圆锥的底面圆半径为 $R$,高为 $h$.把此圆锥的侧面平放于桌面,并使它沿着桌面无滑动地滚动.当圆锥再次回到起点位置时正好滚动17周,这时圆锥的底面边沿在桌面上划过一个以圆锥顶点为圆心的圆.比值 $\frac{h}{r}$ 能写成 $m\sqrt{n}$ 的形式,其中 $m$,$n$ 是正整数且 $n$ 不能被任何质量的平方整数,求 $m+n$.
【难度】
【出处】
2008年第26届美国数学邀请赛Ⅰ(AIMEⅠ)
【标注】
  • 知识点
    >
    解析几何
【答案】
14
【解析】
这个圆锥的母线长为 $\sqrt{{{r}^{2}}+{{h}^{2}}}$,这是圆锥在桌面上滚动后轨迹圆的半径,这个圆的周长为 $\text{2}\!\!\pi\!\!\text{ }\sqrt{{{r}^{2}}+{{h}^{2}}}$,而圆锥底面圆的周长为 $2\text{}\!\!\pi\!\!\text{ }r$,由条件得
$17\cdot2\pi r=2\pi \sqrt{{{r}^{2}}+{{h}^{2}}}$,即 $17=\frac{{{r}^{2}}+{{h}^{2}}}{r}=\sqrt{{{1}^{2}}+{{\left(\frac{h}{r} \right)}^{2}}}$ 。

$\frac{\text{h}}{r}=\sqrt{{{17}^{2}}-1}=12\sqrt{2}$.
因此 $m+n=14$ 。
答案 解析 备注
0.115412s