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人教八年级数学上册最短路径问题
如图,点A,B是直线l同侧不重合的两点,在直线l上求作一点C,使得
AC+BC的长度最短.作法:①作点B关于直线l的对称点B′;②连接AB′,与直
线l相交于点C,则点C为所求作的点.在解决这个问题时没有用到的知识或方
法是( )
A.转化思想 B.三角形两边之和大于第三边
∙B A∙
C.两点之间,线段最短
l
∙B
题转化为“两点之间,线段最短”来解决,该
A∙
过程用到了“转化思想”,“两点之间,线段
l
C
最短”,验证是否为最短距离时利用了三角形
两边之和大于第三边.
B′
随堂练习 2
两棵树的位置如图所示,树的底部分别为点A,B,有一只昆虫沿着A至B的路径在 地面爬行,小树的树顶D处有一只小鸟想飞下来抓住小虫后,再飞到大树的树顶C 处,问小虫在AB之间何处被小鸟抓住时,小鸟飞行路程最短,在图中画出该点的 位置.
1、直线异侧的两点到直线上一点距离和最短的问题.
如图,点A,B分别是直线l异侧的两个点,在直线l上找一点C使得AC+BC的值最 小,此时点C就是线段AB与直线l的交点.
A∙
C l
∙B
新知探究
知识点2
2、直线同侧的两点到直线上一点距离和最短的问题.
如图,点A,B分别是直线l同侧的两个点,在直线l上找一点C使得AC+BC的值 最小,这时先作点B关于直线l的对称点的B′,连接AB′交直线l于点C(也可以作 点A关于直线l的对称点A′,连接A′B交直线l于点C),此时点C就是所求作的点.
C
∵A′C=AC=BD,
在△A′CE和△BDE中, ∠A′CE=∠B′C=BD,
则△A′CE≌△BDE(AAS),CE=DE,A′E=BE.
∴点E是CD的中点.
∴AE=600,则AE+BE=A′E+BE=1200.
ED B
最短路径问题
13.4.2 最短路径问题
新知探究 知识点1
如图,作出点B关于直线l的对称点B′,利用轴对称的性质可知:对于直线l上 的任意一点C均满足BC=B′C.此时,问题转化为:当点C在直线l的什么位置时, AB+B′C的值最小?
∙B
A∙
你能证明这个结论吗
∙
l
C
∙ B′
容易得出:连接AB′交直线l于点C,则点C即为所求.
新知探究
证明:在直线l上任意取一点C′(不与点C重合),连接AC′,BC′,B′C′.
由轴对称的性质可得:BC=B′C,BC′=B′C′,
则AC+BC=AC+B′C=AB′,AC′+BC′=AC′+B′C′.
在△AB′C′中,AB′<AC′+B′C′, 所以AC+BC<AC′+B′C′. 由点C′的任意性可知,AC+BC的值是 最小的,故点C的位置符合要求.
∙B A∙
C′ C
l
∙B′
∙B A∙
l C
B′
学习目标
1、利用轴对称、平移等变化解决简单的最短路径问题. 2、体会图形的变化在解决最值问题中的作用,感受由实 际问题转化为数学问题的思想.
课堂导入
思考:(造桥选址问题)如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造 一座桥MN,桥造在何处可以使得从A到B的路径AMNB最短?(假定河是平 行的直线,桥要与河垂直)
B A
l
新知探究
这是个实际问题,你能用自己理解的语言描述一下吗? 如图所示:将A,B 两地抽象为两个点,将河l抽象为一条直线.
∙B A∙
l
那你能用数学语言说明这个问题所表达的意思吗?
新知探究
如图: 点A,B分别在直线l的同侧,点C是直线l上的一个动点,当点C在什么
位置的时候,AC+BC的值最小?
最短路径问题
13.4.1 最短路径问题
知识回顾 如图,从点A到点B有四条路线可选,哪一条是最近的?
容易得出,路径(3)是最近的. 依据“两点之间,线段最短”.
知识回顾
如图,点A是直线l外一点,点A到直线l的所有路线中,哪一条是最
短的?
A
∙
(1)
(3)
(2)
┐
l
容易得出,(2)是最短的.
依据“垂线段最短”.
)
A.900
B.1200
C.1500
D.1800
C
D
A
B
拓展提升 1
分析:“牧童从A处把牛牵到河边饮水再回家,
C
D
最短距离”可以转化为“点A,B均在河边CD
的同侧,请在河边CD上找一点E,使得AE+BE
的值最小”.
A
B
根据本节课所学的知识,点E比较容易找出, 那AE+BE的值应该是多少呢?
拓展提升 1
分析:上述题目可以描述为,点C,D为线段AB
E
同侧的两点,在线段AB上找到一点E使得
CE+DE的值最小.
C
D
B
随堂练习 3
如图,在等腰Rt△ABC中,D是BC边的中点,E是AB边上的一动点,要使 EC+ED最小,请找点E的位置.
A
解:如图所示,作点D关于线段AB的对称点D′, 连接CD′交线段AB于点E,则点E即为所求,也 就是使得EC+ED最小的位置.
A∙
C
∙B
l B′
新知探究
跟踪训练
如图,A,B两个小镇在河的同侧,现要在笔直的河边a上修建一个自来水厂分别向 两个镇供水,如何选择自来水厂的位置,可使用的水管最短?
解:如图,作点B关于河边a的对称点B′,连 接AB′交河边a于点P,则点P所在的位置为所 求的自来水厂的位置.
A∙
∙B
P∙
a
∙
B′
随堂练习 1
A∙
M
A′
∴AM+NB+MN<AM′+BN′+M′N′.
N
即AM+NB+MN的值最小.
M′ a
b N′
∙B
新知探究 知识点2 两点一线型问题
如图,在直线l1和直线l2上分别找到点M,N,使得△PMN的周长最小. l2
∙P
l1
新知探究 知识点2 两点一线型问题
如图,在直线l1和直线l2上分别找到点M,N,使得△PMN的周长最小.
新知探究 知识点1 造桥选址问题
这是个实际问题,你能用自己理解的语言描述一下吗? 如图所示:将河的两岸看成两条平行线a和b,N为直线b上的一个动点,MN垂 直于直线b,交直线a于点M.当点N在什么位置的时候,AM+MN+NB的值最小?
A∙
M
a
b
N
∙B
新知探究
分析: 由于河宽是固定的,则MN的大小是固定的.当AM+MN+BN的值最小时,也 即AM+BN的值最小.
新知探究 知识点1
1、直线异侧的两点到直线上一点距离和最短的问题.
如图,点A,B分别是直线l异侧的两个点,在直线l上找一点C使得AC+BC的值最 小,此时点C就是线段AB与直线l的交点.
A∙
C l
∙B
新知探究
知识点2
2、直线同侧的两点到直线上一点距离和最短的问题.
如图,点A,B分别是直线l同侧的两个点,在直线l上找一点C使得AC+BC的值 最小,这时先作点B关于直线l的对称点的B′,连接AB′交直线l于点C(也可以作 点A关于直线l的对称点A′,连接A′B交直线l于点C),此时点C就是所求作的点.
随堂练习 2
解:如图,作点C关于AB的对称点C′,连接DC′ 交AB于点E,则点E即为所求. 也可作点D关于AB的对称点D′,连接CD′同样交 AB于点E的位置,则点E即为所求.
随堂练习 3
如图,在等腰Rt△ABC中,D是BC边的中点,E是AB边上的一动点,要使
EC+ED最小,请找点E的位置.
A
课堂导入
思考:相传古希腊亚历山大里亚城里有一位久负盛名的学者,名叫海伦.有 一天,一位将军专程拜访海伦,求教一个百思不得其解的问题: 从图1中的A地出发,到一条笔直的河边l饮马,然后到B地.到河边什么地方 饮马可使他所走的路线全程最短? 精通数学、物理学的海伦稍加思索,利用轴对称的知识回答了这个问题.这 个问题后来被称为“将军饮马问题”.
A∙
M
a
b
N
∙B
你能用几何语言将上述的问题重新表达吗?
新知探究
如图: 直线a,b满足a//b,点A,点B分别在直线a,b的两侧,MN为直线a, b之间的距离,则点M,N在什么位置的时候,满足AM+MN+NB的值最小.
A∙
M
a
b
N
∙B
新知探究
分析: 将AM沿着与直线a垂直的方向平移,点M移动到点N,点A移动到点A′, 则AA′=MN,AM+NB=A′N+NB.此时问题转化为,当点N在直线b的什么位置时, A′N+NB的值最小.
P2
l2
N ∙P
l1 M
P1
新知探究 知识点3 两点两线型问题
如图,在直线l1和直线l2上分别找到点M,N,使得四边形PQMN的周长最小.
l2
∙Q ∙P
l1
新知探究 知识点3 两点两线型问题
如图,在直线l1和直线l2上分别找到点M,N,使得四边形PQMN的周长最小.
作法:分别作点P,Q关于直线l1,l2的对称点P1, Q1,连接P1Q1分别交直线l1,l2于点M,N,则 点M,N即为所求.
D.三角形的一个外角大于与它不相邻的任意一个内角
C
B′
随堂练习 1