提出問題:有12個相同的長方體紙盒,它們的長、寬、高分別是4、3、5,現(xiàn)要用這12個紙盒搭成一個大長方體,怎樣搭可使長方體的表面積最???
分析問題:對于這種問題,我們一般采用復(fù)雜問題簡單化的策略,進行由特殊到一般的探究.
探究一:我們以兩個長、寬、高分別是4、3、5的長方體為例進行分析.我們發(fā)現(xiàn),無論怎樣放置這兩個長方體紙盒,搭成的大長方體體積都不變,但是由于擺放位置的不同,它們的表面積會發(fā)生變化,經(jīng)過操作,發(fā)現(xiàn)共有3種不同的擺放方式,如圖所示.
(1)請計算圖1、圖2、圖3中的拼成的新的大長方體的長、寬、高及其表面積,并填充下表:
長(cm) | 寬(cm) | 高(cm) | 表面積(cm2) | |
圖1 | 5 | 4 | 6 | 148 |
圖2 | 10 | 4 | 3 | 164 |
圖3 | 5 | 8 | 3 |
158 158
|
圖1
圖1
所示的長方體.(填“圖1”、“圖2”、“圖3”)探究二:有4個相同的長方體紙盒,它們的長、寬、高分別是5、4、3,現(xiàn)要用這4個紙盒搭成一個大長方體,怎樣搭可使長方體的表面積最???
先畫出各種擺法的示意圖,再根據(jù)各自的表面積得到最小擺法,是一種常規(guī)的方法,但比較耗時,也不方便,可以按照下列思路考慮:
在圖1的基礎(chǔ)上繼續(xù)擺,要使表面積小,就要重疊大面,得到5×8×6的長方體,這個長方體的表面積為
236
236
;在圖2的基礎(chǔ)上繼續(xù)擺,要使表面積小,就要重疊大面,得到10×4×6的長方體,這個長方體的表面積為
248
248
;在圖3的基礎(chǔ)上繼續(xù)擺,要使表面積小,就要重疊大面,得到5×8×6的長方體,這個長方體的表面積為
236
236
;綜上所述,有4個相同的長方體紙盒,它們的長、寬、高分別是5、4、3,要用這4個紙盒搭成一個大長方體的表面積最小為
236
236
.探究三:我們知道,在體積相同的前提下,正方體的表面積最小,所以我們可以盡可能地使所搭成的幾何體為正方體或接近正方體,我們還可以這樣思考:
將4分解質(zhì)因數(shù),得到1×1×4,或1×2×2兩種情況,通過與小長方體的長寬高5×4×3進行組合:
在L=5×1=5,K=4×2=8,H=3×2=6時,搭成的L×K×H的大長方體最接近正方體,此時表面積最小,表面積為2(L×K+K×H+L×H)=
236
236
(直接寫出結(jié)果).類比應(yīng)用:請你仿照探究三的解題思路,解答開始提出的問題:
有12個相同的長方體紙盒,它們的長、寬、高分別是4、3、5,現(xiàn)要用這12個紙盒搭成一個大長方體,怎樣搭可使長方體的表面積最小?
拓展延伸:將168個棱長為1cm的小正方體,拼成一個長方體,使得長方體的表面積達到最小,這個表面積是
188
188
cm2.【答案】158;圖1;236;248;236;236;236;188
【解答】
【點評】
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長 寬 高 甲型紙盒 2a 3b 1.5c 乙型紙盒 1.5a 2b 3c
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