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第2題. 比較短的路徑有
(1) 從平面 x=1 經過 \( x=y=1 \) 直接到平面 y=1 (不經過其它表面),這種路徑最短是 \( \frac12 + \frac12 = 1 \)
(2) 從平面 x=1 到 z=1,再到 y=1 (不經過其它表面)
(3) 從平面 x=1 到 z=0,再到 y=1 (不經過其它表面)
(2), (3):當 \( t>\frac12 \) 時,(2)中最短的路徑比 (3) 的短;反之 \( t < \frac 12 \) 時,(2) 最短的路徑比 (3) 的長
先假設 \( t<\frac 12 \),將 (3) 的路徑畫在正六面上,並攤開正六面體,做得原先在 \( x=1 \) 及 \( y=1 \) 的兩個表面,轉至 \( z=1 \) 平面上。
(不好意思,懶得畫圖,請自行畫圖或想像)
此時可發現 (3) 中的最短路徑為攤開中的兩點相連,路徑長 \( = \sqrt{2} (\frac12 +t ) \)
有最短路徑不只一條得 \( 1 = \sqrt{2} (\frac12 +t) \Rightarrow t = \frac{\sqrt{2} -1}{2} \)
同樣的在 \( t>\frac12 \) 的情況,可得 \( t = \frac{3 - \sqrt{2}}{2} \)
而 \( t= \frac12 \),最短路徑僅 (1) 一條,不合。
故 \( t = \frac{\sqrt{2} -1}{2} \) 或 \( \frac{3 - \sqrt{2}}{2} \)