解答:因?yàn)樾∠x是在長方體的表面上爬行的,所以必需把含D′、B兩點(diǎn)的兩個(gè)相鄰的面"展開"在同一平面上,在這個(gè)"展開"后的平面上 D′B間的最短路線就是連結(jié)這兩點(diǎn)的直線段,這樣,從D′點(diǎn)出發(fā),到B點(diǎn)共有六條路線供選擇.
、購腄′點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過上底面然后進(jìn)入前側(cè)面到達(dá)B點(diǎn),將這兩個(gè)面攤開在一個(gè)平面上(上頁圖(2)),這時(shí)在這個(gè)平面上D′、B間的最短路線距離就是連接D′、B兩點(diǎn)的直線段,它是直角三角形ABD′的斜邊,根據(jù)勾股定理,
D′B2=D′A2+AB2=(1+2)2+42=25,
∴D′B=5.
、谌菀字,從D′出發(fā)經(jīng)過后側(cè)面再進(jìn)入下底面到達(dá)B點(diǎn)的最短距離也是5.
、蹚腄′點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過左側(cè)面,然后進(jìn)入前側(cè)面到達(dá)B點(diǎn).將這兩個(gè)面攤開在同一平面上,同理求得在這個(gè)平面上D′、B兩點(diǎn)間的最短路線(上頁圖(3)),有:
D′B2=22+(1+4)2=29.
、苋菀字,從D′出發(fā)經(jīng)過后側(cè)面再進(jìn)入右側(cè)面到達(dá)B點(diǎn)的最短距離的平方也是29.
、輳腄′點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過左側(cè)面,然后進(jìn)入下底面到達(dá)B點(diǎn),將這兩個(gè)平面攤開在同一平面上,同理可求得在這個(gè)平面上D′、B兩點(diǎn)間的最短路線(見圖),
D′B2=(2+4)2+12=37.
、奕菀字,從D′出發(fā)經(jīng)過上側(cè)面再進(jìn)入右側(cè)面到達(dá)B點(diǎn)的最短距離的平方也是37.
比較六條路線,顯然情形①、②中的路線最短,所以小蟲從D′點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過上底面然后進(jìn)入前側(cè)面到達(dá)B點(diǎn)(上頁圖(2)),或者經(jīng)過后側(cè)面然后進(jìn)入下底面到達(dá)B點(diǎn)的路線是最短路線,它的長度是5個(gè)單位長度.
利用前面的題中求相鄰兩個(gè)平面上兩點(diǎn)間最短距離的旋轉(zhuǎn)、翻折的方法,可以解決一些類似的問題,例如求六棱柱兩個(gè)不相鄰的側(cè)面上A和B兩點(diǎn)之間的最短路線問題(下左圖),同樣可以把A、B兩點(diǎn)所在平面及與這兩個(gè)平面都相鄰的平面展開成同一個(gè)平面(下右圖),連接A、B成線段AP1P2B,P1、P2是線段AB與兩條側(cè)棱線的交點(diǎn),則折線AP1P2B就是AB間的最短路線.