内容正文:
八年级数学上册·人教版
第13章 轴对称
13.4 课题学习 最短路径问题
本节课以数学史中的一个经典问题——“将军饮
马问题”为载体开展对“最短路径问题”的课题研
究,让学生经历将实际问题抽象为数学的线段和最
小问题,再利用轴对称将线段和最小问题转化为
“两点之间,线段最短”(或“三角形两边之和大
于第三边”)问题.
学习目标:
能利用轴对称解决简单的最短路径问题,体会图形
的变化在解决最值问题中的作用,感悟转化思想.
学习重点:
利用轴对称将最短路径问题转化为“两点之间,线
段最短”问题.
课件说明
引言:
前面我们研究过一些关于“两点的所有连线中,线
段最短”、“连接直线外一点与直线上各点的所有线段
中,垂线段最短”等的问题,我们称它们为最短路径问
题.现实生活中经常涉及到选择最短路径的问题,本节
将利用数学知识探究数学史中著名的“将军饮马问题”.
引入新知
问题1 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?
探索新知
B
A
l
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?
探索新知
B
A
l
追问1 这是一个实际问题,你打算首先做什么?
将A,B 两地抽象为两个点,将河l 抽象为一条直 线.
探索新知
B
·
·
A
l
(1)从A 地出发,到河边l 饮马,然后到B 地;
(2)在河边饮马的地点有无穷多处,把这些地点与A,
B 连接起来的两条线段的长度之和,就是从A 地
到饮马地点,再回到B 地的路程之和;
探索新知
追问2 你能用自己的语言说明这个问题的意思,
并把它抽象为数学问题吗?
探索新知
追问2 你能用自己的语言说明这个问题的意思,
并把它抽象为数学问题吗?
(3)现在的问题是怎样找出使两条线段长度之和为最
短的直线l上的点.设C 为直线上的一个动点,上
面的问题就转化为:当点C 在l 的什么位置时,
AC 与CB 的和最小(如图).
B
A
l
C
追问1 对于问题2,如何
将点B“移”到l 的另一侧B′
处,满足直线l 上的任意一点
C,都保持CB 与CB′的长度
相等?
探索新知
问题2 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?
B
·
l
A
·
追问2 你能利用轴对称的
有关知识,找到上问中符合条
件的点B′吗?
探索新知
问题2 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?
B
·
l
A
·
作法:
(1)作点B 关于直线l 的对称
点B′;
(2)连接AB′,与直线l 相交
于点C.
则点C 即为所求.
探索新知
问题2 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?
B
·
l
A
·
B′
C
探索新知
问题3 你能用所学的知识证明AC +BC最短吗?
B
·
l
A
·
B′
C
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′.
∴ AC +BC
= AC +B′C = AB′,
AC′+BC′
= AC′+B′C′.
探索新知
问题3 你能用所学的知识证明AC +BC最短吗?
B
·
l
A
·
B′
C
C′
探索新知
问题3 你能用所学的知识证明AC +BC最短吗?
证明:在△AB′C′中,
AB′<AC′+B′C′,
∴ AC +BC<AC′+BC′.
即 AC +BC 最短.
B
·
l
A
·
B′
C
C′
若直线l 上任意一点(与点
C 不重合)与A,B 两点的距离
和都大于AC +BC,就说明AC +
BC 最小.
探索新知
追问1 证明AC +BC 最短时,为什么要在直线l 上
任取一点C′(与点C 不重合),证明AC +BC <AC′
+BC′?这里的“C′”的