内容正文:
将军饮马问题的拓展与应用
看图思考:
为什么有的人会经常践踏草地呢?
绿地里本没有路,走的人多了… …
禁止践踏
两点之间,线段最短
爱护草坪
一:走进数学故事
白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河。
行人刁斗风沙暗,公主琵琶幽怨多。
野云万里无城郭,雨雪纷纷连大漠。
胡雁哀鸣夜夜飞,胡儿眼泪双双落。
闻道玉门犹被遮,应将性命逐轻车。
年年战骨埋荒外,空见蒲桃入汉家。
唐.李欣《古从军行》
如图所示,诗中将军在观望烽火之后从山脚下A点出发,走到河边饮马后再到B点宿营,请问怎样走才能使总路程最短?
河流
A
B
A’
c
两点之间,线段最短
二:探索数学本真
费马最短时间原理 :光是沿着光程为极值的路径传播的
将军饮马问题:
两线段之和最短这个问题早在古罗马时代就有了,传说亚历山大城有一位精通数学和物理的学者,名叫海伦.一天,一位罗马将军专程去拜访他,向他请教一个百思不得其解的问题:
将军每天骑马从城堡A出发,到城堡B,途中
马要到小溪边饮水一次。将军问怎样走路程最短?
这就是被称为"将军饮马"而广为流传的问题。
变式一:思考,点p在直线L哪个位置的时候,有AP-BP最大?
饮马问题的本质
A
B
A
B
P
A’
P
异侧
图1
图2
图1
A
B
图2
A
B
P
B’
P
同侧
应用1,
如图,若A到直线L的距离AC是3KM,B到直线L的距离BD是1KM,并且C,D的距离为4KM,在直线L上找一点P,使PA+PB的值最小,并求这个最小值。
L
A
B
C
D
A’
P
H
法二:
L
A
B
C
D
A’
P
X
Y
E
(0,3)
(4,1)
(0,-3)
在直角坐标系中,有四个点A(-8,1),
B(-4,5),C(0,n),D(m,0),当四边形ABCD的周长最短时,求m/n
变式一:
A
B
C
D
如何求AD的长度?
变式二:
如图,已知A(4,0),B(0,4),从点p(2,0)射出的光线经直线AB反射后再射直线OB上,最后经直线OB反射又回到P点,则光线所经过的路程是( )(2013年湖南高考题)
A:
B:6 C:
D:
求代数式 的最小值
变式一:求函数 的最小值
应用二:
三,探索拓展应用
如果饮马人从图中的A点出发到笔直的河岸L去饮马,
且沿河走一段路程a,然后再去B地,走什么样的路程最短呢?
拓展1:
A
B
C
D
CD=a
B’
A’
如图,已知点A(3,4),点B的坐标(-1,1),在X轴上另取
两点E,F(F在E的右侧),且EF=1.线段EF在X轴上平移,
线段EF平移至何处时,四边形ABEF的周长最小?求出此时点E的坐标。
应用1:
x
y
A
B
E
F
如图,A,B两点位于一条河的两岸,假定河的两岸笔直且要在河上建一座桥,问把桥建在何处,才能使点A经过这座桥到B点最短?
拓展2:
河流
河流宽度为 X
A
B
B’
B B’=X
C
如图,如果饮马人从点A出发,先到笔直的草地边 的某一处饮马,再到笔直的河岸去饮马,然后回到B处,走什么样的路程最短。
拓展3:
A
B
A’
B’
C
D
饮马人走的路程是A---C---D---B
如图, 角内有一点P,PO=10,在角两边上有两点Q,R(均不同于点0),
1)求 的周长最小值是?
2)当 周长最小时, 的度数=( )
应用:
o
A
B
P
Q
R
总结归纳升华
通过一系列的探索可知,将军饮马问题的本质:
1),求最短线路问题,通过几何变换找到对称图形。
2)把A,B两点在直线同侧的问题转化为在直线的两侧,化折线为直线
3)利用“两点间线段最短”
结束语
今天我们共同经历了“饮马问题”拓展的探旅程,
相信你会有所感触,请你延续这种学习方法和探索方式,
你会发现数学其实挺好玩,你更会发现数学很有趣,数学也挺美。
$$