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回答

長方體展開成平面,知有三條可能的最短路徑
(i)過邊EF
(ii)過邊EH
(iii)過邊CD
各自算出來,最短的那個即為答案。
思路:
(引理1)
為使總路徑最短,經過一個面上二點的路徑必為直線
說明:兩點間最短距離為直線
(引理2)
若一路徑僅通過兩個面,則為使總路徑最短,只能走展開圖上的直線
說明:同引理1
要到達M,得先到達面EFGH與面CDHG邊界上的一點
易知到達以上二區域後,為使接下來走的路徑最短,只要直線朝G過去即可(空間上的最短距離為直線)。
接著思考一開始的情況:
只能走頂點A接著的三個面或三條邊其一,因為若一開始走在邊上,然後朝相鄰其中一面上的一點過去後,只消把該點與起點連起來,便能找到更短的路徑達成一樣效果。然後便可知不會走邊,因為(i)(ii)(iii)中必有二條比這條路短。
第一種:到達面EFGH與面CDHG邊界上的一點,接著只能走直線。
第二種:到達面BF上一點,接著又有二種情況:
以下我以先到面ABFE再到BF說明,因先到ABCD再到BC也有類似的解釋。
(i)若最後到GF上一點再到M(不會是F點或G點,因為若要到F點,只消走AF即可,到G的在(ii)裡被刪去)
最後到達M的最短路徑是展開面EFGH及BCGF後連直線,但參考附圖,它會小於AM<AM_1,所以不為所求
(ii)最後到達CG上一點
其中最短的為展開面ABFE及BCGF及CDHG後,連AM > A過DH到M的那條最短路徑,不為所求
綜合以上,可能為最短路徑的路徑只有三種,為
(i)過邊EF
(ii)過邊EH
(iii)過邊CD(與過邊EF的長度相同)
取最短者即為所求。

附圖

ᴛɪɴɢ

謝謝你😭

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