轴对称最短路线问题【轴对称思想在最短路线问题上的应用】

  摘 要: 数学来源于生活,服务于生活,只有把数学知识和实际紧密结合在一起,才能发现数学的奥秘,才能更好地学习数学。本文探索了如何应用轴对称思想解决最短路线问题。   关键词: 轴对称思想 最短路线问题 应用方法
  
  学生已经学习了以下三个知识点:一、两点之间线段最短;二、轴对称图形的对称轴,是任何一对对应点所连线段的垂直平分线;三、线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等。那么,如何能充分理解和掌握,并灵活运用?我想只有和实际问题联系起来,学以致用,激发兴趣,才能提高分析问题、解决问题的能力。
  例1.要在河边l修建一个水泵站,分别向A、B两村送水,水泵站应修建在河边的什么地方,可使所用的水管最短?
  分析:要解决这个问题,找出点A关于直线l的对称点A′,联结A′B交直线l于点P,则点P就是到A、B两村庄的距离之和最短的点的位置.
  理由:根据轴对称的性质可知PA′=PA
  所以PA+PB=PA′+PB=BA′
  如果另外任选一点P(异于P),联结PA、PB、PA′,则有PA=PA′
  在△PBA′中,PA′+PB>BA′=PA′+PB=PA+PB
  即PA+PB>PA+PB
  因此,PA+PB为最短.
  由此可见,轴对称帮我们找到了符合要求的点的位置。
  该问题的解决为我们提供了一种解题的思路和线索,触类旁通,由此产生了一系列问题的解题思路。当然本题如果作B点关于的对称点也可。
  例2.解决实际问题(通过学生感兴趣的实际问题,激发学生学习激情)。
  打台球时,如图,要求把1号球打进右上底袋,请问如何打,路线是什么?
  分析:要想把1号球打进右上底袋,只有反弹球,而反弹球的关键是找反弹点,如何找反弹点,自然就会运用到轴对称知识。
  如图,找黄球的对称点,或找右上底袋的对称点都可找到反弹点P。
  以上是作一次对称点就可以解决问题,然而有些实际问题还需要作两次对称点才能解决。
  例3.如图:∠AOB=45°角内有一点P,PO=10,两边上各有点Q,R(不同O),求△PQR的周长最小值.
  作P点关于OA、OB的对称点P′、P″,联结P′P″交OA、OB分别于点Q、R.PQ+QR+RP最短.
  即PQ+QR+RP=P′P″===10
  通过以上知识的学习我们发现找最短路线的两种办法:一、两个点一条线时,作任意一点关于这条线的对称点,再与另一点连线即可找出最短路线的点;二、两个点两条线时,分别作两个点关于两条线的对称点,再连接两个对称点,找到两个交点为最短路线的两个点。
  注:“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
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