一、背景知识: 【传说】
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, 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 ”的问题便流传至今.
【问题原型】将军饮马 造桥选址 费马点 【涉及知识】两点之间线段最短,垂线段最短;
三角形两边三边关系; 轴对称 ;平移;
解题思路】找对称点,实现折转直
名叫海伦 .一天,
、将军饮马问题常见模型
1. 两定一动型: 两定点到一动点的距离和最小 例 1:在定直线 l 上找一个动点 P ,使动点 P 到两个定点 A 与 B 的距离之和最小, 即 PA+PB
最小 .
作法 :连接 AB ,与直线 l 的交点 Q,
Q 即为所要寻找的点,即当动点 P 跑到了点 Q 处,
PA+PB 最小,且最小值等于 AB.
原理: 两点之间线段最短。
证明:连接 AB ,与直线 l 的交点 Q,P为直线 l 上任意一点,
在⊿PAB 中,由三角形三边关系可知: AP+PB ≧ AB(当且仅当 PQ 重合时取﹦ )
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例 2:在定直线 l 上找一个动点 P,使动点 P 到两个定点 A 与 B 的距离之和最小,
即 PA+PB 的和最小 .
关键:找对称点
作法:作定点 B 关于定直线 l 的对称点 C,连接 AC ,与直线 l 的交点 Q 即为所要寻找的点, 即当动点
P跑到了点 Q处, PA+PB 和最小,且最小值等于 AC.
原理: 两点之间,线段最短 证明:连接AC,与直线 l的交点 Q,P为直线 l上任意一点, 在⊿PAC 中,由三角形三边关系可知: AP+PC≧ AC(当且仅当 PQ 重合时取﹦ ) 2. 两动一定型 例 3:在∠ MON 的内部有一点 A ,在 OM 上找一点 B ,在 ON 上找一点 C,使得△ BAC 周
长最短.
作法: 作点 A 关于 OM 的对称点 A',作点 A 关于 ON 的对称点 A'',连接 A' A ','与 OM 交于点
B,与 ON 交于点 C,连接 AB,AC ,△ ABC 即为所求.
原理: 两点之间,线段最短
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例 4:在∠ MON 的内部有点 A 和点 B,在 OM 上找一点 C ,在 ON 上找一点 D ,使得四边 形 ABCD 周长最短.
作法: 作点 A 关于 OM 的对称点 A',作点 B 关于 ON 的对称点 B',连接 A' B,'与 OM 交 于点 C,与 ON 交于点 D,连接 AC,BD,AB ,四边形 ABCD 即为所求. 原理: 两点之间,线段最短
3. 两定两动型最值
例 5:已知 A 、B 是两个定点, 在定直线 l 上找 两个动点 M 与 N,且 MN 长度等于定长 d(动
点M 位于动点 N左侧),使 AM+MN+NB 提示:存在定长的动点问题一定要考虑平移
的值最小 .
作法一: 将点 A 向右平移长度 d 得到点 A', 作 A'关于直线 l 的对称点 A'',连接 A''B, 交直线 l 于
点 N,将点 N 向左平移长度 d, 得到点 M 。
作法二 :作点 A 关于直线 l 的对称点 A1,将点 A1 向右平移长度 d 得到点 A2,连接 A2 B, 交直线 l 于
点 Q ,将点 Q 向左平移长度 d,得到点 Q。
原理: 两点之间,线段最短,最小值为 A''B+MN
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例 6: ( 造桥选址 )将军每日需骑马从军营出发,去河岸对侧的瞭望台观察敌情,已知河
流的宽度为 30 米,请问,在何地修浮桥,可使得将军每日的行程最短?
例 6: 直线 l1∥l2,在直线 l1 上找一个点 C,直线 l2上找一个点 D,使得 CD⊥l2, 且
AC +BD +CD 最短.
作法: 将点 A 沿 CD 方向向下平移 CD 长度 d 至点 A',连接 A'B,交
l2 于点 D,过点 D 作 DC⊥l2 于点 C,连接 AC.则桥 CD 即为所
原理: 求.此时最小值为 A'B+CD 两点之间,线段最短,
4. 垂线段最短型 例 7:在∠ MON 的内部有一点 A ,在 OM 上找一点 B,
在 ON 上找一点 C,使得 AB + BC
最短.
原理: 垂线段最短
点A 是定点, OM,ON是定线,
点 B、点 C 是 OM 、ON 上要找的点,是动点.
作法: 作点 A 关于 OM 的对称点 A',过点 A'作 A'C⊥ ON,
交 OM 于点 B,B、C 即为所求。
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例 8:在定直线 l 上找一个动点 P ,使动点 P 到两个定点 A 与 B 的距离之差最小, 即 PA-PB 最小 .
作法: 连接 AB ,作 AB 的中垂线与 l 的交点,即为所求点 此时
|PA-PB |=0
原理: 线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等
例 9:在定直线 l 上找一个动点 C,使动点 C 到两个定点 A 与 B 的距离之
差最大, 即 |PA-PB |最大
作法:延长 BA 交 l于点 C,点 C 即为所求,
即点 B、A、C 三点共线时,最大值为
原理: 三角形任意两边之差小于第三边
例 10:在定直线 l 上找一个动点 C,使动点 C 到两个定点 A 与 B 的距离
之差最大, 即|PA-PB | 最大
AB 的长度。
作法:作点 B关于 l 的对称点 B,连接 AB, 交交 l 于点 P 即为所求,最大值为 AB 的长度。 原理: 三角形任意两边之差小于第三边
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典型例题 三角形 1.如图,在等边△ ABC 中,AB = 6 ,AD⊥BC,
且 AE = 2 ,求 EM+EC 的最小值
E 是 AC 上的一点, M 是 AD 上的一点,
A
C
BH ⊥AC 于点 H,
C
解:点 C 关于直线 AD 的对称点是点 B , 连接 BE,交 AD 于点 M ,则 ME+MD 最小, 过点 B 作
则 EH = AH – AE = 3 – 2 = 1,BH = BC2 - CH2 = 62 - 32 = 3 3 在直角△ BHE 中, BE = BH2 + HE2
= (3 3)2 + 12 = 2 7
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