(2014•北京模拟)(立体几何)正三棱锥D-ABC的底面边长为4,侧棱的长为8,过A点做与侧棱DB、DC分别交于E、F

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  • 解题思路:根据给出的正三棱锥的侧棱长和底面边长知,两条侧棱的夹角为锐角,然后求出该锐角的三倍角的余弦值,使原图形中的△AEF的周长最小,就是求沿PA剪开再展开后A点与A′点的最短距离,即直线距离,运用余弦定理可求解.

    沿三棱锥P-ABC的侧棱PA剪开后再展开,如图,

    原图中△AEF的周长最小,也就是展开图中的AA′,

    在△PAB中,因为PA=PB=8,AB=4,

    设∠APB=α,则cosα=

    PA2+PB2−AB2

    2PA•PB=

    82+82−42

    2×8×8=[7/8].

    ∠APA′=3α,

    由cos3α=4cos3α-3cosα=4×([7/8])3-3×[7/8]=[7/128].

    在△APA′中,由余弦定理得:

    AA′2=PA2+PA′2-2PA•PA′cos3α

    =82+82-2×8×8×[7/128]=121.

    所以,AA′=11.

    所以,△AEF的周长最小值为11.

    故答案为:11

    点评:

    本题考点: 多面体和旋转体表面上的最短距离问题.

    考点点评: 本题考查了棱锥的结构特征,考查了距离最短问题,该类问题通常比喻“蚂蚁爬行问题”,解答的方法是沿一定的棱或母线把多面体或旋转体剪开,然后再展开,求两点间的直线距离问题,是中档题.