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 、、。
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 )。
因此,截下的最大正方体棱长为 。
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:
- 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。
- 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。
- 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:
当从一个角截去一个 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 。
- 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 条(净增加 2 条)。
- 净增加的棱长之和为:
所以剩下部分的棱长之和最少是:
答案
96厘米
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