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专题课 一次函数背景下的最短路径问题

 一个大风子 2022-06-04 发布于黑龙江

      我们将“连点之间,线段最短”,“连接直线外一点与直线上个点的所有线段中,垂线段最短”这样的问题称为最短路径问题。一次函数背景下的最短路径问题通常表现为:动点在直线上(一次函数或者x轴,y轴上),动点与两定点的距离之和最小,求点的坐标或者线段之和的最小值。










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基本图形

1.一个动点

(1).两点在直线的两侧

当点A,B,P三点共线时,PA+PB的值最小.(两点之间,线段最短)

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(2).两点在直线的同侧

①作点A关于直线l的对称点A',连接PA'.

②连接A'B,与直线l交于点P',连接P'A.

点A',B,P三点共线时PA+PB的值最小,等于A'B.

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2.两个动点

点P和点Q分别在直线MN和直线l上.

①作点A关于直线MN的对称点A',作点B关于直线l的对称点B'.

②连接A'B',与MN交于点P,与直线l交于点Q.

③连接AP,PQ,QB.

点A',P,Q,B'四点共线时,PA+PQ+QB值最小,等于A'B'.

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例1 在平面直角坐标系内,点A,B的坐标分别为(3,2),(4,-2).

(1).连接AB,求直线AB与x轴的交点坐标;

(2).在y轴上是否存在一点P使得,PA+PB的值最小;

(3).先取另一点C(1,n),当n取何值时,CA+CB的值最小;

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【分析】点C(1,n)的坐标特征:横坐标为1,纵坐标为n(n取所有实数),例如(1,-1)(1,0)(1,1)(1,2)……,因此点C(1,n)所有点的集合在坐标系内的图像是一条直线(x=1).










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   例2 在平面直角坐标系内,点A,B的坐标分别为(1,0),(0,2),点P直线y=-x+4上的一动点,直线y=-x+4分别交x轴,y轴于点C,D.

(1).作出点P使得PA+QB的值最小;

(2).求出(1)中点P的坐标.

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【分析】由于直线y=-x+4与坐标轴围成的三角形是等腰直角三角形,所以作出对称图形后,B'C⊥y轴,即C(B'C,OC),然后利用待定系数法求出直线A'B的函数解析式,最后联立方程组,求出交点P的坐标。如果作出对称图形后,,B'C不与y轴垂直,这种方法就无法求出点B'的坐标了。










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例3 在平面直角坐标系内,点A,B的坐标分别为(2,3),(5,1),点P,Q分别是x轴,y轴上的动点.

(1).在坐标轴上作出点P,Q使得PA+PQ+QB的值最小;

(2).求出(1)中点P,Q的坐标.

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