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八年级数学上册 最短路径问题 人教版
核心素养 利用轴对称和平移解决最短路径问题,让学生体会图形
的变化在解决最值问题中的作用,感悟转化思想. 例11 如图13-4-20,在由边长为1个单位长度的小正方
形组成的网格中,请分别在AB,AC上找到点E,F,使四边 形PEFQ的周长最小.
图13-4-20
解:如图13-4-21,分别作点P关于AB,点Q关于AC的对称 点P′,Q′,连接P′Q′,交AB于点E,交AC于点F,则E,F即 为所求.
图13-4-8
思路导图:
作点P关于BC的对称点
利用轴对称,求线段和最小
解:如图13-4-9,作点P关于BC的对称点P′,连接P′Q, 交BC于点M,M是所求的点.
图13-4-9
题型二 求线段和的最小值 例6 如图13-4-10,△ABC为等边三角形,高AH=10 cm, P为AH 上一动点,D为AB的中点,求PD+PB的最小值.
A.转化思想 B.三角形的两边之和大于第三边 C.两点之间,线段最短 D.三角形的一个外角大于与它不相邻的任 意一个内角
解析:∵点B和点B′关于直线l对称,且点C在l上, ∴CB=CB′.又∵AB′交l于点C,且两条直线相交只有 一个交点,∴CB′+CA的长度最短,即CA+CB的值 最小.此最短路径问题运用了“两点之间,线段最 短”,体现了转化思想,验证时运用了三角形的两 边之和大于第三边.故选D.
考点一 线段和最小问题 例9 (贵州黔南中考)如图13-4-17,直线l外不重合的两点A, B,在直线l上求作一点C,使得AC+BC的长度最短.作法为: 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运用到的 知识或方法是( D )
图13-4-17
于点C,D,则A→C→D→B就是山娃走的最短路径.
图13-4-13
题型四 利用平移解决有关桥梁选址问题
例8 如图13-4-14,护城河在CC′处直角转弯,河宽相等, 从A处到达B处,需经两座桥:DD′,EE′(桥宽不计),设两 座桥分别是南北、东西方向的,如何架桥可使ADD′E′EB 的路程最短?
以直线 l 2 为对称轴作点A的对称点N,连接MN,分别 交 l 1 , l 2 于点 A 1 , A 2 ,则 A 1 ,A 2 即为所求.
过两条直线内侧一点,分别作关于两条直线的对称点, 即可得三点所组成的三角形的周长最小.
平移在求最短距离问题中的应用
巧记乐背
君若寻求路径短, 折曲变直线段短; 点与直线垂线段, 两点之间线段短; 对称图形对称点, 利用对称求最短; 若遇折线变直难, 平移让难变简单.
如何才能放得下?唐代禅宗高僧青原行思曾提出参禅的三境界,那正是路径所在。 第一重境界是“看山是山,看水是水”。人之最初,比如年少之时,心思是简单的,看到什么就是什么,别人说什么就相信什么。这样看待世界当然是简单而粗糙的,所看到的往往只是表面。但同时,正是因为简单而不放在心上,于是不受其困扰,这就是放下的心境。只是还太脆弱,容易被现实击碎。 第二重境界是“看山不是山,看水不是水”。人随着年龄渐长,经历的世事渐多,就发现这个世界的问题越来越多、越来越复杂,经常是黑白颠倒、是非混淆,无理走遍天下、有理寸步难行,好人无好报、恶人活千年。这时人是激愤的,不平的,忧虑的,怀疑的,警惕的,复杂的。于是人不愿意再轻易地相信什么,容易变得争强好胜、与人比较、绞尽脑汁、机关算尽,永无满足的一天。大多数人都困在这一阶段,虽然纠结、挣扎、痛苦,这却恰恰是顿悟的契机。因为看到了,才能出来;经历了,才能明白。 第三重境界是“看山还是山,看水还是水”。那些保持住本心、做得到忍耐的人,等他看得够了,经得多了,悟得深了,终于有一天豁然顿悟,明白了万般只是自然,存在就有存在的合理性,生会走向灭,繁华会变成寂寞,那些以前认为好的坏的对的错的,都会在规律里走向其应有的结局,人间只是无常,没有一定。这个时候他就不会再与人计较,只是做自己,活在当下之中。任你红尘滚滚,我自清风朗月;面对世俗芜杂,我只一笑了之。这个时候,就是放下了。
图13-4-14
图13-4-15
解:如图13-4-15,作AF垂直河岸于点F,取AI=河宽,作 BG垂直河岸于点G,取BH=河宽,连接IH,与河岸相交 于E′,D′两点,作DD′垂直河岸于点D,EE′垂直河岸于 点E,连接BE,AD,即当桥建于DD′与EE′的位置时,路径 ADD′E′EB最短.
解读中考:中考中对于线段和最短问题的考查,通常在 轴对称图形(等边三角形、长方形和圆等)中结合相关知识 求线段和的最小值.
方法点拨:
在轴对称图形中,求对称轴上的一点使线段和最小时,注 意选择图形中已有的对称点,不要重作某一点的对称点来 求解.
题型三:最短路径问题的实际应用 例7 如图13-4-12,山娃星期天从A处赶了几只羊到草地
l 1 放羊,然后赶羊到小河 l 2 饮水,之后再回到B处的家.
假设山娃赶羊走的都是直路,请你为他设计一条最短的路 径,标明放羊与饮水的位置.
第十三章 轴对称
13.4课题学习 最短路径问题
轴对称与最短距离问题
l1 l2
l1
l1
l2
l2
l1
l2
l1 l2
l1 l2
l1
l2
l1
l2
l1
l2
注意:在解决最短路径问题时,我们通常利用轴对称, 将在一条直线同侧的两点转化到异侧,从而作出最短 路径.
例1 如图13-4-1,A,B两村合伙在河MN建一座扬水站,要 使所用管道最少,请你帮助他们确定扬水站的位置.(画出图 形,不写作法,保留作图痕迹)
例3 A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥
MN,使从A到B的路径AMNB最短的是(假定河的两岸
是平行直线,桥要与河岸垂直)
( D)
A.BM垂直于a
B.AM与BN不平行
C.AN垂直于b
D.AM平行于BN
解析:图13-4-5根据垂线段最短,得出MN是河的宽时最短, 即MN⊥直线a(或直线b),只要AM+BN最短即可.如图13-4-5, 过点A作河的垂线AH,垂足为H,在AH所在直线上取点I, 使AI等于河宽,连接IB交河的b岸于点N,作MN垂直于河岸, 交a岸于点M,连接AM,所得MN即为所求.故选D.
儒家的最高境界是“拿得起”,佛家的最高境界是“放得下”,道家的最高境界是“想得开”;所以说,儒释道的最高境界,就是这三句话、九个字。中国历史上还曾有过其他一些“人生境界”说,其中三个最著名的,正好可以与儒释道这三大最高境界对照参悟。 跟儒家学拿得起。儒家是追求入世、讲究做事的,要求奋发进取、勇于担当、意志坚定。概括为三个字,就是“拿得起”。什么是“拿得起”?且看这个“儒”字——左边一个“人”,右边一个“需”,合起来就是“人之所需”。人活世上,有各种精神或生存的需要,满足这些需要就需要去获取。去拿,并且拿到了、拿对了,就是拿得起。
弄混“点与直线的距离”与“两点之间,线段最短”
例4 如图13-4-6,在四边形ABCD中,∠BAD=120°, ∠B=∠D=90°,在BC,CD上分别找一点M,N,使 △AMN的周长最小,求此时∠AMN+∠ANM的度数.
图13-4-6
图13-4-7
解:如图13-4-7,分别作点A关于BC和CD的对称点A′,A″, 连接A′A″,交BC于点M,交CD于点N,则A′A″的长即为 △AMN的周长的最小值. 如图13-4-7,延长DA至H. ∵∠DAB=120°,∴∠HAA′=60°, ∴∠AA′M+∠A″=∠HAA′=60°. ∵∠MA′A=∠MAA′,∠NAD=∠A″,且 ∠MA′A+∠MAA′=∠AMN,∠NAD+∠A″=∠ANM, ∴∠AMN+∠ANM=∠MA′A+∠MAA′+∠NAD+∠A″= 2(∠AA′M+∠A″)=2×60°=120°.
图13-4-10
思路导图:
利用轴对称 的性质
在等边三角形 ABC的高AH上 找一点P
将PD+PB的 最小值转化 为PD+PC
解:图13-4-11如图13-4-11,连接DC,交AH于点P,连接
PB. ∵△ABC为等边三角形,D为AB的中点,∴CD也是 △ABC的高, ∴CD=AH=10 cm. 又∵AH所在直线是等边三角形ABC的对称轴, ∴点B,C是关于AH的对称点, ∴PC=BP, ∴PD+PB的最小值=PC+PD=CD=10 cm.
图13-4-12
思路导图:
利用轴对称的性 质及两点之间, 线段最短来求解
分别作点A关
于直线 l 1 ,点 B关于直线 l 2
的对称点E,F
连接EF, 即得最短 路径
解:如图13-4-13,作出点A关于直线 l 1 的对称点E,点B 关于直线 l 2 的对称点F,连接EF,分别交直线 l 1 ,l 2
图13-4-21
自从那一天,我衣着脚,挑着行李,沿着崎岖曲折的田埂,离开故乡,走向了城市;从此,我便漂泊在喧嚣和浮躁的钢筋水泥丛林中,穿行于 中国文化三大支柱的儒释道,其内容相当丰富。以浩如海洋来比喻,都不之为过! 近日,我在“儒风大家”上,看到一篇文章,仅用---三句话、九个字。说出了儒释道,其实并不高高在上,而是与我们的人生和日常生活密切相关!
如何才能想得开?哲学大师冯友兰曾提出“人生四重境界”说,其中最高那层境界正是道家境界,所以正是路径所在。 一是自然境界。有些人做事,可能只是顺着他的本能或者社会的风俗习惯,而对所做的事并不明白或者不太明白。这种“自然”并非道家那个自然,而是指混沌、盲目、原始,那些人云亦云、随波逐流的人就是这种人。
图13-4-1
图13-4-2
解:如图13-4-2,点O即为所求.
例2 如图13-4-3,点A是总邮局,想在公路 l 1 上建一分
局 A 1 ,在公路 l 2 上建一分局 A 2 ,使 AA 1A 1A2AA2