Question

Difficulty: Very hardKatı Cisimlerin Açınımı ve En Kısa Yol

Bir kenar uzunluğu 6 cm6\text{ cm} olan bir küpün ABAB ayrıtı üzerinde, AA köşesine 2 cm2\text{ cm} uzaklıkta bir PP noktası; CDC'D' ayrıtı üzerinde ise DD' köşesine 2 cm2\text{ cm} uzaklıkta bir QQ noktası işaretlenmiştir. Küpün yüzeyi üzerinden gitmek şartıyla, PP noktasından QQ noktasına ulaşmak isteyen bir karıncanın alabileceği en kısa yol kaç cm\text{cm}'dir?

  1. 828\sqrt{2}Answer
  2. B
    2342\sqrt{34}
  3. C
    12
  4. D
    10210\sqrt{2}
  5. E
    626\sqrt{2}

Answer

Karıncanın alabileceği en kısa yol 82 cm8\sqrt{2}\text{ cm}'dir.
Ön yüz, sol yan yüz ve üst yüzün doğrusal olarak yan yana açılmasıyla elde edilen düzlemde, başlangıç noktası ile varış noktası arasındaki mesafe, dik kenarları 8 cm8\text{ cm} ve 8 cm8\text{ cm} olan ikizkenar dik üçgenin hipotenüsü olmaktadır. Pisagor bağıntısı uygulandığında bu mesafe 82 cm8\sqrt{2}\text{ cm} olarak bulunur. Bu yol, küpün sınırları içinde kalarak yüzey üzerinden gidilebilecek en kısa yoldur.

Step-by-Step Solution

1
Küpün köşelerini ve verilen noktaları tanımlama
Küpün ayrıt uzunluğu 6 cm6\text{ cm}'dir. PP noktası ABAB ayrıtı üzerinde ve AP=2 cmAP = 2\text{ cm}'dir. QQ noktası CDC'D' ayrıtı üzerinde ve DQ=2 cmD'Q = 2\text{ cm}'dir.
Noktaların küp üzerindeki konumlarını ve başlangıç parametrelerini netleştirmek için.
2
Ön yüz (ABBAABB'A'), sol yan yüz (ADDAADD'A') ve üst yüzü (ABCDA'B'C'D') düzlemsel olarak yan yana açma
Koordinat düzleminde AA noktası (0,6)(0,6) ve BB noktası (6,6)(6,6) olarak seçilirse, PP noktası ABAB üzerinde (2,6)(2,6) konumunda olur. Sol yan yüz ADAD kenarından sola doğru açıldığında A(6,6)A'(-6,6) ve D(6,0)D'(-6,0) olur. Üst yüz de sol yan yüzün ADA'D' kenarından sola doğru açıldığında C(12,0)C'(-12,0) ve D(6,0)D'(-6,0) olur. Bu durumda DQ=2 cmD'Q = 2\text{ cm} olduğundan QQ noktası (6,2)(-6, -2) konumuna gelir.
Yüzeyler üzerindeki en kısa yolu iki boyutlu düzlemde doğrusal bir çizgi olarak temsil edebilmek için.
3
Açınım üzerindeki P(2,6)P(2,6) ve Q(6,2)Q(-6,-2) noktaları arasındaki mesafeyi hesaplama
Yataydaki değişim Δx=2(6)=8 cm\Delta x = 2 - (-6) = 8\text{ cm}, dikeydeki değişim ise Δy=6(2)=8 cm\Delta y = 6 - (-2) = 8\text{ cm} olur. Pisagor bağıntısı uygulandığında yolun uzunluğu 82+82=82 cm\sqrt{8^2 + 8^2} = 8\sqrt{2}\text{ cm} olarak bulunur.
İki nokta arasındaki en kısa doğrusal mesafeyi hesaplamak için.
4
Bulunan doğrusal yolun küpün yüzey sınırları içerisinde kaldığını doğrulama
P(2,6)P(2,6) ve Q(6,2)Q(-6,-2) noktalarını birleştiren doğrunun denklemi y=x+4y = x + 4 şeklindedir. Bu doğru, ortak ayrıt olan ADAD doğrusunu (x=0x=0) y=4y=4 noktasında keser. y=4y=4, ADAD ayrıtının [0,6][0,6] aralığında olduğu için geçerlidir. Ayrıca diğer ortak ayrıt DDDD' doğrusunu (y=0y=0) x=4x=-4 noktasında keser. x=4x=-4, DDDD' ayrıtının [6,0][-6,0] aralığında olduğu için bu da geçerlidir.
Doğrusal çizginin küpün dışına taşmadığından ve fiziksel olarak yüzey üzerinde yürünebilir olduğundan emin olmak için.

Key Concept

Katı cisimlerin yüzeyleri üzerindeki en kısa yolları bulmak için cismin yüzeyleri düzlemsel hale getirilerek (açınım yapılarak) iki nokta arasındaki doğrusal mesafe hesaplanır.
Estimated Time:3m 0s
Rate this question