内容正文:
13.4 最短路径问题
如图所示,从A地到B地有三条路可供选择,你会选走哪条路最近?你的理由是什么?
知识回顾
选第②条
两点之间,线段最短
已知:如图,A,B在直线L的两侧,在l上求一点P,使得PA+PB最小.
两点在一条直线异侧
这是为什么呢?
两点之间,线段最短
连接AB,线段AB与直线l的交点P ,就是所求.
探究
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?
l
A
B
将军饮马问题
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”
你能将这个问题抽象为数学问题吗?
l
A
B
探究
将A,B 两地抽象为两个点,将河l 抽象为一条直线.
你能要自己的语言重新描述一下问题吗?
探究
将A,B 两地抽象为两个点,将河l 抽象为一条直线.
你能要自己的语言重新描述一下问题吗?
C
C是l上一个动点,
当点C在l的什么位置时,AC+BC最小?
探究
如图,点A,B 在直线l 的同侧,点C 是直线上的一个动点,当点C 在l 的什么位置时,AC 与CB 的和最小?
一开始的时候我们就讨论过点A,B在直线异侧的情况,
你还记得是怎么做的吗?
连接两点,交点就是所求
同侧的情况也能直连接两点吗?
不行
探究
如图,点A,B 在直线l 的同侧,点C 是直线上的一个动点,当点C 在l 的什么位置时,AC 与CB 的和最小?
能不能把点在同侧的问题转化为点在异侧的问题呢?
提示:将点B“移”到l 的另一侧B′处,得满足直线l 上的任意一点C,都保持CB 与CB′的长度相等.
你想到怎么做了吗?
探究
如图,点A,B 在直线l 的同侧,点C 是直线上的一个动点,当点C 在l 的什么位置时,AC 与CB 的和最小?
作法:
作点B 关于直线l 的对称点B ′;
连接AB ′,与直线l 相交于点C.
则点C 即为所求.
你能证明此时
AC+BC最短吗?
B ’
证明
证明此时AC+CB 最短
证明:如图,在直线l 上任取一点C ′(与点C 不重合),连接AC ′,BC ′,B ′C ′.
由轴对称的性质知,
BC =B ′C,BC ′=B ′C ′