(2015年金华)图1,图2为同一长方体房间的示意图,图2为该长方体的表面展开图.
(1)蜘蛛在顶点处
①苍蝇在顶点B处时,试在图1中画出蜘蛛为捉住苍蝇,沿墙面爬行的最近路线;
②苍蝇在顶点C处时,图2中画出了蜘蛛捉住苍蝇的两条路线,往天花板ABCD爬行的最近路线和往墙面
爬行的最近路线
,试通过计算判断哪条路线更近?
(2)在图3中,半径为10dm的⊙M与相切,圆心M到边
的距离为15dm,蜘蛛P在线段AB上,苍蝇Q在⊙M的圆周上,线段PQ为蜘蛛爬行路线。若PQ与⊙M相切,试求PQ的长度的范围.
解:(1)①如答图1,连结,线段
就是所求作的最近路线.
②两种爬行路线如答图2所示,
由题意可得:
在Rt△A'C'C2中, A'HC2= (dm);
在Rt△A'B'C1中, A'GC1=(dm)
∵>
,∴路线A'GC1更近.
(2)如答图,连接MQ,
∵PQ为⊙M的切线,点Q为切点,
∴MQ⊥PQ.
∴在Rt△PQM中,有PQ2=PM 2-QM 2= PM 2-100,
当MP⊥AB时,MP最短,PQ取得最小值,如答图3,
此时MP=30+20=50,
∴PQ= (dm).
当点P与点A重合时, MP最长,PQ取得最大值,如答图4,
过点M作MN⊥AB,垂足为N,
∵由题意可得 PN=25,MN=50,
∴在Rt△PMN中,.
∴在Rt△PQM中,PQ= (dm).
综上所述, PQ长度的取值范围是.
【考查的主要知识点】长方体的表面展开图;双动点问题;线段、垂直线段最短的性质;直线与圆的位置关系;勾股定理.
【解题过程分析】(1)①根据两点之间线段最短的性质作答.
②根据勾股定理,计算两种爬行路线的长,比较即可得到结论.
(2)当MP⊥AB时,MP最短,PQ取得最小值;当点P与点A重合时, MP最长,PQ取得最大值.求出这两种情况时的PQ长即可得出结论.
【注意点】审题时注意示意图中包含的已知条件.