一道高中立体几何题——求长方体的棱长之和
长方体的体积是8,表面积是32,三条边的长度是几何级数。求这个长方体所有边的和。
解决方案:
1.解法:设三个不同的边长为x,y,z,那么根据已知的条件,
xyz=8,
2(xy yz zx)=32,
y y=xz
将三个公式带入第一个公式:
y=2
因此xz=4,
那么y=2和xz=4被带入2(xy yz zx)=32,
可以得出这样的结论:
2(xy yz 4)=32
Y(x z)=12,
所以x z=6,
因此x y z=8,
所有最终边长的总和为:
4(x y z)=32
总结:一般来说,在求一个代数表达式的值时,尽量不要求其中的每一个未知数,最好是通过代数运算来求这个表达式。下面的方案2显然比方案1复杂。
在这个问题中求x,y,z的解是可行的,但在某些情况下是无解的。
2.解法:由于三边的长度是几何级数,一般巧妙的方法是用两个数表示三个几何级数,设三个几何级数为:b/r,b,br。
据已知:
求解b=2,
几何级数是2/r,2,2r,
引入的表面积公式:
解这个方程:
这里只取一个R,除了一个是递增的,一个是递减的。我们取加号的R值,三个数分别是:
所以这三个数字加起来就是:
最终边长之和为4x8=32。