题目内容
(立体几何)正三棱锥D-ABC的底面边长为4,侧棱的长为8,过A点做与侧棱DB、DC分别交于E、F,那么△AEF周长的最小值是 .
考点:多面体和旋转体表面上的最短距离问题
专题:空间位置关系与距离
分析:根据给出的正三棱锥的侧棱长和底面边长知,两条侧棱的夹角为锐角,然后求出该锐角的三倍角的余弦值,使原图形中的△AEF的周长最小,就是求沿PA剪开再展开后A点与A′点的最短距离,即直线距离,运用余弦定理可求解.
解答:
解:沿三棱锥P-ABC的侧棱PA剪开后再展开,如图,

原图中△AEF的周长最小,也就是展开图中的AA′,
在△PAB中,因为PA=PB=8,AB=4,
设∠APB=α,则cosα=
=
=
.
∠APA′=3α,
由cos3α=4cos3α-3cosα=4×(
)3-3×
=
.
在△APA′中,由余弦定理得:
AA′2=PA2+PA′2-2PA•PA′cos3α
=82+82-2×8×8×
=121.
所以,AA′=11.
所以,△AEF的周长最小值为11.
故答案为:11
原图中△AEF的周长最小,也就是展开图中的AA′,
在△PAB中,因为PA=PB=8,AB=4,
设∠APB=α,则cosα=
| PA2+PB2-AB2 |
| 2PA•PB |
| 82+82-42 |
| 2×8×8 |
| 7 |
| 8 |
∠APA′=3α,
由cos3α=4cos3α-3cosα=4×(
| 7 |
| 8 |
| 7 |
| 8 |
| 7 |
| 128 |
在△APA′中,由余弦定理得:
AA′2=PA2+PA′2-2PA•PA′cos3α
=82+82-2×8×8×
| 7 |
| 128 |
所以,AA′=11.
所以,△AEF的周长最小值为11.
故答案为:11
点评:本题考查了棱锥的结构特征,考查了距离最短问题,该类问题通常比喻“蚂蚁爬行问题”,解答的方法是沿一定的棱或母线把多面体或旋转体剪开,然后再展开,求两点间的直线距离问题,是中档题.
练习册系列答案
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下面对相关系数r描述正确的是( )
| A、r>0表两个变量负相关 |
| B、r>1表两个变量正相关 |
| C、r 只能大于零 |
| D、|r|越接近于零,两个变量相关关系越弱 |