13.4课题学习最短路径问题
13.4课题学习最短路径问题数学人教版八年级上册授课人:XXX
1.如图,连接A,B两点的所有线中,哪条最短?为什么?AB①②③②最短,因为两点之间,线段最短.2.如图,点P是直线l外一点,点P与该直线l上各点连接的所有线段中,哪条最短?为什么?PC最短,因为垂线段最短.导入新知PlABCD
3.在以前学习过哪些有关线段大小的结论?三角形三边关系:两边之和大于第三边;斜边大于直角边.4.如图,如何做点A关于直线l的对称点?AlA′导入新知
1.能利用轴对称解决简单的最短路径问题.2.体会图形的变化在解决最值问题中的作用,感悟转化思想.素养目标
“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,我们称之为最短路径问题.AB①②③PlABCD利用对称知识解决最短路径问题知识点1现实生活中经常涉及到选择最短路径问题,本节将利用数学知识探究数学史上著名的“牧马人饮马问题”及“造桥选址问题”.探究新知
如图,牧马人从A地出发,到一条笔直的河边l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?C抽象成ABl数学问题作图问题:在直线l上求作一点C,使AC+BC最短问题.实际问题ABl探究新知
现在假设点A,B分别是直线l异侧的两个点,如何在l上找到一个点,使得这个点到点A,点B的距离的和最短?根据“两点之间,线段最短”,可知这个交点即为所求.解:连接AB,与直线l相交于一点C.问题1:AlBC探究新知
如果点A,B分别是直线l同侧的两个点,又应该如何解决所走路径最短的问题?【思考】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?ABl利用轴对称,作出点B关于直线l的对称点B′.问题2:探究新知
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.ABlB′C探究新知
你能用所学的知识证明AC+BC最短吗?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.问题3:ABlB′CC′探究新知
例1如图,已知点D,点E分别是等边三角形ABC中BC,AB边的中点,AD=5,点F是AD边上的动点,则BF+EF的最小值为()A.7.5B.5C.4D.不能确定解析:△ABC为等边三角形,点D是BC边的中点,即点B与点C关于直线AD对称.∵点F在AD上,故BF=CF.即BF+EF的最小值可转化为求CF+EF的最小值,故连接CE即可,线段CE的长即为BF+EF的最小值.而CE=AD.B最短路径问题的应用素养考点探究新知
方法点拨此类求线段和的最小值问题,找准对称点是关键,而后将求线段长的和转化为求某一线段的长,再根据已知条件求解.探究新知
如图,直线l是一条河,P、Q是两个村庄.欲在l上的某处修建一个水泵站,向P、Q两地供水,现有如下四种铺设方案,图中实线表示铺设的管道,则所需要管道最短的是()DPQlA.MPQlB.MPQlC.MPQlD.M巩固练习
如图,A、B是两个蓄水池,都在河流a的同侧,为了方便灌溉作物,要在河边建一个抽水站,将河水送到A、B两地,问该站建在河边什么地方,可使所修的渠道最短,试在图中确定该点(保留作图痕迹).解:如图,P点即为该点.巩固练习
例2如图,在直角坐标系中,点A,B的坐标分别为(1,4)和(3,0),点C是y轴上的一个动点,且A,B,C三点不在同一条直线上,当△ABC的周长最小时点C的坐标是()A.(0,3)B.(0,2)C.(0,1)D.(0,0)解析:作B点关于y轴对称点B′,连接AB′,交y轴于点C′,此时△ABC的周长最小,然后依据点A与点B′的坐标可得到BE、AE的长,然后证明△B′C′O为等腰直角三角形即可.B′C′EA巩固练习
方法点拨求三角形周长的最小值,先确定动点所在的直线和固定点,而后作某一固定点关于动点所在直