最短路径问题学案教案
13.4课题学习 最短路径问题教学设计
13.4 课题学习最短路径问题(第一课时)一、内容和内容解析1.内容利用轴对称研究某些最短路径问题。
2.内容解析最短路径问题是人教版八年级上册第十三章第四节内容,本节课以一个实际问题为载体开展对“最短路径问题”的课题研究,让学生将实际问题抽象为数学中线段之和最小问题,并建立数学模型,学会用数学的眼光观察现实世界.初步了解利用图形变换——轴对称的方法来解决最值问题,体会用数学的思维思考现实世界。
从内容上来看,在本章节之前学生已经学习了“两点之间,线段最短”“三角形两边之和大于第三边”等相关理论,以及简单的轴对称知识,这为过渡到本节的学习起着铺垫作用。
本节课既轴对称知识运用的延续,从初中数学的角度来看,也是中考数学的热点问题之一,本节课的教学内容是解决中考最值综合问题的基础,具有承上启下作用。
本节课的教学重点:利用轴对称将最短路径问题转化为“两点之间,线段最短”问题。
二、目标和目标解析1.目标(1)能利用轴对称解决简单的最短路径问题,体会图形的变化在解决最值问题中的作用,感悟转化思想。
(2)通过实际问题的提出,能够抽象为数学问题,并建立数学模型,利用所掌握的数学知识完成严谨的推理过程,然后再解决实际问题。
体会数学在实际生活中的价值。
2.目标解析达成目标 1 的标志是:学生能将实际问题中的“地点”“河”抽象为数学中的“点”“线",把实际问题抽象为数学的线段和最小问题;能利用轴对称将线段和最小问题转化为“两点之间,线段最短”问题;能通过逻辑推理证明所求距离最短;在探索最短路径的过程中,体会轴对称的“桥梁”作用,感悟转化思想。
达成目标 2 的标志是:课题学习本身是考察综合能力,注重现实背景,学生能从生活中自己发现问题,并抽象成数学模型,掌握转化的探究方法,将不熟悉的模型转化成所学过简单的数学模型,通过合作探究,解决问题。
三、教学问题诊断分析已形成的:我校八年级学生已经学习轴对称相关的简单知识,掌握了“两点之间,线段最短”“三角形两边之和大于第三边”等相关理论,思维活跃,敢于尝试,具备一定的动手操作能力和小组合作意识,同时也具备一定的数学抽象能力和数学建模能力。
最短路径问题教案
最短路径问题教案一、前置知识在学习最短路径问题之前,需要掌握以下基础知识:1.图的基本概念:顶点、边、度、路径、连通性等。
2.图的存储方式:邻接矩阵、邻接表等。
3.图的遍历算法:深度优先搜索(DFS)、广度优先搜索(BFS)等。
4.基本的算法思想:贪心、分治、动态规划等。
二、最短路径问题最短路径问题是指在一个加权图中,找到从一个顶点到另一个顶点的最短路径。
其中,加权图是指每条边都有一个权值,表示从一个顶点到另一个顶点的距离或代价。
最短路径问题是图论中的一个经典问题,也是许多实际问题的基础。
例如,在计算机网络中,路由器需要找到从源节点到目标节点的最短路径,以便将数据包传输到目标节点。
最短路径问题可以分为两类:单源最短路径和全源最短路径。
1. 单源最短路径单源最短路径是指从一个固定的源节点出发,到达图中其他所有节点的最短路径。
常见的算法有:•Dijkstra算法•Bellman-Ford算法•SPFA算法1.1 Dijkstra算法Dijkstra算法是一种贪心算法,用于解决单源最短路径问题。
它的基本思想是:从源节点开始,每次选择距离源节点最近的一个节点,然后以该节点为中心进行扩展,直到扩展到终点为止。
Dijkstra算法的具体步骤如下:1.初始化:将源节点到所有节点的距离初始化为无穷大,源节点到自身的距离为0。
2.选择:从未确定最短路径的节点中,选择距离源节点最近的节点。
3.更新:对于该节点的所有邻居节点,更新它们到源节点的距离。
4.标记:将该节点标记为已确定最短路径。
5.重复:重复步骤2~4,直到所有节点都被标记为已确定最短路径,或者无法到达终点。
Dijkstra算法的时间复杂度为O(n^2),其中n为节点数。
如果使用堆优化,可以将时间复杂度降为O(mlogn),其中m为边数。
1.2 Bellman-Ford算法Bellman-Ford算法是一种动态规划算法,用于解决单源最短路径问题。
它的基本思想是:从源节点开始,每次对所有边进行松弛操作,即尝试通过当前节点更新其他节点的距离,直到所有节点的距离都不再更新。
八年级数学上册《最短路径问题》教案、教学设计
4.方法指导:教师引导学生运用坐标系、网格纸等工具,将实际问题转化为数学模型。
5.课堂小结:总结解决最短路径问题的方法,提炼数学思想。
第二课时:巩固提高,解决实际问题
1.创设情境:提供一些实际生活中的问题,让学生运用所学知识解决。
2.自主探究:学生独立思考,尝试解决实际问题。
2.培养学生面对困难时,勇于挑战、积极思考的良好品质。
3.培养学生合作交流、共同解决问题的团队意识,提高沟通能力。
4.培养学生将所学知识运用到实际生活中的意识,增强学生的实践能力。
5.使学生认识到数学与现实生活的紧密联系,体会数学在解决实际问题中的价值,提高学生对数学学科的认识。
二、学情分析
八年级的学生已经具备了一定的数学基础,对于坐标系、距离计算等概念有初步的了解。在此基础上,他们对最短路径问题充满好奇心,但可能尚未形成系统性的解题思路和方法。因此,在本章节的教学中,应关注以下几个方面:
b.请学生尝试研究:在给定的条件下,如何判断两点之间是否存在最短路径?若存在,如何求解?
作业要求:
1.学生需独立完成作业,确保解题过程清晰、规范。
2.鼓励学生在解决最短路径问题时,尝试不同的方法和思路,培养创新意识。
3.做完作业后,学生应认真检查,确保答案正确,并对解题过程进行总结和反思。
4.作业完成后,及时上交,教师将进行批改和反馈。
五、作业布置
为了巩固本节课所学知识,提高学生解决最短路径问题的能力,特布置以下作业:
1.必做题:
a.请学生绘制一幅包含五个点的坐标系图,任意指定两个点作为起点和终点,找出所有可能的最短路径,并计算出它们的长度。
b.从教材或课外资料中选择两道最短路径问题的题目,运用课堂所学方法进行解答。
最短路径优秀教案.doc
课题学习最短路径问题(笫1课时)教学目标1.了解将军饮马及造桥选址两个常见类型.2.会解答将军饮马及造桥选址中的最短路径问题.3.能初步应用将军饮马及造桥选址两个常见类型完成类似题目.教学重点难点1.将实际问题抽象为数学问题.2.解决最短路径问题教学内容将军饮马.教学过程一、导入新课问题1如下图,牧马人从A地出发,到一条笔直的河边/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?二、探究新知1.将实际问题抽象为数学问题师生活动:学生尝试回答,并相互补充,最后达成共识.(1)把A、B两地抽象为两个点;(2)把河边Z近似地看成一条直线(下图),C为直线Z上的一个动点,那么,上面的问题可以转化为:当点C在/的什么位置时,AC与CB的和最小.2.尝试解决数学问题(1)由这个问题,我们可以联想到下面的问题:如图,点A, 〃分别是直线?异侧的两个点,如何在2上找到一个点,使得这个点到点A、点〃的距离的和最短?•B利用已经学过的知识,可以很容易地解决上面的问题,即:连接与直线/相交于一点,根据“两点之间,线段最短”,可知这个交点即为所求.(2)现在要解决的问题是:点A, B分别是直线2同侧的两个点,如何在2 上找到一个点,使得这个点到点A、点B的距离的和最短?(3)如何能把点B移到2的另一侧处,同时对直线2上的任一点C,都保持CB 与CB,的长度相等,就可以把问题转化为“上图”的情况,从而使新问题得到解决.(4)你能利用轴对称的有关知识,找到符合条件的点歹吗?学生独立思考后,尝试画图,完成问题.小组交流,师生共同补充得出:作出点B关于/的对称点B',利用轴对称的性质,可以得到CB'=CB (下右图).连接AB',则A夕与/的交点即为所求.3.师生共同分析,合作证明“AC+BC”最短.证明:如上右图,在直线/上的任一点C (与点C 不重合),连接AC, BC, BG 由轴对称的性质知:BC=B'C, BC=BC:.AC+BC=AC+B ,C=AB ,f AC ,+BC ,=AC+B f C ,.在△ ABC 中,AB ,<AC ,+B ,C ,,・•・ AC+BC<AC+BC. 即AC+BC 最短.提问:证明AC+BC 最短时,为什么要在直线/上任収一点C (与点C 不重合),证 明AC+BC<AC+BC2这里“C”的作用是什么?学生相互交流,教师适时点拨,最后达成共识.三、巩固练习已知P 是△ABC 的边BC 上的点,你能在AB 、AC 上分别确定一点Q 和几 使△P0R 的周长最短吗?学生独立完成,必要时教师点拨指导.课堂小结总结用数学解决实际问题的步骤.教学反思: 证明"I'・B'。
八年级数学上册 13.4 课题学习 最短路径问题教学设计 (新版)新人教版
八年级数学上册 13.4 课题学习最短路径问题教学设计(新版)新人教版一. 教材分析“课题学习最短路径问题”是人教版八年级数学上册第13.4节的内容。
这部分内容主要让学生了解最短路径问题的实际应用,学会使用图论中的最短路径算法来解决实际问题。
教材通过引入一个实际问题,引导学生探讨并找出解决问题的方法,从而培养学生解决问题的能力和兴趣。
二. 学情分析八年级的学生已经掌握了图论的基本知识,如图的定义、图的表示方法等。
但是,对于图的最短路径问题,学生可能还没有直观的理解和认识。
因此,在教学过程中,教师需要结合学生的已有知识,通过实例讲解、动手操作等方式,帮助学生理解和掌握最短路径问题。
三. 教学目标1.知识与技能目标:让学生了解最短路径问题的实际应用,学会使用图论中的最短路径算法来解决实际问题。
2.过程与方法目标:通过探讨实际问题,培养学生解决问题的能力和兴趣。
3.情感态度与价值观目标:培养学生对数学的热爱,提高学生解决实际问题的能力。
四. 教学重难点1.教学重点:最短路径问题的实际应用,图论中的最短路径算法。
2.教学难点:如何引导学生从实际问题中抽象出最短路径问题,并运用图论知识解决。
五. 教学方法1.情境教学法:通过引入实际问题,激发学生的学习兴趣,引导学生主动探究。
2.实例讲解法:通过具体的实例,讲解最短路径问题的解决方法,帮助学生理解和掌握。
3.动手操作法:让学生亲自动手操作,加深对最短路径问题的理解。
六. 教学准备1.教学素材:准备一些实际问题的案例,以及相关的图论知识介绍。
2.教学工具:多媒体教学设备,如PPT等。
3.学生活动:让学生提前预习相关内容,了解图论的基本知识。
七. 教学过程1.导入(5分钟)通过一个实际问题引入最短路径问题,激发学生的学习兴趣。
例如,讲解从一个城市到另一个城市,如何找到最短的路线。
2.呈现(15分钟)讲解最短路径问题的定义,以及图论中最短路径算法的基本原理。
通过PPT等教学工具,展示相关的知识点,让学生直观地了解最短路径问题。
八年级数学人教版上册13.4课题学习最短路径问题(第一课时)优秀教学案例
(五)作业小结
1.作业布置:布置一些有关最短路径问题的课后作业,让学生进一步巩固所学知识,提高解决问题的能力。
2.作业反馈:对学生的作业进行及时批改和反馈,指出其中的错误和不足,给予肯定和建议。
3.课后拓展:鼓励学生参加数学竞赛、研究性学习等活动,拓宽视野,培养创新精神。同时,关注学生在学习过程中的情感态度和价值观的培养,引导他们关爱他人、乐于助人,形成良好的品德素养。
2.利用多媒体展示典型实例,让学生更好地理解和掌握最短路径问题的解决方法。
3.鼓励学生积极参与课堂讨论,培养他们的合作精神和团队意识。
4.注重个体差异,给予学生个性化的指导,帮助他们在原有基础上得到提高。
(三)情感态度与价值观
1.培养学生对数学学科的兴趣,让他们感受到数学在生活中的实际应用,提高学生学习数学的积极性。
4.反思与评价:引导学生进行自我反思和同伴评价,培养学生的批判性思维和自我改进的能力。同时,教师对学生的学习过程和结果进行评价,注重鼓励性评价,激发学生的学习兴趣和自信心。
5.课后拓展与情感态度培养:布置相关的课后作业,让学生进一步巩固所学知识,提高解决问题的能力。同时,关注学生在学习过程中的情感态度和价值观的培养,引导他们关爱他人、乐于助人,形成良好的品德素养。
五、案例亮点
1.生活情境导入:通过生活情境导入新课,使学生能够直观地感受到最短路径问题的实际意义,激发学生的学习兴趣和积极性。
2.多媒体辅助教学:利用多媒体展示典型的最短路径问题实例,使抽象的问题具体化、形象化,有助于学生更好地理解和掌握知识。
3.问题导向与小组合作:提出具有挑战性的问题,引导学生进行小组讨论和合作交流,培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
13.4课题学习-最短路径问题 教案 2022-2023学年度人教版八年级数学上册
13.4课题学习-最短路径问题教案一、教学目标1.了解最短路径问题的基本概念和特点;2.掌握最短路径问题相关的算法和求解方法;3.能够灵活运用最短路径问题的算法解决实际问题。
二、教学重点1.最短路径问题的基本概念和特点;2.最短路径问题的相关算法和求解方法。
三、教学难点能够灵活运用最短路径问题的算法解决实际问题。
四、教学内容1. 最短路径问题的概念和特点最短路径问题是图论中的一个经典问题,主要是求解两点之间经过路径长度最短的问题。
最短路径问题的特点有:•可以用图来表示,顶点表示路径的起点和终点,边表示路径;•可以是有向图或无向图;•边上可以有权值,表示路径长度。
2. 最短路径问题的相关算法和求解方法最短路径问题有多种求解方法和算法,常用的有以下几种:2.1. 迪杰斯特拉算法迪杰斯特拉算法是一种用于求解单源最短路径问题的算法。
它的基本思想是从起点开始,逐步扩展最短路径,直到到达终点。
迪杰斯特拉算法的步骤如下:1.初始化起点到各个顶点的最短距离,起点到起点的最短距离为0,其他顶点的最短距离为无穷大;2.选择一个未访问且距离起点最近的顶点,标记为已访问;3.更新当前顶点的邻居顶点的最短距离,如果经过当前顶点到达邻居顶点的距离小于邻居顶点当前的最短距离,则更新最短距离;4.重复步骤2和步骤3,直到所有顶点都被访问。
2.2. 弗洛伊德算法弗洛伊德算法是一种用于求解多源最短路径问题的算法。
它的基本思想是通过计算任意两个顶点之间的最短路径,来得到整个图的最短路径。
弗洛伊德算法的步骤如下:1.初始化距离矩阵,如果两个顶点之间存在边,则距离为边的权值,否则距离为无穷大;2.对于每个顶点对(i, j),尝试经过某个中间顶点k来更新距离,如果从i到j的距离大于从i到k再到j的距离,则更新距离;3.重复步骤2,直到所有顶点对的最短路径都被计算。
2.3. 贝尔曼-福特算法贝尔曼-福特算法是一种用于求解单源最短路径问题的算法。
八年级数学人教版上册13.4最短路径问题(第一课时)优秀教学案例
(一)知识与技能
1.理解最短路径问题的实际应用背景,认识到最短路径问题在生活中的重要性。
2.掌握利用图的性质寻找最短路径的方法,能够运用所学知识解决实际问题。
3.了解最短路径问题的基本概念,如路径、权重、最短路径等。
4.学会使用图论中的算法求解最短路径问题,如迪杰斯特拉算法。
(二)过程与方法
四、教学内容与过程
(一)导入新课
1.生活情境引入:通过展示城市交通网络图,引导学生关注实际生活中的最短路径问题,激发学生的学习兴趣。
2.创设问题情境:提出问题:“如何在城市交通网络中找到从一个地点到另一个地点的最短路径?”引导学生思考和提出解决问题的方法。
(二)讲授新知
1.图的基本概念:介绍图的定义、图的节点和边等基本概念,为学生理解最短路径问题打下基础。
5.知识拓展与延伸:在教学过程中,不仅关注学生对知识的掌握程度,还注重引导学生思考最短路径问题在其他领域的应用,激发学生的学习兴趣和拓展思维。通过知识拓展与延伸,学生能够更好地将所学知识应用于实际生活中,提高他们的数学应用能力。
在教学过程中,我以城市交通网络为背景,设计了一系列具有挑战性的问题,引导学生从实际情境中发现问题、提出问题,激发学生的探究兴趣。同时,我充分发挥学生的主体作用,组织学生进行合作探究,引导他们通过画图、讨论等方式,寻找解决问题的策略。
在教学评价方面,我注重过程性评价与终结性评价相结合,不仅关注学生对知识的掌握程度,更注重培养学生的数学思维能力和解决问题的能力。通过本节课的教学,使学生能够运用所学的知识解决实际生活中的最短路径问题,提高他们的数学应用意识。
3.评价原则:评价应具有客观性、发展性、指导性,能够激发学生的学习动力和自我提升意识。
人教版初中数学八年级上册13.4最短路径问题(教案)
1.分组讨论:学生们将分成若干小组,每组讨论一个与最短路径相关的实际问题。
2.实验操作:为了加深理解,我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示最短路径的基本原理。
3.成果展示:每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。
(四)学生小组讨论(用时10分钟)
1.讨论主题:学生将围绕“最短路径在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法,并与其他小组成员进行交流。
四、教学流程
(一)导入新课(用时5分钟)
同学们,今天我们将要学习的是《最短路径问题》这一章节。在开始之前,我想先问大家一个问题:“你们在日常生活中是否遇到过如何找到两点间最短距离的情况?”(如从家到学校的最短路线)这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题,我希望能够引起大家的兴趣和好奇心,让我们一同探索最短路径的奥秘。
(3)在复杂图形中寻找最短路径时,可以引导学生从简单图形出发,逐步增加难度,让学生掌握解题方法;
(4)结合实际应用,可以设计一些案例,如旅行商问题、工程选址问题等,指导学生如何将所学知识运用到实际中。
在教学过程中,教师应针对这些难点和重点,运用生动形象的语言、具体实例和操作演示,帮助学生理解、掌握和运用相关知识。同时,注意关注学生的反馈,适时调整教学方法和进度,确保学生透彻理解本节课的核心内容。
(3)在实际图形中寻找最短路径,如三角形、四边形等;
(4)将现实生活中的问题转化为数学模型,利用数学知识求解。
举例:讲解最短路径概念时,可以通过实际生活中的例子(如地图上两点间的最短距离)进行说明,使学生理解并掌握这个核心概念。
2.教学难点
(1)如何将实际问题抽象为数学模型,找到最短路径;
人教版八年级数学上册13.4《最短路径问题》优秀教学案例
1.教师将学生分成若干小组,每组选择一个最短路径问题进行研究和探究;
2.引导学生相互讨论、交流,共同解决问题,培养学生的团队协作能力和沟通能力;
3.教师巡回指导,针对不同小组的问题,提供适当的帮助和指导,促进学生的思考和发展。
(四)总结归纳
1.教师引导学生对自己的学习过程进行反思,总结自己在解决问题过程中的优点和不足;
人教版八年级数学上册13.4《最短路径问题》优秀教学案例
一、案例背景
本节课为人教版八年级数学上册13.4《最短路径问题》,是在学生已经掌握了平面直角坐标系、一次函数和二次函数等知识的基础上进行学习的。八年级的学生思维活跃,好奇心强,具备一定的探究能力,但同时在学习过程中容易忽视数学与实际生活的联系,对最短路径问题的理解停留在理论层面。因此,本节课的教学案例旨在通过生活实例,引导学生感受最短路径问题在实际生活中的应用,培养学生解决实际问题的能力,提高学生的数学素养。
2.组织学生进行评价,让学生互相评价,提高学生的自我认知和评价能力;
3.教师对学生的学习过程和结果进行评价,关注学生的全面发展,给予极的反馈和鼓励。
(五)作业小结
1.教师布置与本节课相关的基础性作业和拓展性作业,巩固学生对最短路径问题的理解和掌握;
2.鼓励学生运用所学知识解决实际生活中的最短路径问题,提高学生的数学应用意识;
三、教学策略
(一)情景创设
1.利用多媒体展示实际生活中的最短路径问题,如快递员送快递、旅行家规划旅行路线等,让学生感受到最短路径问题在现实生活中的重要性;
2.设计具有挑战性的问题,如学校到图书馆的最短路径是什么?引导学生思考并尝试解决;
3.创设情境,让学生扮演不同角色,如导演、导游等,规划最短路径,提高学生的参与度和积极性。
课题学习:最短路径问题(导学案)八年级数学上册同步备课系列
13.4课题学习:最短路径问题导学案一、学习目标: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.重点:应用所学知识解决最短路径问题.难点:选择合理的方法解决问题.二、学习过程:课前热身1.如图,连接A、B两点的所有连线中,哪条最短?为什么?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?问题解决---(牧马人饮马问题)问题: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.牧马人到河边什么地方饮马,可使所走的路径最短?探究1: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?作法:_________________________________;(依据:____________________).探究2:点A,B分别是直线l同侧的两个点,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?请呈现证明过程:典例解析例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)问题解决---(造桥选址问题)问题:(造桥选址问题)如图,A和B两地在一条河的两岸,现要河上造一座桥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.)由于河岸宽度是固定的,因此当AM+NB最小时,AM+MN+NB最小.这样问题就进一步转化为:当点N在直线b的什么位置时,AM+NB最小?能否通过图形的变化(轴对称、平移等),把右图的情况转化为左图的情况?如图,将AM沿与河岸垂直的方向平移,点M移动到点N,点A移动到点A′,则AA′=MN,AM+NB=A′N+NB.这样问题就转化为:当点N在直线b的什么位置时,A′N+NB最小?(请在组内讨论,并画出图形)请呈现证明过程:典例解析例3.如图,荆州古城河在CC′处直角转弯,河宽相同,从A处到B处,须经两座桥:DD′,EE′(桥宽不计),设护城河以及两座桥都是东西、南北方向的,怎样架桥可使ADD′E′EB的路程最短?达标检测1.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,则所需管道最短的是()2.如图,在△ABC中,AB=AC,AD、CE是△ABC的两条中线,P是AD上一个动点,则下列线段的长度等于BP+EP最小值的是()A.BCB.CEC.ADD.AC3.有一条以互相平行的直线a、b为岸的河流,其两侧有村庄A和村庄B,现要在河上建一座桥梁MN(桥与河岸垂直),使两村庄之间的距离最短,从作图痕迹上来看,正确的是()4.如图,在△ABC中,AB=5,BC=4,AC=3.(1)用直尺和圆规作边AB的垂直平分线MN;(2)在直线MN上找一点D,使△ADC的周长最小,并求出△ADC的最小周长.5.甲、乙、丙、丁四人做接力游戏,开始时,甲和乙分别站在∠AOB内的点P与点Q处,丙站在OA上,丁站在OB上.游戏规则:甲将接力棒传给乙,乙将接力棒传给丙,丙将接力棒传给丁,最后丁跑到终点P处.如果甲、乙、丙、丁四人速度相同,试作图求出丙、丁必须站在何处,他们比赛所用时间最短.6.如图,如果A,B两地之间有两条平行的河流,现要在河上分别建一座桥,且建的桥都是与河岸垂直的.桥建在何处才能使从A到B的路径最短?(保留作图痕迹,不写作法)7.如图,已知∠MON=40°,P为∠MON内一定点,OM上有一点A,ON上有一点B,当△PAB的周长取最小值时,求∠APB的度数.。
人教版初二数学上册《最短路线问题》教案
人教版初二数学上册《最短路线问题》教案一、教学目标1. 了解最短路线问题的概念和应用背景。
2. 掌握求解最短路径的方法,包括迪杰斯特拉算法和弗洛伊德算法。
3. 能够灵活运用最短路径算法解决实际问题。
二、教学准备1. 教材:人教版初二数学上册。
2. 教具:投影仪、黑板、白板、教案、课件等。
三、教学内容及流程1. 导入(5分钟)- 利用地图等实际例子引入最短路线问题,并与学生进行讨论,激发学生的研究兴趣。
2. 知识讲解(15分钟)- 讲解最短路径的定义和应用背景,引导学生了解最短路径问题在现实生活中的重要性。
3. 方法讲解(20分钟)- 介绍迪杰斯特拉算法的基本原理和步骤,通过实例演示其具体应用方法。
- 介绍弗洛伊德算法的基本思想和具体过程,通过实例说明其求解最短路径的能力。
4. 练与应用(25分钟)- 设计一些简单的最短路径问题,让学生运用迪杰斯特拉算法和弗洛伊德算法进行求解。
- 提供一些实际案例,让学生运用所学知识解决实际问题。
5. 总结与反思(10分钟)- 总结所学知识要点,强调最短路径问题的重要性和实际应用价值。
- 与学生一起反思本节课的收获和不足之处,为下一步研究做好准备。
四、教学评价1. 观察学生的课堂参与情况,包括回答问题、互动讨论等。
2. 以小组或个人作业形式,设计相关的问题让学生回答。
3. 布置课后作业,要求学生运用所学知识解决一个实际的最短路径问题,并提交书面报告。
五、教学延伸为了帮助学生更好地理解最短路线问题和相关算法,教师可以组织学生进行实地考察,例如到校园周围进行最短路径的测量和求解,让学生亲自体验和实践所学知识的应用。
以上是人教版初二数学上册《最短路线问题》教案的主要内容,希望对您有所帮助。
最短路径问题八年级数学上(人教版)学习教案
B
P′ P Q′ Q
连接A′′B,与直线l交于一点 即为所求点Q.
l
A′′
问题:在直线l上求作两点P,Q , 使得四边形APQB的周长最小.
练习 已知线段a,点A、B在直线l的同侧,在直线l上求作 两点P,Q (点P在点Q的左侧)且PQ=a,使得四 边形APQB的周长最小. 作法:
a A A′
B
将点A沿直线l的方向平移A′, 使得AA′=a. 作A′关于直线l的对称点A′′
当点N在直线b的什么位置时,AM+MN+NB最小?
当点N在直线b的什么位置时,AM+MN+NB最小?
A
Ma Nb
B
思考: 问题能否简化?
问题转化为:当点N在直线b的什么位置时,AM+NB最小?
A
Ma Nb
B
问题转化为:当点N在直线b的什么位置时,AM+NB最小?
A
A
Ma Nb
B
B
思考: 能否通过图形的变化(轴对称,平移等),
A
实际问题用数学语言表达.
Ma Nb
B
总结 当点N在直线b的什么位置时,AM+MN+NB最小? 转化1:当点N在直线b的什么位置时,AM+NB最小?
A
Ma Nb
B
总结 当点N在直线b的什么位置时,AM+MN+NB最小? 转化1:当点N在直线b的什么位置时,AM+NB最小?
利用平移,实现线段的转移. 转化2:当点N在直线b的什么位置时, A′N+NB最小?
N
AM′+N′B=A′N′+N′B.
B 由两点之间,线段最短可知:
13.4课题学习 最短路径问题 教案 人教版八年级数学上册
课题 13.4 课题学习 最短路径问题课型 新授课教师版本人教版八年级上册教 学 设 计教学目标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短路径问题中的作用,感悟转化思想.3.让学生体验在数学学习活动中充满了探索与创造,在探索中学会与人合作、交流; 在探索中体验成功的快乐,增强学好数学的信心。
教学重点 体会图形的变化在解决最短路径问题中的作用,感悟转化思想 教学难点 利用轴对称解决简单的最短路径问题. 教学方法 探索式合作教学法 教学用具 多媒体辅助教学教学过程教师活动学生活动 设计意图 创设情境激趣引入相传,古希腊亚历山大里亚城里有一位久负盛名的学者,名叫海伦.有一天,一位将军专程拜访海伦,求教一个百思不得其解的问题:从图中的A 地出发,到一条笔直的河边饮马,然后到B 地.到河边什么地方饮马可使他所走的路径最短?精通数学、物理学的海伦稍加思索,利用轴对称的知识回答了这个问题.这个问题后来被称为“将军饮马问题”.提出问题:(1)故事中涉及最短路径问题,我们已经学习了哪两种最短路径问题?(2)如图,连接A 、B 两点的所有连线中,哪条最短?(3)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?学生思考教师展示问题,并观察图片,获得感性认识在教师的引导下回顾旧知识从生活中问题出发,唤起学生的学习兴趣及探索欲望.体会数学知识来源于实践,又服务于实践为本节课的学习打下知识基础。
问题引导探究新知探究点1 异侧两点到直线上一点的最短路径问题1.现在假设点A,B 分别是直线 异侧的两个点,如何在 上找到一个点,使得这个点到点A ,点B 的距离的和最短?方法总结:简记:一连二找点探究点2 将军饮马问题1.如图,将军从A 地出发,到一条笔直的河边l 饮马,然后到B 地,将军到河边的什么地方饮马,可使所走的路径最短?提出问题:(1)请你将实际问题简化为数学模型(2)饮马的位置有几种选择?(3)所走路径用符号语言表述2.猜测点C 在直线 的什么位置可使路径最短方法总结:简记:一作二连三找点3.你能用所学的知识证明上图中你所作的点C 使AC +BC 最短吗?以口诀的形式展示作图方法,加深学生对问题一作图的理解记忆。
人教版八年级上册数学13.4课题学习最短路径问题优秀教学案例
(三)情感态度与价值观
1.让学生在解决实际问题的过程中,体验数学的乐趣,提高学生学习数学的兴趣。
2.培养学生面对困难时积极思考、勇于挑战的精神,增强学生的自信心。
3.使学生认识到数学在生活中的重要性,培养学生的数学应用意识和社会责任感。
三、教学重难点
2.跨学科教学:结合其他学科的知识,如地理、信息技术等,拓宽学生的知识视野,培养学生的综合能力。
六、教学资源
1.教材:人教版八年级上册数学教材。
2.辅助材料:相关的最短路径问题的案例、练习题和拓展问题。
3.现代教育技术:多媒体课件、网络资源等。
七、教学评价
1.学生评价:通过学生的课堂表现、作业完成情况和练习成绩等方面进行评价。
(二)讲授新知
在导入新课后,我会开始讲解最短路径问题的相关知识。首先,我会向学生们介绍最短路径问题的定义,让学生们明白什么是最短路径。接着,我会讲解解决最短路径问题的基本方法,如坐标系法、函数法等。在讲解的过程中,我会结合具体的例子,让学生们更直观地理解这些方法。
(三)学生小组讨论
在讲授完新知识后,我会让学生们进行小组讨论。我会给每个小组提供一个实际问题,让他们运用所学知识,合作解决这个最短路径问题。这样的讨论,可以培养学生的团队合作精神,也可以让学生们在实践中加深对知识的理解和应用。
3.互动评价:小组之间进行互动评价,相互学习和提高。
(四)反思与评价
1.自我反思:引导学生对自己的学习过程进行反思,发现自身的优点和不足,制定改进措施。
2.同伴评价:学生之间相互评价,给予意见和建议,促进共同进步。
3.教师评价:教师对学生的学习情况进行评价,关注学生的个体差异,给予鼓励和指导。
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最短路径问题
【目标导航】
1.理论依据:“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“点关于线对称”,“线段的平移”“立体图形展开图”. “饮马问题”,“造桥选址问题”.考的较多的还是“饮马问题”,出题背景变式有角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等.
2.解题总思路:找点关于线的对称点实现“折”转“直”.关键在于,我们善于作定点关于动点所在直线的对称点,或利用平移和展开图来处理.这对于我们解决此类问题有事半功倍的作用. 【合作探究】
探究一:(1)如图1,一个牧童从P 点出发,赶着羊群去河边喝水,则应当怎样选择饮水路线,才能使羊群走的路程最短?请在图中画出最短路线.
(2)如图2,直线l 是一条河,A 、B 是两个村庄,欲在l 上的某处修建一个水泵站M ,向A 、B 两地供水,要使所需管道M A +M B 的长度最短,在图中标出M 点.
(3)如图3,在一条河的两岸有A ,B 两个村庄,现在要在河上建一座小桥,桥的方向与河岸方向垂直,桥在图中用一条线段C D 表示.试问:桥C D 建在何处,才能使A 到B 的路程最短呢?请在图中画出桥C D 的位置.画
出示意图,并用平移的原理说明理由.
变式1.在边长为2㎝的正方形ABC D 中,点Q 为BC 边的中点,点P 为对角线AC 上一动点,连接PB 、PQ ,则△PBQ 周长的最小值为____________㎝.
变式2.如图所示,正方形ABCD 的面积为12,ABE △是等边三角形,点E 在正方形ABCD 内,在对角线AC 上
有一点P ,使PD PE +的和最小,则这个最小值为__________
第2题 第3题 第4题 变式3.已知直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AB ⊥BC ,AD =2,BC =DC =5,点P 在BC 上移动,则当PA +PD 取最小值时,△APD 中边AP 上的高为_________
变式4.如图,在锐角△ABC 中,AB =42,∠BAC =45°,∠BAC 的平分线交BC 于点D ,M 、N 分别是A D 和AB 上的动点,则B M+MN 的最小值是____.
变式5.一次函数y kx b =+的图象与x 、y 轴分别交于点A (2,0),B (0,4).OA 、AB 的中点分别为C 、D ,P 为OB 上一动点,则PC +PD 的最小值________,此时P 点的坐标为________. 探究二:如图:C 为马厩,D 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.
A D
E P B
C 第5题
O x y B D A C P
变式1.如图,已知平面直角坐标系中,A ,B 坐标为A (-1,3),B (-4,2),设M ,N 分别为x 轴,y 轴上一动点,问是否存在这样的点M (m ,0),N (0,n )使四边形AB MN 的周长最短?并求m ,n 的值.
第1题 第2题 第3题 第4题
变式2.如图,在△ABC 中,D 、E 为边AC 上的两个点,试在AB ,BC 上各取一个点M ,N ,使四边形DMNE 的周长最短.
变式3.如图,已知平面直角坐标系,A 、B 两点的坐标分别为A (2,-3),B (4,-1).若C (a ,0),D (a +3,0)是x 轴上的两个动点,则当a = 时,四边形AB D C 的周长最短. 变式4.如图,抛物线2
3
212
--
=x x y 与直线y=x -2交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),动点P 从A 点出发,先到达抛物线的对称轴上的某点E ,再到达x 轴上的某点F ,最后运动到点B .若使点P 运动的总路径最短,则点P
运动的总路径的长为 . 探究三:
1.如图是一个三级台阶,它的每一级的长、宽、高分别为7寸、5寸和3寸,A 和B 是这个台阶的两个相对端点,A
点上有一只蚂蚁想到B 点去吃可口的食物,则它所走的最短路线长度是 寸.
第1题 第2题 第3题 第4题 第5题 第6题 2.如图,在一个长为2米,宽为1米的矩形草地上,如图堆放着一根长方体的木块,它的棱长和场地宽A D 平行且大于A D ,木块的正视图是边长为0.2米的正方形,一只蚂蚁从点A 处,到达C 处需要走的最短路程是 米.(精确到0.01米)
3.如图所示,是一个圆柱体,A BCD 是它的一个横截面,A B=
,BC=3,一只蚂蚁,要从A 点爬行到C 点,那么,
最近的路程长为 .
4.如图,边长为1的正方体中,一只蚂蚁从顶点A 出发沿着正方体的外表面爬到顶点B 的最短距离是 .
5.有一长、宽、高分别是5cm ,4cm ,3cm 的长方体木块,一只蚂蚁要从长方体的一个顶点A 处沿长方体的表面爬到长方体上和A 相对的顶点B 处,则需要爬行的最短路径长为 .
6.如图,圆锥的底面半径为5,母线长为20,一只蜘蛛从底面圆周上一点A 出发沿圆锥的侧面爬行一周后回到点A 的最短路程是 .
y O x P D B (40)A , (02)C ,
【课后练习】
1.如图,在矩形OABC 中,已知A 、C 两点的坐标分别为(40)(02)A C ,、,,D 为OA 的中点.设点P 是AOC ∠平分线上的一个动点(不与点O 重合).
(1)试证明:无论点P 运动到何处,PC 与PD 相等;
(2)当点P 运动到与点B 的距离最小时,试确定过O P D 、、三点的抛物线的解析式;
(3)设点E 是(2)中所确定抛物线的顶点,当点P 运动到何处时,PDE △的周长最小?求出此时点P 的坐标和PDE △的周长;
(4)设点N 是矩形OABC 的对称中心,是否存在点P ,使90CPN ∠=°?若存在,请直接写出点P 的坐标.
2.如图,已知点A (-4,8)和点B (2,n )在抛物线y=ax 2上.
(1)求a 的值及点B 关于x 轴对称点P 的坐标,并在x 轴上找一点Q ,使得AQ +QB 最短,求出点Q 的坐标; (2)平移抛物线y=ax 2,记平移后点A 的对应点为A ′,点B 的对应点为B ′,点C (-2,0)和点D (-4,0)是x 轴上的两个定点.
①当抛物线向左平移到某个位置时,A ′C +CB ′最短,求此时抛物线的函数解析式;
②当抛物线向左或向右平移时,是否存在某个位置,使四边形A ′B ′C D 的周长最短?若存在,求出此时抛物线的函数解析式;若不存在,请说明理由.
3. 如图,C 为线段BD 上一动点,分别过点B 、D 作AB ⊥BD ,ED ⊥BD ,连接AC 、EC ,已知AB=5,DE =1,BD =8,设CD=x .
(1)用含x 的代数式表示AC +CE 的长;
(2)请问点C 满足什么条件时,AC +CE 的值最小?
(3)根据(2)中的规律和结论,请构图求出代数式224(12)9x x ++-+的最小值.
小结:上式中,原式=22222(12)3x x ++-+,而22a b +的几何意义是以a 、b 为直角边的直角三角形斜边长.
【拓展提升】 1.阅读材料: 例:说明代数式221+(3)4x x +-+的几何意义,并求它的最小值.
解:
2222221+(3)4(0)1+(3)2x x x x +-+=-+-+,
如图,建立平面直角坐标系,点P (x ,0)是x 轴上一点,则22(0)1x -+
可以看成点P 与点A (0,1)的距离,
22(3)2x -+可以看成点P 与
点B (3,2)的距离,所以原代数式的值可以看成线段PA 与PB 长度 之和,它的最小值就是PA+PB 的最小值.
设点A 关于x 轴的对称点为A ′,则PA=PA ′,因此,求PA+PB 的最小值,只需求PA ′+PB 的最小值,而点A ′、B 间的直线段距离最短,所以PA ′+PB 的最小值为线段A ′B 的长度.为此,构造直角三角形A ′CB ,因为A ′C =3,CB =3,所以A ′B =32,即原式的最小值为32. 根据以上阅读材料,解答下列问题: (1)代数式
22(1)1+(2)9x x -+-+的值可以看成平面直角坐标系中点P (x ,0)与点 A (1,1)、
点B 的距离之和.(填写点B 的坐标) (2)代数式2249+1237x x x +-+的最小值为 .
2.如图,已知点A (-4,8)和点B (2,n )在抛物线2y ax =上.
(1) 求a 的值及点B 关于x 轴对称点P 的坐标,并在x 轴上找一点Q ,使得AQ +QB 最短,求出点Q 的坐标; (2) 平移抛物线2y ax =,记平移后点A 的对应点为A ′,点B 的对应点为B ′,点C (-2,0)和点D (-4,0)是x 轴上的两个定点.
①当抛物线向左平移到某个位置时,A ′C +CB ′ 最短,求此时抛物线的函数解析式;
②当抛物线向左或向右平移时,是否存在某个位置,使四边形A ′B ′CD 的周长最短?若存在,求出此时抛物线的函数解析式;若不存在,请说明理由.
4 x
2 2
A
8 -2 O
-2 -4 y 6 B C D -4
4
((2)①图)
4 x
2 2 A ′
8
-2 O -2 -4 y 6 B ′ C
D -4 4 A ′′
((2)②图)
4 x
2 2 A ′
8 -2 O
-2 -4 y
6 B ′ C D -4 4 A ′′
B ′′。