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个人收集整理勿做商业用途我们已经学过“两点之间,线段最短"这个数学公理了。这看似简单的八个字蕴涵着许多奥妙,将它扩展、延伸可得到一个最短路径问题、即求连接A、B两点的线段中哪一条最短。 当A、B在同一平面内时,即使是从北京到天津,我们也可以轻松地利用“两点之间,线段最短”得出线段AB是A、B两点间的最短路径(如图1—1)。 有人会说:“这也太简单了!"别着急,请看下面这道题(如图2-1):图2-1 有一位将军骑着马要从A地走到B地,但途中要到水边喂马喝一次水,则将军怎样走最近。这道题乍一看似乎无从下手。但经过观察可以发现此题依然可以利用“两点之间,线段最短”来解决问题,具体方法为:做B点与河面的对称点B',连接AB',可得到马喝水的地方C(如图2-2)。图2—2 再连接CB得到这道题的解A→C→B。这就是著名的“将军饮马”问题。不信的话你可以在河边任意取一点C'连接AC'和C'B,比较一下就知道了。 明白了刚才的平面问题,接下来看看立体图形问题(如图3-1).图3-1 求点A到点C'的最短路径是那一条。此时已不在同一平面内,不能直接利用公理解决问题。此时,就要利用数学中的转化思想,把立体图形转化成平面图形来研究(如图3-2).图3—2 从而得到两条最短路径:A→BC→C'和A→CD→C'。同理,还可以得出6条最短路径来(如图3—345)。
个人收集整理勿做商业用途图3-3 图3-4 图3-5 分别为:A→BC→C'、A→CD→C'、A→DD'→C'、A→BB'→C'、A→A'D'→C'、A→A'B'→C'. 探究问题一:已知,A,B在直线L的两侧,在L上求一点,使得PA+PB最小.(如图所示) 解:根据两点之间线段最短的基本概念,只用连接AB即可轻松的得到答案。如图所示。线段AB与直线L的交点,就是题目要求的点P。 总结:本题虽然十分简单,但却是所有有关本类题目难题的基础,是必须要牢记与掌握的。下面一题,就是上一题的变形。 探究问题二:已知,A,B在直线L的同一侧,在L上求一点,使得PA+PB最小.(如图所示) 解:本题的难点不在于解题过程,而在于解题的思想,往往大家不能正确的找到解题的思路。那么,我就在此抛砖引玉,说说我的看法。首先,作点B关于L的对称点B',(如图所示),因为OB'=OB,∠BOP=∠B',OP=OP,所以△OPB≌△OPB'。所以,PB=PB'。因此,求AP+BP就相当于求AP+PB'。这样,复杂的问题便通过转化变得简单,成了探究问题一.因此只用连接AB'即可,与直线L的交点,就是题目要求的点P。 结论:我们完全也可以把以上的结论当作一个模块牢记下来,成为自己解题的方法之一。 探究问题三:A是锐角MON内部任意一点,在∠MON的两边OM,ON上各取一点B,C,组成三角形,使三角形周长最小.(如图所示) 解:利用探究问题二的结论,作A与OM的对称点D,再作A与ON的对称点E.连接DE(如图所示),据上题铺垫,我们可得,AB=BD,AC=CE,又因为D,B,C,E在一条直线上,所以,这时的周长是最短的。 总结:本题可总结为“三角形的一点决定”。下面我们看一看四边形一边确定。 探究问题四:AB是锐角MON内部一条线段,在角MON的两边OM,ON上各取一点C,D组成四边形,使四边形周长最小。(如图所示) 解:有了上一题的铺垫,本题似乎简单了许多,作A关于OM的对称点E,再作B关于ON的对称点F,连接EF即可.如图。ABCD便是周长最小的。 (2)下面我把上一题简单变形,把锐角变为直角,大家再看,本图有没有似曾相识之感?对了,我们见过的,只用把两条直角边所在直线看作是一个平面直角坐标系,再把AB两点固定位置,这样,就变为了月考附加题中的最后一题。 原题:在直角坐标系中,有四个点A(-8,3)、B(—4,5)、C(0,n)、D(m,o),当四边形ABCD的周长最短时,求m/n的值。 解:依题意画图得:
个人收集整理勿做商业用途 由探究问题四得知,作B关于Y轴的对称点B',A关于X轴的对称点A'。连接A'B',他们与X轴,Y轴的交点便为所求。如图所示,过A'与B'两点的直线的函数解析式可求。设过A'与B'两点的直线的函数解析式为y=kx+b。 依题意得:—8k+b=—3,4k+b=5 解得,k=2/3,b=7/3 所以,(0,n)为(o,7/3) (m,o)为(—3.5,o) 所以,m/n=—2/3 以上,便就是我对此问题的一些想法,复杂费解的问题是不是简单了许多?好理解了许多呢?
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