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初中数学|经典几何问题:“将军饮马”模型

 一个大风子 2022-01-06
'将军饮马'由来

      相传亚历山大城有一位精通数学的学者海伦。某日,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(yìn)马,然后再去河岸同侧的B地开会,应该怎样走才能使路程最短?从此,这个被称为'将军饮马'的问题广泛流传。 

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       据说海伦思考片刻就解决了这个问题。

       抽象为数学模型:直线同侧有两个定点A、B,请在直线上找一点C,使AC+BC值最小。如果点A、B在直线的两侧,我们便可用两点之间线段最短,找到点C的位置了。即连接AB交直线于点C。

       因此,构造点A关于直线l的对称点A’,连接A’B交直线于点C,点C就找到了。(找对称点,本质上是通过AC=A'C,把问题转化为求A'C+BC最小值)

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'将军饮马'模型

       常用的“将军饮马”模型有6种。

模型1. 如下图,A、B两点在直线的两侧,在直线上找到点P,使PA+PB最小。

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模型2. 如下图,A、B两点在直线的同侧,在直线上找到点P,使PA+PB最小。

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模型3. 如下图,点 P 是∠MON 内的一点(定点),在OM,ON上分别构造点A,B,使△PAB 的周长最小。 

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模型4. 如下图,点 P,Q 是∠MON 内的两点(定点),在OM,ON上分别构造点A,B,使四边形PAQB的周长最小。 

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模型5. 如下图,点A是∠MON外的一点,在射线OM上找到点P,使PA+PB(点P到射线ON的距离)最小。

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模型6.  如下图,点A是∠MON内的一点,在射线OM上找到点P,使PA+PB(点P到射线ON的距离)最小。

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相关例题

    如下图,在等边△ABC中,AB=6,AD⊥BC,E是AC上的一点,AE =2,M是AD上的一动点,求EM+EC的最小值?

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分析

      目标:利用模型让“C、E异侧”

      因为点B是点C关于直线AD的对称点,

      连接BE,交AD 于点M,则ME+MD最小。

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       过点B作BH⊥AC于点H,则EH = AH – AE = 3 – 2 =1,再利用勾股定理就可以求出BH,可以发现△BEH也是直角三角形,重复使用勾股定理,得到BE=2√7.

思考:构造E的对称点,如何作答

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图文|小修

排版|歪歪

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