数为（ ）。
最短距离公式
最短距离公式最短距离公式是数学中的一个重要概念，它可以用来计算两个点之间的最短距离。
在实际生活中，最短距离公式被广泛应用于地图导航、工程设计、运输物流等领域。
本文将对最短距离公式的原理、应用和优化进行详细介绍。
一、最短距离公式的原理最短距离公式是基于勾股定理的推导而来的。
勾股定理指的是：直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方。
根据勾股定理，我们可以得出最短距离公式的基本形式：d = √((x2-x1) + (y2-y1))其中，d表示两点之间的最短距离，x1和y1分别表示第一个点的横纵坐标，x2和y2分别表示第二个点的横纵坐标。
最短距离公式的原理就是通过勾股定理计算出两点之间的距离。
二、最短距离公式的应用1.地图导航地图导航是最短距离公式的常见应用之一。
在地图上，我们可以将地点的坐标表示为经纬度或平面直角坐标系中的坐标，通过最短距离公式计算两个地点之间的距离，从而确定最短路径。
地图导航软件如高德地图、百度地图等都是基于最短距离公式实现的。
2.工程设计在工程设计中，最短距离公式可以用来计算两个点之间的距离，从而确定物体的大小、位置、形状等参数。
例如，在建筑设计中，可以利用最短距离公式计算出建筑物的高度、宽度、长度等参数；在机械设计中，可以利用最短距离公式计算出机械零件之间的距离，从而确定机械的尺寸和形状。
3.运输物流在运输物流中，最短距离公式可以用来计算货物的运输距离、时间和成本。
例如，在物流配送中，可以利用最短距离公式计算出配送点之间的距离，从而确定最短路径和最优配送方案；在货物运输中，可以利用最短距离公式计算出货物的运输距离和时间，从而确定运输成本和时间。
三、最短距离公式的优化最短距离公式的计算量较大，特别是在大规模数据的情况下。
为了提高计算效率，可以采用以下优化技术：1.分段计算将距离的计算分成多个步骤，每次计算两个点之间的距离，然后将这些距离相加得到总距离。
这种方法可以避免单次计算量过大，提高计算效率。
勾股定理最短路径问题长方体
勾股定理最短路径问题长方体
勾股定理最短路径问题涉及到在长方体中寻找两点之间的最短
路径，其中路径是沿着长方体的棱或者对角线移动。
这个问题在实
际生活中有着广泛的应用，比如在物流领域中优化货物的运输路径、在建筑设计中优化管道的布置等等。
首先，我们来看长方体的情况。
长方体有12条棱，8个顶点和
6个面。
如果我们要在长方体内部寻找两点之间的最短路径，我们
可以利用勾股定理来解决这个问题。
勾股定理表明，在直角三角形中，斜边的平方等于两直角边的平方和。
因此，我们可以利用这个
定理来计算两点之间的最短路径。
其次，我们可以考虑在长方体内部沿对角线移动的情况。
长方
体的对角线是连接长方体两个对立顶点的线段，而沿着对角线移动
是一种更加直接的路径。
因此，如果两点之间的最短路径可以沿着
长方体的对角线移动，那么我们可以通过计算两点之间的距离来找
到最短路径。
另外，我们还可以考虑在长方体内部沿棱移动的情况。
沿着棱
移动也是一种可能的路径，尤其是当两点不在同一条对角线上时。
在这种情况下，我们可以通过计算沿着棱移动的距离来找到最短路径。
综上所述，勾股定理最短路径问题涉及到在长方体内部寻找两点之间的最短路径，可以通过勾股定理、沿对角线移动和沿棱移动等多种方法来解决。
在实际问题中，我们可以根据具体情况选择合适的方法来求解最短路径问题，从而优化路径规划和设计布局。
(完整版)勾股定理经典例题(含答案)
类型一：勾股定理的直接用法1 在Rt△ ABC 中，/ C=90 °(1) 已知a=6，c=10，求b，(2)已知a=40, b=9，求c；(3)已知c=25，b=15，求a. 思路点拨：写解的过程中，一定要先写上在哪个直角三角形中，注意勾股定理的变形使用。
解析：(1)在厶ABC中，/ C=90(2) 在厶ABC 中，/ C=90 °,(3) 在厶ABC 中，/ C=90 °,,a=6, c=10,b= '厂厂a=40,b=9,c=「_ 二’c=25, b=15,a=经典例题透析举一反三【变式】：如图/ B=Z ACD=90【答案I：/ ACD =90 °AD=13, CD=12••• AC2 =AD 2-CD2=132- 122=25• AC=5,AD=13,CD=12, BC=3,则AB 的长是多少又•••/ ABC=90。
且BC=3•••由勾股定理可得AB2=AC2-BC2=52- 32=16•AB= 4•AB的长是4.类型二：勾股定理的构造应用2、如图，已知：在丄中,A--=--、，二-■=•〔-, -7 二匚■'.求：BC 的长.角的直角三角形，为此作『---- 于思路点拨：由条件加二丄占&二1:5_- ，再由勾股定理计算出AD、DC的长，进而求出BC的长.解析：作•于D，则因一二•' '' (工二的两个锐角互余)•L(在二二中，如果一个锐角等于亠, D，则有「A那么它所对的直角边等于斜边的一半) .根据勾股定理，在中，_根据勾股定理，在-中,(1)CD 工賦匸击=标匸石Qi 皿. 號二 ED + DH 15 = 80.举一反三 【变式1】如图，已知： 一--」■',儿"—--^- , 丄貝二于p.求证：-七 二’I -：I -B解析：连结BM ，根据勾股定理，在中， 而在人―1」丄J 中，则根据勾股定理有 MP^ = A^-AP 2. .二又• ••丄上=二匕（已知），...鉀二期_皿+肿.在 中，根据勾股定理有?•胡二Q +亦AC ,或延长 AB 、DC 交于F ,或延长 AD 、BC 交于点E ，根据本题给定的角应选后两种，进一步根据本题给定的边选第三种较为简单。
勾股定理--最短距离问题
蚂蚁爬行的最短路径
一．正方体
1. 如图，边长为1的正方体中，一只蚂蚁从顶点A出发沿着正方体
的外表面爬到顶点B
的最短距离是 .
2. 正方体盒子的棱长为2，BC的中点为M，一只蚂蚁从A点爬行到M 点的最短距离为 .
3．如图所示一棱长为3cm的正方体，把所有的面均分成3×3个小正方形．其边长都为1cm，假设一只蚂蚁每秒爬行2cm，则它从下底面点A沿表面爬行至侧面的B点，最少要用秒钟．
二．长方体
4．（2009•恩施州）如图，长方体的长为15，宽为10，高为20，点B离点C的距离为5，一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B，需要爬行的最短距离是。
1
A B
A
1
B
1
D C
D
1
C
1
2
4
11. 如图，一只蚂蚁从实心长方体的顶点A出发，沿长方体的表面爬到对角顶点C1处（三条棱长如图所示），问怎样走路线最短？最短路线长为 .
18．（2011•荆州）如图，长方体的底面边长分别为2cm和4cm，高为5cm．若一只蚂蚁从P点开始经过4个侧面爬行一圈到达Q点，则蚂奴爬行的最短路径长为 cm．
三．圆柱
21．有一圆柱体如图，高4cm，底面半径5cm，A处有一蚂蚁，若蚂蚁欲爬行到C处，求蚂蚁爬行的最短距离 .
第2题
22．有一圆形油罐底面圆的周长为24m，高为6m，一只老鼠从距底面1m的A处爬行到对角B处吃食物，它爬行的最短路线长为 .
第3题
23．如图，一只蚂蚁沿着图示的路线从圆柱高AA1的端点A到达A1，
6，高为5，则蚂蚁爬行的最短距离为
若圆柱底面半径为
．。
(完整版)勾股定理--最短距离问题蚂蚁爬行的最短路径好
第1页 共2页 1A B A 1B 1DCD 1C 124勾股定理--最短距离问题蚂蚁爬行的最短路径正方体1．如图，一只蚂蚁从正方体的底面A 点处沿着表面爬行到点上面的B 点处，它爬行的最短路线是A ．A ⇒P ⇒BB ．A ⇒Q ⇒BC ．A ⇒R ⇒BD ．A ⇒S ⇒B2. 如图，边长为1的正方体中，一只蚂蚁从顶点A 出发沿着正方体的外表面爬到顶点B 的最短距离是 .3. 正方体盒子的棱长为2，BC 的中点为M ，一只蚂蚁从A 点爬行到M 点的最短距离为 .4．如图，点A 的正方体左侧面的中心，点B 是正方体的一个顶点，正方体的棱长为2，一蚂蚁从点A 沿其表面爬到点B 的最短路程是5．如图所示一棱长为3cm 的正方体，把所有的面均分成3×3个小正方形．其边长都为1cm ，假设一只蚂蚁每秒爬行2cm ，则它从下底面点A 沿表面爬行至侧面的B 点，最少要用 秒钟．长方体10．（2009•恩施州）如图，长方体的长为15，宽为10，高为20，点B 离点C 的距离为5，一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A 爬到点B ，需要爬行的最短距离是 。
10题 11 12 1311. 如图，一只蚂蚁从实心长方体的顶点A 出发，沿长方体的表面爬到对角顶点C 1处（三条棱长如图所示），问怎样走路线最短？最短路线长为 .12．（2011•荆州）如图，长方体的底面边长分别为2cm 和4cm ，高为5cm ．若一只蚂蚁从P 点开始经过4个侧面爬行一圈到达Q 点，则蚂奴爬行的最短路径长为 cm ．蚂蚁到B 处吃食，需要爬行的最短路径是多少？14、如图，长方体盒子（无盖）的长、宽、高分别12cm ,8cm,30cm.(1)在AB 中点C 处有一滴蜜糖，一只小虫从D 处爬到C 处去吃，有无数种走法，则最短路程是多少？(2)此长方体盒子(有盖)能放入木棒的最大长度是多少?15．如图所示：有一个长、宽都是2米，高为3米的长方体纸盒，一只小蚂蚁从A 点爬到B 点，那么这只蚂蚁爬行的最短路径为 米。
小专题(一)：利用勾股定理解决最短路线问题
小专题(一)：利用勾股定理解决最短路线问题本文将介绍如何利用勾股定理来解决最短路线问题。
在许多实际应用中，我们需要找到两点之间的最短路径。
这个问题在物流、传输网络以及旅行规划等领域都是非常重要的。
勾股定理简介勾股定理是数学中的一个基本定理，用于解决直角三角形中的关系。
根据勾股定理，直角三角形的两个直角边长度分别为a和b，斜边长度为c，则有以下关系式成立：$c^2 = a^2 + b^2$问题描述假设我们要从A点到B点，但是我们希望走的路径尽可能短。
我们可以将这个问题转化为一个几何问题，即找到直角三角形的斜边长度最小的情况。
解决方法我们可以利用勾股定理来解决这个问题。
假设A点的坐标为(x1, y1)，B点的坐标为(x2, y2)。
则A点到B点的直线距离为：$d = \sqrt{(x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2}$我们可以将坐标系中的点表示为直角三角形的两个直角边，直线距离表示为斜边长度。
根据勾股定理，我们可以通过计算斜边长度来找到两点之间的最短路径。
应用举例假设我们需要规划一条从家到公司的最短路径。
我们可以利用勾股定理来计算不同路径的距离，并选择最短的路径进行出行。
假设家的坐标为(1, 1)，公司的坐标为(5, 5)。
根据勾股定理的计算公式，我们可以得到：$d = \sqrt{(5 - 1)^2 + (5 - 1)^2} = \sqrt{16 + 16} = \sqrt{32}$所以最短路径的长度为$\sqrt{32}$。
在实际应用中，我们可以通过比较不同路径的长度来选择最优的路径。
总结利用勾股定理解决最短路线问题可以帮助我们在实际应用中找到两点之间最短的路径。
通过将问题转化为几何问题，并利用勾股定理的计算公式，我们可以简单而有效地解决这个问题。
在实际应用中，我们可以根据勾股定理的计算结果选择最优的路径进行出行或者路线规划。
小专题(一)：利用勾股定理解决最短路程问题
小专题(一)：利用勾股定理解决最短路程
问题
简介
本文将介绍如何利用勾股定理来解决最短路程问题。
勾股定理是数学中的一条基本定理，可以用于计算直角三角形的边长。
通过应用勾股定理，我们可以找到两个点之间的最短距离。
解决方法
1. 理解勾股定理：
勾股定理表达式为：a^2 + b^2 = c^2。
其中，a和b是直角三角形的两个直角边，c是斜边。
可以根据已知的两个边长度求解第三个边的长度。
2. 确定两个点的坐标：
在解决最短路程问题时，首先需要确定两个点的坐标，分别表示为点A(x1, y1)和点B(x2, y2)。
3. 计算两点间的距离：
使用勾股定理计算点A和点B之间的距离，可以采用以下公式：
距离AB = √((x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2)
4. 应用最短路程问题：
通过上述计算，我们可以得到点A和点B之间的最短距离。
这个最短距离可以用于解决一些实际问题，如路程规划、导航等。
示例
假设我们需要计算一个城市中两个地点之间的最短距离，其中点A的坐标为A(2, 3)，点B的坐标为B(5, 7)。
我们可以使用勾股定理计算出点A和点B之间的最短距离：
距离AB = √((5 - 2)^2 + (7 - 3)^2) = √(3^2 + 4^2) = √(9 + 16) = √25 = 5
因此，点A和点B之间的最短距离为5。
结论
通过利用勾股定理，我们可以解决最短路程问题，找到两个点之间的最短距离。
这个方法可以应用于各种实际问题中，具有很实用的价值。
人教版八年级数学下册《勾股定理的应用——立体图形中的最短距离》PPT
8cm的长方体牛奶盒，现在A处有一只蚂蚁，想
沿着长方体的外表面到达B处吃食物，求蚂蚁爬
行的最短距离是多少？ B (1)点A处在几个面 上？ 点B呢？
牛奶盒
A 10cm
8cm (2)蚂蚁从点A到点B至 少要经过几个面？分别
6cm 有哪些情况？ (3)如何展开长方体？
B3 解：由题意知有三种展开方法， 如图.由勾股定理得
B1 B
AB12 102 6 82
296 2 74
AB2 82 10 62
8
B2
320 8 5
AB3 62 10 82
A
10
360 6 10
6
∴AB1＜AB2＜AB3.
∴小蚂蚁完成任务的最短
路程为AB1，长为2 74 cm.
拓展提升
若长方体的长，宽，高分别为a，b 和c，且a>b>c,则沿长方体表面从A到 Cˊ所走的最短路程是
归纳总结
二、数学思想： 立体图形
转化 展开
转化思想
平面图形
课后作业
1.如图，是一个边长为1的正方体硬纸盒，现在A处有 一只蚂蚁，想沿着正方体的外表面到达B处吃食物，
求蚂蚁爬行的最短距离是多少. B
A 2.为筹备迎接新生晚会，同学们设计了一个圆筒 形灯罩，底色漆成白色，然后缠绕红色油纸，如 图.已知圆筒的高为108cm，其横截面周长为36cm， 如果在表面均匀缠绕油纸4圈，应裁剪多长的油纸？
（2）这条“径路”长 5 米,他们少走了 4
为1米)A？
Байду номын сангаас
别踩我,我怕疼 A
疼
!
步(设两步
C
B
C
B
研学问题
勾股定理的应用举例-最短距离
——勾股定理的应用举例（2）
一、平面内的最短距离
1.如图，在公路AB旁有一座山C，现在C处需要爆破，已知 点C与公路上的停靠站A之间的距离为300m，与公路上另一 停靠站B之间的距离为400m，且CA丄CB，为了安全起见， 爆破点C周围半径250m范围内不得进入，问在进行爆破时， 公路AB段是否因有危险而需要暂时封锁？
∴CD=240m
∵240＜250 ∴公路AB段会有危险需要暂时封锁
二、立体图形中的最短距离：正方体中的最短距离 2.如图，在棱长为10厘米的正方体的 一个顶点A处有一只蚂蚁，现要向 顶点B处爬行，那么蚂蚁爬行的最 短路线的平方为多少？
B
A A B 蛋糕
B
A
二、立体图形中的最短距离：长方体中的最短距离
B
B
A
A
二、立体图形中的最短距离：台阶中的最短距离
2、如图，是一个三级台阶，它的每一级的长、宽和高 分别等于５５cm，１０cm和６cm，A和B是这个台阶 的两个相对的端点，A点上有一只蚂蚁，想到B点去吃 可口的食物。请你想一想，这只蚂蚁从A点出发，沿着 台阶面爬到B点，最短线路是多少？
A A A
解：台阶的展开图如图：连结AB 在Rt△ABC中根据勾股定理 AB2=BC2＋AC2 ＝552＋482＝5329 ∴AB=73cm
解：过点C作CD丄AB，垂足为D
∵CA丄CB
300 D 500
400
∴∠ACB=900
在Rt△ABC中 AB2=AC2+BC2=3002+4002
SABC
∴
1 1 AC BC ABCD 2 12 1
2 300 400 2
（完整版）勾股定理--最短距离问题
（完整版）勾股定理--最短距离问题蚂蚁爬⾏的最短路径正⽅体4．如图，⼀只蚂蚁从正⽅体的底⾯A点处沿着表⾯爬⾏到点上⾯的B点处，它爬⾏的最短路线是（）A．A?P?B B．A?Q?B C．A?R?B D．A?S?B解：根据两点之间线段最短可知选A．故选A．2. 如图，边长为1的正⽅体中，⼀只蚂蚁从顶点A出发沿着正⽅体的外表⾯爬到顶点B的最短距离是.解：如图将正⽅体展开，根据“两点之间，线段最短”知，线段AB即为最短路线．AB= 51222=+．8. 正⽅体盒⼦的棱长为2，BC的中点为M，⼀只蚂蚁从A点爬⾏到M点的最短距离为.解：将正⽅体展开，连接M、D1，根据两点之间线段最短，MD=MC+CD=1+2=3，第6题第7题AB121MD1=132322212=+=+DDMD．5．如图，点A的正⽅体左侧⾯的中⼼，点B是正⽅体的⼀个顶点，正⽅体的棱长为2，⼀蚂蚁从点A沿其表⾯爬到点B的最短路程是（）解：如图，AB=()1012122=++．故选C．9．如图所⽰⼀棱长为3cm的正⽅体，把所有的⾯均分成3×3个⼩正⽅形．其边长都为1cm，假设⼀只蚂蚁每秒爬⾏2cm，则它从下底⾯点A沿表⾯爬⾏⾄侧⾯的B点，最少要⽤ 2.5秒钟．解：因为爬⾏路径不唯⼀，故分情况分别计算，进⾏⼤、⼩⽐较，再从各个路线中确定最短的路线．（1）展开前⾯右⾯由勾股定理得AB= = cm；（2）展开底⾯右⾯由勾股定理得AB= =5cm；所以最短路径长为5cm，⽤时最少：5÷2=2.5秒．长⽅体10．（2009?恩施州）如图，长⽅体的长为15，宽为10，⾼为20，点B离点C的距离为5，⼀只蚂蚁如果要沿着长⽅体的表⾯从点A爬到点B，需要爬⾏的最短距离是。
解：将长⽅体展开，连接A、B，根据两点之间线段最短，AB= =25．A BA1B1D CD1C121411. 如图，⼀只蚂蚁从实⼼长⽅体的顶点A出发，沿长⽅体的表⾯爬到对⾓顶点C1处（三条棱长如图所⽰），问怎样⾛路线最短？最短路线长为.解：正⾯和上⾯沿A1B1展开如图，连接AC1，△ABC1是直⾓三⾓形，∴AC1=()5342142222212=+=++=+BCAB18．（2011?荆州）如图，长⽅体的底⾯边长分别为2cm和4cm，⾼为5cm．若⼀只蚂蚁从P点开始经过4个侧⾯爬⾏⼀圈到达Q点，则蚂奴爬⾏的最短路径长为cm．解：∵PA=2×（4+2）=12，QA=5∴PQ=13．故答案为：13．19．如图，⼀块长⽅体砖宽AN=5cm，长ND=10cm，CD上的点B距地⾯的⾼BD=8cm，地⾯上A处的⼀只蚂蚁到B处吃⾷，需要爬⾏的最短路径是多少？解：如图1，在砖的侧⾯展开图2上，连接AB ，则AB 的长即为A 处到B 处的最短路程．解：在Rt △ABD 中，因为AD=AN+ND=5+10=15，BD=8，所以AB 2=AD 2+BD 2=152+82=289=172．所以AB=17cm ．故蚂蚁爬⾏的最短路径为17cm ．49、如图，长⽅体盒⼦（⽆盖）的长、宽、⾼分别12cm ,8cm,30cm.(1)在AB 中点C 处有⼀滴蜜糖，⼀只⼩⾍从D 处爬到C 处去吃，有⽆数种⾛法，则最短路程是多少？(2)此长⽅体盒⼦(有盖)能放⼊⽊棒的最⼤长度是多少?12．如图所⽰：有⼀个长、宽都是2⽶，⾼为3⽶的长⽅体纸盒，⼀只⼩蚂蚁从A 点爬到B点，那么这只蚂蚁爬⾏的最短路径为⽶。
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蚂蚁爬行的最短路径正方体4．如图，一只蚂蚁从正方体的底面A 点处沿着表面爬行到点上面的B 点处，它爬行的最短路线是（ ）A ．A ⇒P ⇒B B ．A ⇒Q ⇒BC ．A ⇒R ⇒BD ．A ⇒S ⇒ B解：根据两点之间线段最短可知选A ． 故选A ．2. 如图，边长为1的正方体中，一只蚂蚁从顶点A 出发沿着正方体的外表面爬到顶点B 的最短距离是 .解：如图将正方体展开，根据“两点之间，线段最短”知，线段AB 即为最短路线． AB=51222=+．8. 正方体盒子的棱长为2，BC 的中点为M ，一只蚂蚁从A 点爬行到M 点的最短距离为 .解：将正方体展开，连接M 、D1， 根据两点之间线段最短， MD=MC+CD=1+2=3，第6题第7题AB121MD 1=132322212=+=+DD MD ．5．如图，点A 的正方体左侧面的中心，点B 是正方体的一个顶点，正方体的棱长为2，一蚂蚁从点A 沿其表面爬到点B 的最短路程是（ ）解：如图，AB= ()1012122=++．故选C ．9．如图所示一棱长为3cm 的正方体，把所有的面均分成3×3个小正方形．其边长都为1cm ，假设一只蚂蚁每秒爬行2cm ，则它从下底面点A 沿表面爬行至侧面的B 点，最少要用 2.5秒钟．解：因为爬行路径不唯一，故分情况分别计算，进行大、小比较，再从各个路线中确定最短的路线．（1）展开前面右面由勾股定理得AB= = cm ；（2）展开底面右面由勾股定理得AB==5cm ；所以最短路径长为5cm ，用时最少：5÷2=2.5秒．长方体10．（2009•恩施州）如图，长方体的长为15，宽为10，高为20，点B 离点C 的距离为5，一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A 爬到点B ，需要爬行的最短距离是 。
解：将长方体展开，连接A 、B ，根据两点之间线段最短，AB==25．A B A 1B 1D CD 1C 121411. 如图，一只蚂蚁从实心长方体的顶点A 出发，沿长方体的表面爬到对角顶点C 1处（三条棱长如图所示），问怎样走路线最短？最短路线长为 .解：正面和上面沿A 1B 1展开如图，连接AC 1，△ABC 1是直角三角形， ∴AC 1=()5342142222212=+=++=+BC AB18．（2011•荆州）如图，长方体的底面边长分别为2cm 和4cm ，高为5cm ．若一只蚂蚁从P 点开始经过4个侧面爬行一圈到达Q 点，则蚂奴爬行的最短路径长为 cm ．解：∵PA=2×（4+2）=12，QA=5 ∴PQ=13．故答案为：13．19．如图，一块长方体砖宽AN=5cm ，长ND=10cm ，CD 上的点B 距地面的高BD=8cm ，地面上A 处的一只蚂蚁到B 处吃食，需要爬行的最短路径是多少？解：如图1，在砖的侧面展开图2上，连接AB ， 则AB 的长即为A 处到B 处的最短路程．解：在Rt △ABD 中，因为AD=AN+ND=5+10=15，BD=8， 所以AB 2=AD 2+BD 2=152+82=289=172． 所以AB=17cm ．故蚂蚁爬行的最短路径为17cm ．49、如图，长方体盒子（无盖）的长、宽、高分别12cm ,8cm,30cm.(1)在AB 中点C 处有一滴蜜糖，一只小虫从D 处爬到C 处去吃，有无数种走法，则最短路程是多少？(2)此长方体盒子(有盖)能放入木棒的最大长度是多少?12．如图所示：有一个长、宽都是2米，高为3米的长方体纸盒，一只小蚂蚁从A 点爬到B 点，那么这只蚂蚁爬行的最短路径为 米。
解：由题意得， 路径一：AB= = ；路径二：AB= =5； 路径三：AB==； ∵ ＞5，∴5米为最短路径．13．如图，直四棱柱侧棱长为4cm ，底面是长为5cm 宽为3cm 的长方形．一只蚂蚁从顶点A 出发沿棱柱的表面爬到顶点B ．求： （1）蚂蚁经过的最短路程；（2）蚂蚁沿着棱爬行（不能重复爬行同一条棱）的最长路程．ABC D.12830解：（1）AB的长就为最短路线．然后根据若蚂蚁沿侧面爬行，则经过的路程为（cm）；若蚂蚁沿侧面和底面爬行，则经过的路程为（cm），或（cm）所以蚂蚁经过的最短路程是cm．（2）5cm+4cm+5cm+4cm+3cm+4cm+5cm=30cm，最长路程是30cm．15．如图，长方体的长、宽、高分别为6cm，8cm，4cm．一只蚂蚁沿着长方体的表面从点A爬到点B．则蚂蚁爬行的最短路径的长是。
解：第一种情况：把我们所看到的前面和上面组成一个平面，则这个长方形的长和宽分别是12cm和6cm，则所走的最短线段是=6 cm；第二种情况：把我们看到的左面与上面组成一个长方形，则这个长方形的长和宽分别是10cm和8cm，所以走的最短线段是= cm；第三种情况：把我们所看到的前面和右面组成一个长方形，则这个长方形的长和宽分别是14cm和4cm，所以走的最短线段是=2 cm；三种情况比较而言，第二种情况最短．51．圆柱形坡璃容器，高18cm，底面周长为60cm，在外侧距下底1cm点S处有一蜘蛛，与蜘蛛相对的圆柱形容器的上口外侧距开口处1cm的点F处有一苍蝇，试求急于捕获苍蝇充饥的蜘蛛所走的最短路线的长度。
16．如图是一个三级台阶，它的每一级的长、宽、高分别为20cm 、3cm 、2cm ．A 和B 是这个台阶上两个相对的端点，点A 处有一只蚂蚁，想到点B 处去吃可口的食物，则蚂蚁沿着台阶面爬行到点B 的最短路程为 cm解：三级台阶平面展开图为长方形，长为20cm ，宽为（2+3）×3cm ， 则蚂蚁沿台阶面爬行到B 点最短路程是此长方形的对角线长． 可设蚂蚁沿台阶面爬行到B 点最短路程为xcm ， 由勾股定理得：x 2=202+[（2+3）×3]2=252， 解得x=25． 故答案为25．17．如图，是一个三级台阶，它的每一级的长、宽和高分别等于5cm ，3cm 和1cm ，A 和B 是这个台阶的两个相对的端点，A 点上有一只蚂蚁，想到B 点去吃可口的食物.请你想一想，这只蚂蚁从A 点出发，沿着台阶面爬到B 点，最短线路是 cm 。
解：将台阶展开，如下图， 因为AC=3×3+1×3=12，BC=5，所以AB 2=AC 2+BC 2=169， 所以AB=13（cm ），所以蚂蚁爬行的最短线路为13cm ． 答：蚂蚁爬行的最短线路为13cm ．圆柱21．有一圆柱体如图，高4cm ，底面半径5cm ，A 处有一蚂蚁，若蚂蚁欲爬行到C 处，求蚂蚁爬行的最短距离 .解：AC 的长就是蚂蚁爬行的最短距离．C ，D 分别是BE ，AF 的中点． AF=2π•5=10π．AD=5π． AC=22CD AD ≈16cm ．故答案为：16cm ．第2题A B51222．有一圆形油罐底面圆的周长为24m ，高为6m ，一只老鼠从距底面1m 的A 处爬行到对角B 处吃食物，它爬行的最短路线长为 .解：AB=1312522=+m23．如图，一只蚂蚁沿着图示的路线从圆柱高AA 1的端点A 到达A 1，若圆柱底面半径为π6，高为5，则蚂蚁爬行的最短距离为．解：因为圆柱底面圆的周长为2π×π6=12，高为5， 所以将侧面展开为一长为12，宽为5的矩形， 根据勾股定理，对角线长为 =13．故蚂蚁爬行的最短距离为13．24．如图，一圆柱体的底面周长为24cm ，高AB 为9cm ，BC 是上底面的直径．一只蚂蚁从点A 出发，沿着圆柱的侧面爬行到点C ，则蚂蚁爬行的最短路程是解：如图所示：由于圆柱体的底面周长为24cm ，则AD=24×21=12cm ．第3题又因为CD=AB=9cm，所以AC= =15cm．故蚂蚁从点A出发沿着圆柱体的表面爬行到点C的最短路程是15cm．故答案为：15．25．（2006•荆州）有一圆柱体高为10cm，底面圆的半径为4cm，AA1，BB1为相对的两条母线．在AA1上有一个蜘蛛Q，QA=3cm；在BB1上有一只苍蝇P，PB1=2cm，蜘蛛沿圆柱体侧面爬到P点吃苍蝇，最短的路径是cm．（结果用带π和根号的式子表示）解：QA=3，PB1=2，即可把PQ放到一个直角边是4π和5的直角三角形中，根据勾股定理得：QP=最短路线问题通常是以“平面内连结两点的线中,线段最短”为原则引申出来的.人们在生产、生活实践中,常常遇到带有某种限制条件的最近路线即最短路线问题.下面简单谈一下初中数学中遇到的最短路线问题。
对于数学中的最短路线问题可以分为两大类：第一类为在同一平面内；第二类为空间几何体中的最短路线问题，对于平面内的最短路线问题可先画出方案图，然后确定最短距离及路径图。
Ⅰ.求三点距离相等时，一点到两点的距离最短设计方案例1．为改善白银市民吃水质量，市政府决定从新建的A水厂向B、C供水站供水。
已知A、B、C之间的距离相等，为了节约成本降低造价，请你设计一种最优方案，使铺设的输水管道最短，在图中用实线画出你所设计方案的线路图。
解析：可根据三点所构成的三角形形状及三线合一的性质，可求最短路线及设计图。
（1）可设计AB+AC路径；（2）可设计AD+BD+CD路径；（3）可设计AE+EB+EC路径。
通过计算比较验证等确定最优化的设计方案为（3）Ⅱ。
求一点，使它与其余两点之和最小的方案设计例2．为了改善农民生活水平，提高生产，如图，A、B是两个农场，直线m是一条小河，现准备在河岸某处修建一提灌点，准备给两农场浇水，如何修建，使得提灌点与两农场的距离之和最小，请你在图中画出设计方案图。
解析：两点之间线段最短，可利用轴对称性质，从而可将求两条线段之和的最小值问题转化为求一条线段长的问题。
应用：已知三角形ABC中，∠A＝20度，AB＝AC＝20cm，M、N分别为AB、AC上两点，求BN＋MN＋MC的最小值。
Ⅲ。
求圆上点，使这点与圆外点的距离最小的方案设计例3．已知圆形花坛以及花坛外一居民区，要在花坛与居民区之间修建一条小道在圆形花坛上选择一点，使其与居民区之间的距离最小。
解析：在此问题中可根据圆上最远点与最近点和点的关系可得最优设计方案。
应用:一点到圆上的点的最大距离为9，最短距离为1，则圆的半径为多少？关于立体图形表面的最短路径问题,又称“绕线问题”是几何中很富趣味性的一类向题.它牵涉的知识面广,沟通了平面几何、立体几何以及平面三角的联系,能训练学生的空间想象能力。
而且,也很富有技巧性.在此讨论几个问题,仅供参考。
Ⅰ。
在圆柱中，可将其侧面展开求出最短路程Ⅱ。
在长方体（正方体）中，求最短路程例5．在长方体盒子的A点有一昆虫，在B点有它最喜欢吃的食物，沿盒子表面爬行，如何爬行使得所爬路程最短，如果长方体的长、宽、高分别为a、b、c.则最短路程为多少.解析：将其中含有一点的面展开，与含另一点的面在同一平面内即可，主要可以分为三种情形：（1）将右侧面展开与下底面在同一平面内，可得其路程为：s1=（2）将前表面展开与上表面在同一平面内，可得其路程为：s2=（3）将上表面展开与左侧面在同一平面内，可得其路程为：s3=然后比较s1、s2、s3的大小，即可得到最短路程.应用：一只蜘蛛在一块长方体木块的一个顶点A处，一只苍蝇在这个长方体和蜘蛛相对的顶点C1处。