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