从一个长8厘米、宽7厘米、高6厘米的长方体中截下一个最大的正方体,剩下部分的棱长之和最少是 .

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完整解法

1. 确定最大正方体的棱长

长方体的长、宽、高分别为 8 厘米8\text{ 厘米}、7 厘米7\text{ 厘米}、6 厘米6\text{ 厘米}。
由于正方体的所有棱长相等,其最大棱长受限于长方体最短的边(即高度 6 厘米6\text{ 厘米})。
因此,截下的最大正方体棱长为 6 厘米6\text{ 厘米}。

2. 分类讨论确定使剩下部分棱长之和最少的截法

要使剩下部分的棱长之和最少,截去正方体的位置应尽可能利用原长方体的原有边和顶点,减少新增的棱数:

  1. 从一顶点(角)处截取:剩下部分成“L”形柱体。原底面周长在投影方向上保持不变,而竖向棱净增加 2 条。
  2. 从一条棱(边)中间截取:剩下部分成“凹”形。底面周长会增加,竖向棱增加也更多。
  3. 从面中间截取:剩下部分成“回”形。底面周长和竖向棱增加最多。
    因此,选择在长方体的一个角(顶点处)截取,能使剩下部分的棱长之和最少。

3. 计算在角上截取时剩下部分的最小棱长之和

原长方体的棱长之和为:
L原=(8+7+6)×4=84 厘米L_{\text{原}} = (8 + 7 + 6) \times 4 = 84\text{ 厘米}
当从一个角截去一个 6×6×6 厘米6 \times 6 \times 6\text{ 厘米} 的正方体时:

  • 剩下部分的上、下两个底面周长与原长方体的上、下底面周长完全相等,周长之和为 2×(8+7)×2=60 厘米2 \times (8 + 7) \times 2 = 60\text{ 厘米}。
  • 竖向棱的数量发生变化:原有的 4 条竖直棱中,有 1 条(被切角处)消失,但在内部新产生了 3 条竖直棱。因此,竖直方向上的棱由 4 条变为了 4−1+3=64 - 1 + 3 = 6 条(净增加 2 条)。
  • 净增加的棱长之和为:
    ΔL=2×6=12 厘米\Delta L = 2 \times 6 = 12\text{ 厘米}
    所以剩下部分的棱长之和最少是:
    L最少=L原+ΔL=84+12=96 厘米L_{\text{最少}} = L_{\text{原}} + \Delta L = 84 + 12 = 96\text{ 厘米}
答案

96厘米

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