内容正文:
将军饮马问题求两条线段和最小值
唐朝诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:"白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河。"诗中隐含着一个有趣的数学问题。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。将军每天从军营A出发,先到河边饮(yìn)马,然后再去河岸同侧的B地开会,应该怎样走才能使路程最短?
l
军营
河流
会议
A
B
如果将军在河边的另外任一点C'饮马,所走的路程就是AC'+C’B,
但是AC'+C'B=A'C'+C'B>A'B=A'C+CB=AC+CB.故在点C处饮马,路程最短。
这有几点需要说明的:(1)由作法可知,河流L相当于线段AA'的中垂线,所以AC=A’C。(2)由上一条知:将军走的路程就是AC+BC,就等于A'C+BC,而两点确定一线,所以C点为最优的饮水点。
1.如图,直线l和l的异侧两点A.B,在直线l上求作一点P,使PA+PB最小。
将军饮马的两种基本模型
对应练习1:如图,正方形ABCD的边长为2,点E为BC的中点,点F为对角线AC上一点,则DF+EF的最小值为_____.
对应练习1:如图,正方形ABCD的边长为2,点E为BC的中点,点F为对角线AC上一点,则DF+EF的最小值为_____.
2.如图,直线l和l的同侧两点A.B,在直线l上求作一点P,使PA+PB最小。
对应练习2 如图,在菱形ABCD中,AB=8,E是BC边的中点,P是菱形ABCD内一动点,若△PBE的面积是6,则PB+PE的最小值是______.
B’
小结:解决此类问题的关键是确定动点的位置,通常将在同侧的定点通过轴对称转化到异侧,利用两点之间线段最短进行求解.
培根曾说过“数学是打开科学大门的钥匙”,希望大家认真学数学,并爱上数学!
3.“一定点+两动点”周长最小值问题:在OA上找一点M,在OB上找一点N,使得△PMN周长最小.
解决思路:分别作点P关于OA,OB的对称点P′,P″,连接P′P″,交OA,OB于点M,N.
将军饮马问题其他模型:
4.“两定点+两动点”周长最小值问题:在OA上找一点M,在OB上找一点N,使得四边形PQNM周长最小.
解决思路:分别作点P,Q关于OA,OB的对称点P′,Q′,连接P′Q′,分别交OA,OB于点M,N.
5.三动点周长最小值问题:在AB,AC,BC上分别找一点D,E,F,使得△DEF的周长最小.
解决思路:过点C作CD⊥AB于点D,分别作点D关于AC,BC的对称点D′,D″,连接D′D″即可.
6.如图,点A是∠MON外的一点,在射线ON上作点P,使PA与点P到射线OM的距离之和最小
解决思路:过点A作AB⊥ON于点B,则PA+PB=AB就是PA与点P到射线OM的距离之和的最小值。
谢谢!
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