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造桥选址问题 最短路径.4-造桥选址问题-最短路径(2)课件


B
问题延伸一
如图,A和B两地之间 有两条河,现要在两 条河上各造一座桥MN 和PQ.桥分别建在何处 才能使从A到B的路径 最短?(假定河的两 岸是平行的直线,桥 要与河岸垂直)ຫໍສະໝຸດ AB思维分析
如图,问题中所走总路径是 AM+MN+NP+PQ+QB. 桥MN和PQ在中间,且方向不 能改变,仍无法直接利用“两 点之间,线段最短”解决问题, 只有利用平移变换转移到两侧 或同一侧先走桥长. 平移的方法有三种:两个桥长都平移 到A点处、都平移到B点处、MN平移 到A点处,PQ平移到B点处
A A1 A2
P Q B
3、确定PQ的位置,也确定了BQ和PQ,此时问题 可转化为由A点、P点和第一条河确定桥MN的位置.
A A1 A1 A
M P Q N P Q
连接A1P交A1的对岸于N点,在N点处建桥MN.
问题解决
沿垂直于河岸方向依次把 A点A1、A2,使AA1= MN,A1A2=PQ ; 连接A2B交于B点相邻河 岸于Q点,建桥PQ; 连接A1P交A1的对岸于 N点,建桥MN; 从A点到B点的最短路 径为AM+MN+NP+ PQ+QB.
A A1 A2 M N P Q B
思维方法二
沿垂直于第一条河岸方 向平移A点至A1点,沿垂直 于第二条河岸方向平移B点 至B1点,连接A1B1 分别交 A、B的对岸于N、P两点, 建桥MN和PQ. 最短路径 AM+MN+NP+PQ+QB转化为 AA1+A1B1+BB1.
A A1 M N P Q B
13.4 课题学习 ---最短路径问题(2)
博闻强记,多思多问, 取乎法上,持之以恒。 ————
问题 2 (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,桥造在何处可使从A到B的路径 AMNB最短?(假定河的两岸是平行的直 线,桥要与河垂直。)
a A M b
N
B
思维分析
A
1、如图假定任选位 置造桥MN,连接AM 和BN,从A到B的路径 是AM+MN+BN,那么怎 样确定什么情况下最短 呢?


B
2、利用“两点间,线段最短”解决 问题我们遇到了什么障碍呢?
思维火花
我们能否在不改变AM+MN+BN的前 提下把桥转化到一侧呢?什么图形变换能 帮助我们呢?
各抒己见
1、把A平移到岸边. 2、把B平移到岸边. 3、把桥平移到和A相连. 4、把桥平移到和B相连.
A
M N P Q B
思维方法一
1、沿垂直于第一条河岸的方向平移A点至 AA1使AA1=MN,此时问题转化为问题基本题 型两点(A1、B点)和一条河建桥(PQ)
A A1
B
2、利用基本问题的解决方法确定桥PQ: (1)在沿垂直于第二条河岸的方向平移A1至A2, 使A1A2=PQ. (2)连接A2B交A2的对岸Q点,在点处建桥PQ.
合作与交流
上述方法都能做到使AM+MN+BN不变吗? 请检验.
1、2两种方法改变了.
怎样调整呢? 把A或B分别向下或上平移一个桥长
那么怎样确定桥的位置呢?
问题解决
如图,平移A到A1,使AA1 等于河宽,连接A1B交河 岸于N作桥MN,此时路 径AM+MN+BN最短.
A
A1
M N
M1 N1
B
理由;另任作桥M1N1,连接AM1,BN1,A1N1.
由平移性质可知,AM=A1N,AA1=MN=M1N1,AM1=A1N1. AM+MN+BN转化为AA1+A1B,而AM1+M1N1+BN1 转 化为AA1+A1N1+BN1. 在△A1N1B中,由三角形三边关系知A1N1+BN1>A1B 因此AM1+M1N1+BN1> AM+MN+BN
作法:1.将点B沿垂直与河岸的方向平移一个河宽到E, 2.连接AE交河对岸与点M, 则点M为建桥的位置,MN为所建的桥。 证明:由平移的性质,得 BN∥EM 且 BN=EM, MN=CD, BD∥ BD=CE, 所以A.B两地的距:AM+MN+BN=AM+MN+EM=AE+MN, 若桥的位置建在CD处,连接AC.CD.DB.CE, 则AB两地的距离为: M C AC+CD+DB=AC+CD+CE=AC+CE+MN, 在△ACE中,∵AC+CE>AE, N D ∴AC+CE+MN>AE+MN, E 即AC+CD+DB >AM+MN+BN 所以桥的位置建在CD处,AB两地的路程最短。
思维方法三
沿垂直于河岸方向依次把 B点平移至B1、B2,使 BB1=PQ,B1B2 = MN ; 连接B2A交于A点相邻河 岸于M点,建桥MN; 连接B1N交B1的对岸于P 点,建桥PQ; 从A点到B点的最短路径 为AM+MN+NP+MN +NP+PQ+QB转化 为AB2+B2B1+B1B.
A
M N P Q B2 B1 B
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