内容正文:
青岛版初中数学九年级下学期
最短路径问题专练
潍坊市寒亭区实验中学
陈洁
最短路径问题专练
目标导航 有的放矢
早在古罗马时代,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,问他一个百思不得其解的问题. 将军每天从军营A出发,先到河边饮马,然后再去河岸同侧的军营B开会,应该怎样走才能使路程最短?这个问题的答案并不难,据说海伦略加思索就解决了它,从此以后,这个被称为“将军饮马”的问题流传至今.
“将军饮马”模型
两定一动型(同侧)
P
PA+PB=PA1+PB
构建模型 形成策略
例题1. 直线 与y轴交于A,与x轴交于D,抛物线 与直线交于A、E两点,与x轴交于B、C两点,点P是抛物线的对称轴上的一点.
(1)能否在抛物线的对称轴上找一点P,使点A到点P,再到点B的运动路径最短,即PA+PB最小,求得此时点P坐标及最小值;
思路分析:
y
x
O
D
E
A
B
C
(0,1)
(-2,0)
(4,3)
(1,0)
(2,0)
x=
∙
∙
∙
∙
P
∙
∙
∙
“将军饮马”与二次函数结合考查时,注意把“将军饮马”模型抽离出来分析,然后再放到二次函数背景下即可解决最值问题.
(0,1)
A
E
P
(1,0)
(2,0)
B
C
(-2,0)
D
构建模型 形成策略
(2)若二次函数对称轴与x轴交点为点F, 能否在抛物线的对称轴上找一点P,使点P到点A,到点F运动路径最短,即AP+AF的值最小,求得此时点P坐标.
(0,1)
(-2,0)
(4,3)
(1,0)
(2,0)
构建模型 形成策略
y
x
O
D
E
A
B
C
(0,1)
(-2,0)
(4,3)
(1,0)
(2,0)
∙
∙
P
F
思路分析:
(3)能否在抛物线的对称轴上找一点P,使得∣PA-PB∣最大,求得此时点P坐标.
思路分析:
y
x
O
D
E
A
B
C
(0,1)
(-2,0)
(4,3)
(1,0)
(2,0)
x=
∙
∙
∙
P
由三角形两边之差小于第三边得,当A、B、P在同一直线上时∣PA-PB∣的值最大,可求得AB的解折式为y=-x+1,将对称轴的数值代入即可求得点P的坐标.
构建模型 形成策略
(0,1)
(-2,0)
A
D
P
B
(1,0)
C
(2,0)
P
共线原理
最短路径 总结规律
(1)两点在一条直线同侧求线段和的最小值为“将军饮马”问题,依据轴对称性作出图形,求出一次函数表达式再求点的坐标;
(2)求线段差的最大值或动点到两定点距离差的最大值,可考虑依据三角形三边关系进行分析,应用“共线”原理求坐标或最值;
(3)注意“垂线段最短”在求最短路径问题或最值问题中的应用,注意不同情境中基本数学模型构建。
最短路径 化曲为直
一个圆柱体的底面周长为24cm,母线AB为4cm、BC是上底的直径.一只蚂蚁从下底面的点A处出发爬行到上底面的点C处,如果它沿圆柱体的侧面爬行,其最短路径长是多少(精确到0.1cm)?
B
C
A
思路分析:
D
A
B
C
D
A1
B1
B
D
A1
B1
两点之间线段最短
化曲为直
转化思想
例例例
最短路径 拓展提升
P
Q
B1
A1
最短路径 综合实践
l1
l2
.
A
B
.
.
B1
C
D
河流较宽(河宽不可忽略),河的两岸互相平行,要在河上修建一座与河岸垂直的桥CD,在哪里建桥使得A,B两村之间的路径A—C—D—B最短?请你设计一个解决问题的方案.
最短路径 综合实践
.
A
B
有一段“L”形的河流,河的西侧有村庄A,河的南侧有村庄B.如果要在南北走向的河道上和东西走向的河道上,分别修建一座与河岸垂直的桥梁,再修一条连接两桥的道路,使A,B两村之间经过这两座桥梁的路径最短.两座桥的位置应当选在何处?
.
A1
B1
C
D
E
F
最短路径 挑战自我
A,B,C是三个村庄,它们恰好是正方形ABCD的三个顶点,现在要在公路BD某处P的附近修建一座农产品收购站.当点P选在何处时AP+BP+CP的值最小?试利用图形的旋转,探索点P的位置.
C
A
B
D
A1
P1
P
点P的确定方法:①将线段BA绕着点B逆时针旋转60°得到BA1;
②连接A1C交BD于点P,则点P就是符合条件的点.
回顾模型 形成体系
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版本:青岛版
课题:最短路径问题专练
作者:潍坊市寒亭区实验中学 陈洁
年级:初中数学九年级下学期
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