
【問題引入】 “白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河”,這是唐代詩(shī)人李頎《古從軍行》里的一句詩(shī)。而由此卻引申出一系列非常有趣的數(shù)學(xué)問題,通常稱為“將軍飲馬”。
【問題描述】如圖,將軍在圖中點(diǎn)A處,現(xiàn)在他要帶馬去河邊喝水,之后返回軍營(yíng),問:將軍怎么走能使得路程最短?
【問題簡(jiǎn)化】如圖,在直線上找一點(diǎn)P使得PA+PB最?。?br/>【問題分析】這個(gè)問題的難點(diǎn)在于PA+PB是一段折線段,通過觀察圖形很難得出結(jié)果,關(guān)于最小值,我們知道“兩點(diǎn)之間,線段最短”、“點(diǎn)到直線的連線中,垂線段最短”等,所以此處,需轉(zhuǎn)化問題,將折線段變?yōu)橹本€段.
【問題解決】作點(diǎn)A關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)A’,連接PA’,則PA’=PA,所以PA+PB=PA’+PB
當(dāng)A’、P、B三點(diǎn)共線的時(shí)候,PA’+PB=A’B, 此時(shí)為最小值(兩點(diǎn)之間線段最短)
【思路概述】 作端點(diǎn)(點(diǎn)A或點(diǎn)B)關(guān)于折點(diǎn)(上圖P點(diǎn))所在直線的對(duì)稱,化折線段為直線段.
【一定兩動(dòng)之點(diǎn)點(diǎn)】在OA、OB上分別取點(diǎn)M、N,使得△PMN周長(zhǎng)最小.
此處M、N均為折點(diǎn),分別作點(diǎn)P關(guān)于OA(折點(diǎn)M所在直線)、OB(折點(diǎn)N所在直線)的對(duì)稱點(diǎn),化折線段PM+MN+NP為P’M+MN+NP’’,當(dāng)P’、M、N、P’’共線時(shí),△PMN周長(zhǎng)最?。?br/>【兩定兩動(dòng)之點(diǎn)點(diǎn)】在OA、OB上分別取點(diǎn)M、N使得四邊形PMNQ的周長(zhǎng)最小。
【一定兩動(dòng)之點(diǎn)線】在OA、OB上分別取M、N使得PM+MN最小。
三、幾何圖形中的將軍飲馬
【尋找?guī)缀螆D形中端點(diǎn)關(guān)于折點(diǎn)所在直線的對(duì)稱點(diǎn)位置】
【分析】此處M點(diǎn)為折點(diǎn),作點(diǎn)N關(guān)于BD的對(duì)稱點(diǎn),恰好在AB上,化折線CM+MN為CM+MN’.
因?yàn)镸、N皆為動(dòng)點(diǎn),所以過點(diǎn)C作AB的垂線,可得最小值,選C.
【分析】先考慮M為折點(diǎn),作點(diǎn)P關(guān)于OM對(duì)稱點(diǎn)P’,化AM+MP+PN為AM+MP’+P’N
此處P’為折點(diǎn),作點(diǎn)N關(guān)于OP’對(duì)稱點(diǎn)N’,化AM+MP’+P’N為AM+MP’+P’N’
當(dāng)A、M、P、’N’共線且AN’⊥ON’時(shí),值最?。?
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