(共19张PPT)
13.4 课题学习 最短路径问题 (第1课时)
问题1:
要在公路上修建一个泵站C,分别向公路两侧A、B两镇供气,泵站修在什么地方,可使泵站C到A、B两镇所用的输气管线最短
问题2:“饮马问题”
如图,牧马人从A地出发,到一条笔直的河流l边饮马,然后到B地,牧马人到河边的什么地方饮马,可使所走的路径最短?
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,将河流l 抽象为一条直 线.
探索新知
B
·
·
A
l
(1)从A 地出发,到河流l边 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?
(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).
思考1:如何将点B转“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
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
的和最小呢?
B
·
l
A
·
思考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?
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′.
在△AB′C′中,
AB′<AC′+B′C′,
∴ AC +BC<AC′+BC′.
即 AC +BC 最短.
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′
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
B
·
l
A
·
B′
C
C′
思考: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′”的作用是什么?
变式1:已知直线m、l和点B,在直线m、l上分别取点A、点C,使点B到点C再到点A的距离之和最小。
变式练习
变式2:如图,有两条直线m、l和一点B,在直线m、l上分别取点A、点C,使△BAC的周长最小。
变式练习
变式3:如图,有两条直线m、l和点B、点D,在直线m、l上分别取点A、点C,使四边形DACB的周长最小。
变式练习
变式4:如图,一个旅游船从大桥AB 的P 处前往山脚下的Q 处接游客,然后将游客送往河岸BC 上,再返回P 处,请画出旅游船的最短路径.
A
B
C
P
Q
山
河岸
大桥
变式练习
由于两点之间线段最短,所以首先可连接PQ,线
段PQ 为旅游船最短路径中的必经线路.将河岸抽象为
一条直线BC,这样问题就转化为“点P,Q 在直线BC
的同侧,如何在BC上找到一点R,使PR与QR 的和最
小”. 同问题2是一种类型,自己在练习本上独立完成
A
B
C
P
Q
山
河岸
大桥
课堂小结
1.通过这节课的学习,你获得了哪些数学知识和方法?
2.轴对称在所研究问题中起什么作用?
3.这节课你参与了哪些数学活动?谈谈你获得知识的方法和经验。
推荐作业
1.∠XOY内有一点P,在射线OX上找出一点M,在射线OY上找出一点N,使PM+MN+NP最短.
P
X
O
Y
推荐作业
2.如图:A为马厩,B为帐篷,牧马人某一天要从马厩牵出马,先到草地边某一处牧马,再到河边饮马,然后回到帐篷,请你帮他确定这一天的最短路线。
同学们再见(共10张PPT)
13.4 课题学习 最短路径问题 (第2课时)
问题1:如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥MN,桥造在何处可使从A到B的路径AMNB最短?(假定河的两岸是平行的直线,桥要与河垂直。)
A
B
M
N
a
b
探索新知
问题2:你能证明一下如果在不同于MN的位置造桥M/N/,距离是怎样的,能证明我们的做法AM+MN+NB的和是最短距离吗?试一下。
A
B
M
N
a
b
A′
问题2
证明:取不同于,M,N的另外两点M/,N/
由于M/N/=MN=AA/;
由平移的性质可知:AM=A/N,AM/=A/N/
又根据“两点之间,线段最短”可知A/N/+N/B>A/B
所以,AM/+N/B>AM+NB,
所以,AM/+N/B+M/N/> AM+NB+MN.
A
B
M
N
a
b
A′
M′
N′
问题3:还有其他的方法选两点M,N,使得
AM+MN+NB的和最小吗?试一试。
A
B
M
N
a
b
如何在四边形ABCD内取一点O, 使得点O到四边形四个顶点的距离和最小。
拓展应用
如何在四边形ABCD内取一点O, 使得点O到四边形四个顶点的距离和最小。
证明:如果存在不同于点O
的交点P,连接PA、PB、PC、PD,
那么PA+PC>AC,
即PA+PC>OA+OC,
同理,PB+PD>OB+OD,
∴PA+PB+PC+PD>OA+OB+OC+OD,
即点O是线段AC、BD的交点时,OA+OB+OC+OD之和最小.
拓展应用
课堂小结
1.通过这节课的学习,你获得了哪些数学知识和方法?学到哪些解决问题的思路。
2.你还有什么疑惑 在小组内提出来共同解决,解决不了的小组提出来全班解决。
3.这节课你参与了哪些数学活动?谈谈你获得知识的方法和经验。
推荐作业
(必做)1、把今天的收获写到数学日记上.(包括例题和拓展题目的分析方法和作图的方法、证明方法)
(选做)2、如图,如果A、B两地之间有两条平行的河,我们要建的桥都是与河岸垂直的。我们如何找到这个最短的距离呢?
同学们再见