初中最短路径问题
中考专题复习——最短路径问题(有答案)

B CD AL 中考专题复习——路径最短问题一、具体内容包括:蚂蚁沿正方体、长方体、圆柱、圆锥外侧面吃食问题; 线段(之和)最短问题;二、原理:两点之间,线段最短;垂线段最短。
(构建“对称模型”实现转化) 三、例题:例1、①如右图是一个棱长为4的正方体木块,一只蚂蚁要从木块的点A 沿木块侧面爬到点B 处,则它爬行的最短路径是 。
②如右图是一个长方体木块,已知AB=3,BC=4,CD=2,假设一只蚂蚁在点A 处,它要沿着木块侧面爬到点D 处,则蚂蚁爬行的最短路径是 。
例2、①如图,要在河边修建一个水泵站,分别向张村、李庄送水,水泵站修在河边什么地方可使所用的水管最短。
②如图,直线L 同侧有两点A 、B ,已知A 、B 到直线L 的垂直距离分别为1和3,两点的水平距离为3,要在直线L 上找一个点P ,使PA+PB 的和最小。
请在图中找出点P 的位置,并计算PA+PB 的最小值。
③要在河边修建一个水泵站,向张村、李庄铺设管道送水,若张村、李庄到河边的垂直距离分别为1Km 和3Km ,张村与李庄的水平距离为3Km ,则所用水管最短长度为 。
四、练习题(巩固提高)张村李庄ABCD 图(2)EBDACP图(3)D OP(一)1、如图是一个长方体木块,已知AB=5,BC=3,CD=4,假设一只蚂蚁在点A 处,它要沿着木块侧面爬到点D 处,则蚂蚁爬行的最短路径是 。
2、现要在如图所示的圆柱体侧面A 点与B 点之间缠一条金丝带(金丝带的宽度忽略不计),圆柱体高为6cm ,底面圆周长为16cm ,则所缠金丝带长度的最小值为 。
3、如图是一个圆柱体木块,一只蚂蚁要沿圆柱体的表面从A 点爬到点B 处吃到食物,知圆柱体的高为5 cm ,底面圆的周长为24cm ,则蚂蚁爬行的最短路径为 。
4、正方形ABCD 的边长为8,M 在DC 上,且DM =2,N 是AC 上的一动点,DN +MN的最小值为 。
第4题 第5题 第6题 第7题5、在菱形ABCD 中,AB=2, ∠BAD=60°,点E 是AB 的中点,P 是对角线AC 上的一个动点,则PE+PB 的最小值为 。
中考专题复习——最短路径问题

word专业资料-可复制编辑-欢迎下载A B C DABABL A BCDDO CP中考专题复习——路径最短问题一、具体内容包括:蚂蚁沿正方体、长方体、圆柱、圆锥外侧面吃食问题;线段(之和)最短问题;二、原理:两点之间,线段最短;垂线段最短。
(构建“对称模型”实现转化)三、例题:例1、①如右图是一个棱长为4的正方体木块,一只蚂蚁要从木块的点A沿木块侧面爬到点B处,则它爬行的最短路径是。
②如右图是一个长方体木块,已知AB=3,BC=4,CD=2,假设一只蚂蚁在点A处,它要沿着木块侧面爬到点D处,则蚂蚁爬行的最短路径是。
例2、①如图,要在河边修建一个水泵站,分别向张村、李庄送水,水泵站修在河边什么地方可使所用的水管最短。
②如图,直线L同侧有两点A、B,已知A、B到直线L的垂直距离分别为1和3,两点的水平距离为3,要在直线L上找一个点P,使PA+PB的和最小。
请在图中找出点P的位置,并计算PA+PB的最小值。
③要在河边修建一个水泵站,向张村、李庄铺设管道送水,若张村、李庄到河边的垂直距离分别为1Km和3Km,张村与李庄的水平距离为3Km,则所用水管最短长度为。
四、练习题(巩固提高)(一)1、如图是一个长方体木块,已知AB=5,BC=3,CD=4,假设一只蚂蚁在点A 处,它要沿着木块侧面爬到点D处,则蚂蚁爬行的最短路径是。
2、现要在如图所示的圆柱体侧面A点与B点之间缠一条金丝带(金丝带的宽度忽略不计),圆柱体高为6cm,底面圆周长为16cm,则所缠金丝带长度的最小值为。
3、如图是一个圆柱体木块,一只蚂蚁要沿圆柱体的表面从A点爬到点B处吃到食物,知圆柱体的高为5 cm,底面圆的周长为24cm,则蚂蚁爬行的最短路径为。
4、正方形ABCD的边长为8,M在DC上,且DM=2,N是AC上的一动点,DN第2题张村李庄张村李庄AABB第1题第3题图(2)EBDACP+MN 的最小值为 。
第4题 第5题 第6题 第7题 5、在菱形ABCD 中,AB=2, ∠BAD=60°,点E 是AB 的中点,P 是对角线AC 上的一个动点,则PE+PB 的最小值为 。
初中阶段最短路径问题总结

初中阶段最短路径问题总结As a student in junior high school, one of the most commonly encountered problems in mathematics is the shortest path problem. This problem involves finding the most efficient route between two points while taking into account various factors such as distance, time, and obstacles. It is a practical and challenging problem that requires critical thinking and problem-solving skills.作为初中生,数学中经常遇到的问题之一是最短路径问题。
这个问题涉及在考虑到距离、时间和障碍物等各种因素的情况下,在两点之间找到最有效的路径。
这是一个实际且具有挑战性的问题,需要批判性思维和解决问题的能力。
One common application of the shortest path problem is in navigation systems, where the goal is to find the quickest route from one location to another. By using algorithms such as Dijkstra's algorithm or the A algorithm, these systems can calculate the shortest path based on various factors such as distance, traffic conditions, and road closures. This technology has revolutionized theway we navigate and has become an essential tool for drivers and pedestrians alike.最短路径问题的一个常见应用是在导航系统中,其目标是找到从一个位置到另一个位置的最快路径。
最短路径问题例题与讲解

13.4 课题学习最短路径问题1.最短路径问题(1)求直线异侧的两点与直线上一点所连线段的和最小的问题,只要连接这两点,与直线的交点即为所求.如下图,点A,B分别是直线l异侧的两个点,在l上找一个点C,使CA+CB最短,这时点C是直线l与AB的交点.(2)求直线同侧的两点与直线上一点所连线段的和最小的问题,只要找到其中一个点关于这条直线的对称点,连接对称点与另一个点,则与该直线的交点即为所求.如下图,点A,B分别是直线l同侧的两个点,在l上找一个点C,使CA+CB最短,这时先作点B关于直线l的对称点B′,则点C是直线l与AB′的交点.为了证明点C的位置即为所求,我们不妨在直线上另外任取一点C′,连接AC′,BC′,B′C′,证明AC+CB<AC′+C′B.如下:证明:由作图可知,点B和B′关于直线l对称,所以直线l是线段BB′的垂直平分线.因为点C与C′在直线l上,所以BC=B′C,BC′=B′C′.在△AB′C′中,AB′<AC′+B′C′,所以AC+B′C<AC′+B′C′,所以AC+BC<AC′+C′B.【例1】在图中直线l上找到一点M,使它到A,B两点的距离和最小.分析:先确定其中一个点关于直线l的对称点,然后连接对称点和另一个点,与直线l的交点M即为所求的点.解:如下图:(1)作点B关于直线l的对称点B′;(2)连接AB′交直线l于点M.(3)则点M即为所求的点.点拨:运用轴对称变换及性质将不在一条直线上的两条线段转化到一条直线上,然后用“两点之间线段最短”解决问题.运用轴对称及两点之间线段最短的性质,将所求线段之和转化为一条线段的长,是解决距离之和最小问题的基本思路,不管题目如何变化,运用时要抓住直线同旁有两点,这两点到直线上某点的距离和最小这个核心,所有作法都相同.警误区利用轴对称解决最值问题应注意题目要求根据轴对称的性质、利用三角形的三边关系,通过比较来说明最值问题是常用的一种方法.解决这类最值问题时,要认真审题,不要只注意图形而忽略题意要求,审题不清导致答非所问.3.利用平移确定最短路径选址选址问题的关键是把各条线段转化到一条线段上.如果两点在一条直线的同侧时,过两点的直线与原直线的交点处构成线段的差最大,如果两点在一条直线的异侧时,过两点的直线与原直线的交点处构成的线段的和最小,都可以用三角形三边关系来推理说明,通常根据最大值或最小值的情况取其中一个点的对称点来解决.解决连接河两岸的两个点的最短路径问题时,可以通过平移河岸的方法使河的宽度变为零,转化为求直线异侧的两点到直线上一点所连线段的和最小的问题.在解决最短路径问题时,我们通常利用轴对称、平移等变换把不在一条直线上的两条线段转化到一条直线上,从而作出最短路径的方法来解决问题.【例2】如图,小河边有两个村庄A,B,要在河边建一自来水厂向A村与B村供水.(1)假设要使厂部到A,B村的距离相等,则应选择在哪建厂?(2)假设要使厂部到A,B两村的水管最短,应建在什么地方?分析:(1)到A,B两点距离相等,可联想到“线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等”,又要在河边,所以作AB的垂直平分线,与EF的交点即为符合条件的点.(2)要使厂部到A村、B村的距离之和最短,可联想到“两点之间线段最短”,作A(或B)点关于EF的对称点,连接对称点与B点,与EF的交点即为所求.解:(1)如图1,取线段AB的中点G,过中点G画AB的垂线,交EF于P,则P到A,B的距离相等.也可分别以A、B为圆心,以大于12AB 为半径画弧,两弧交于两点,过这两点作直线,与EF 的交点P 即为所求.(2)如图2,画出点A 关于河岸EF 的对称点A ′,连接A ′B 交EF 于P ,则P 到A ,B 的距离和最短.【例3】 如图,从A 地到B 地经过一条小河(河岸平行),今欲在河上建一座与两岸垂直的桥,应如何选择桥的位置才能使从A 地到B 地的路程最短?思路导引:从A 到B 要走的路线是A →M →N →B ,如下图,而MN 是定值,于是要使路程最短,只要AM +BN 最短即可.此时两线段应在同一平行方向上,平移MN 到AC ,从C 到B 应是余下的路程,连接BC 的线段即为最短的,此时不难说明点N 即为建桥位置,MN 即为所建的桥.解:(1)如图2,过点A 作AC 垂直于河岸,且使AC 等于河宽.(2)连接BC与河岸的一边交于点N.(3)过点N作河岸的垂线交另一条河岸于点M.则MN为所建的桥的位置.4.生活中的距离最短问题由两点之间线段最短(或三角形两边之和大于第三边)可知,求距离之和最小问题,就是运用等量代换的方式,把几条线段的和想方法转化在一条线段上,从而解决这个问题,运用轴对称性质,能将两条线段通过类似于镜面反射的方式转化成一条线段,如图,AO+BO=AC的长.所以作已知点关于某直线的对称点是解决这类问题的基本方法.【例4】(实际应用题)茅坪民族中学八(2)班举行文艺晚会,桌子摆成如图a所示两直排(图中的AO,BO),AO桌面上摆满了橘子,OB桌面上摆满了糖果,站在C处的学生小明先拿橘子再拿糖果,然后到D处座位上,请你帮助他设计一条行走路线,使其所走的总路程最短?图a 图b解:如图b.(1)作C点关于OA的对称点C1,作D点关于OB的对称点D1,(2)连接C1D1,分别交OA,OB于P,Q,那么小明沿C→P→Q→D 的路线行走,所走的总路程最短.利用轴对称和三角形的三边关系是解决几何中的最大值问题的关键.先做出其中一点关于对称轴的对称点,然后连接对称点和另一个点,所得直线与对称轴的交点,即为所求.根据垂直平分线的性质和三角形中两边之差小于第三边易证明这就是最大值.破疑点解决距离的最值问题的关键运用轴对称变换及三角形三边关系是解决一些距离的最值问题的有效方法.【例5】如下图,A,B两点在直线l的两侧,在l上找一点C,使点C到点A、B的距离之差最大.分析:此题的突破点是作点A(或B)关于直线l的对称点A′(或B′),作直线A′B(AB′)与直线l交于点C,把问题转化为三角形任意两边之差小于第三边来解决.解:如下图,以直线l为对称轴,作点A关于直线l的对称点A′,A′B的连线交l于点C,则点C即为所求.理由:在直线l上任找一点C′(异于点C),连接CA,C′A,C′A′,C′B.因为点A,A′关于直线l对称,所以l为线段AA′的垂直平分线,则有CA=CA′,所以CA -CB=CA′-CB=A′B.又因为点C′在l上,所以C′A=C′A′.在△A′BC′中,C′A-C′B=C′A′-C′B<A′B,所以C′A′-C′B<CA-CB.点拨:根据轴对称的性质、利用三角形的三边关系,通过比较来说明最值问题是常用的一种方法.。
八年级最短路径问题归纳小结

八年级数学最短路径问题【问题概述】最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题,旨在寻找图(由结点和路径组成的)中两结点之间的最短路径.算法具体的形式包括:①确定起点的最短路径问题 - 即已知起始结点,求最短路径的问题.②确定终点的最短路径问题 - 与确定起点的问题相反,该问题是已知终结结点,求最短路径的问题.③确定起点终点的最短路径问题 - 即已知起点和终点,求两结点之间的最短路径.④全局最短路径问题 - 求图中所有的最短路径.【问题原型】“将军饮马”,“造桥选址”,“费马点”.【涉及知识】“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“三角形三边关系”,“轴对称”,“平移”.【出题背景】角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等.【解题思路】找对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查.△ABC 中每一内角都小于120°,在△ABC 内求一点P ,使P A +PB +PC 值最小.∠APC =120°.以AB 、AC 为边向外作等边△ABD 、△ACE ,连CD 、BE 相交于P ,点P即为所求.CD .【精品练习】1.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( ) A .23 B .26 C .3 D .62.如图,在边长为2的菱形ABCD 中,∠ABC =60°,若将△ACD 绕点A 旋转,当AC ′、AD ′分别与BC 、CD 交于点E 、F ,则△CEF 的周长的最小值为( ) A .2B .32C .32+D .43.四边形ABCD 中,∠B =∠D =90°,∠C =70°,在BC 、CD 上分别找一点M 、N ,使△AMN 的周长最小时,∠AMN +∠ANM 的度数为( )A .120°B .130°C .110°D .140°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AD 和AB 上的动点,则BM +MN 的最小值是 .5.如图,Rt △ABC 中,∠C =90°,∠B =30°,AB =6,点E 在AB 边上,点D 在BC 边上(不与点B 、C 重合),且ED =AE ,则线段AE 的取值范围是 .6.如图,∠AOB =30°,点M 、N 分别在边OA 、OB 上,且OM =1,ON =3,点P 、Q 分别在边OB 、OA 上,则MP +PQ +QN 的最小值是_________.(注“勾股定理”:直角三角形中两直角边的平方和等于斜边的平方,即Rt △ABC 中,∠C =90°,则有222AB BC AC =+)D E AB C ADEPB CD CM A B M N7.如图,三角形△ABC 中,∠OAB =∠AOB =15°,点B 在x 轴的正半轴,坐标为B (36,0).OC 平分∠AOB ,点M 在OC 的延长线上,点N 为边OA 上的点,则MA +MN 的最小值是______.8.已知A (2,4)、B (4,2).C 在y 轴上,D 在x 轴上,则四边形ABCD 的周长最小值为 ,此时 C 、D 两点的坐标分别为 .9.已知A (1,1)、B (4,2).(1)P 为x 轴上一动点,求PA +PB 的最小值和此时P 点的坐标;(2)P 为x 轴上一动点,求PB PA 的值最大时P 点的坐标;(3)CD 为x 轴上一条动线段,D 在C 点右边且CD =1,求当AC +CD +DB 的最小值和此时C 点的坐标;10.点C 为∠AOB 内一点.(1)在OA 求作点D ,OB 上求作点E ,使△CDE 的周长最小,请画出图形; (2)在(1)的条件下,若∠AOB =30°,OC =10,求△CDE 周长的最小值和此时∠DCE 的度数.yxBOA CDyxBO A yx BO ACOBA yxBAO图①12.荆州护城河在CC'处直角转弯,河宽相等,从A处到达B处,需经过两座桥DD'、EE',护城河及两桥都是东西、南北方向,桥与河岸垂直.如何确定两座桥的位置,可使A到B点路径最短?。
初二数学最短路径问题知识归纳+练习

初二数学最短路径问题【问题概述】最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题,旨在寻找图(由结点和路径组成的)中两结点之间的最短路径.算法具体的形式包括:-①确定起点的最短路径问题即已知起始结点,求最短路径的问题.-②确定终点的最短路径问题与确定起点的问题相反,该问题是已知终结结点,求最短路径的问题.-③确定起点终点的最短路径问题即已知起点和终点,求两结点之间的最短路径.④全局最短路径问题-求图中所有的最短路径.【问题原型】.“将军饮马”,“造桥选址”,“费马点”【涉及知识】“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“三角形三边关系”,“轴对称”,“平移”.【出题背景】角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等.【解题思路】找对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查.】【十二个基本问题】1作法图形【问题原理A A两点之间线段最短.P l.交点即为P连AB,与l l PA+PB 最小值为AB.BB,使上求一点P在直线l值最小.PA+PB【问题2】“将军饮马”作法图形原理A AB'B关于作B l 的对称点两点之间线段最短.Bl l PA+PB 最小值为 A B P.'.连A B ',与l 交点即为P,使P在直线l 上求一点B'PA+PB 值最小.3】作法图形原理【问题P'l 1l 1分别作点P 关于两直线的两点之间线段最短.M PPM +MN +PN 的最小值为对称点P'和P',连P'P',P ll l 、上2.M,P'''的长.N与两直线交点即为线段P分别求点在直线l212NM 、N,使△PMN的周长P''最小.4】作法【问题图形原理l 1l1Q'Q关于直线分别作点Q 、P Q两点之间线段最短.MPl 、l P'Q'和的对称点21P周长的最小四边形PQMN l2',与两直线交点即Q连'P值为线段P'P''的长.l 2、l l 上分别求点在直线.,N为M21N,使四边形N 、M PQMN P'的周长最小.【问题5】“造桥选址”作法图形原理范文A A M m将点A 向下平移MN 的长度两点之间线段最短.n A'M n'B,交单位得A',连A N m AM +MN +BN 的最小值为B于m N 作NM ⊥于点N,过n N,n ,在m 、n 直线m ∥A'B+MN ..M B MN、N,使上分别求点M 的,且AM+ MN+ BN ⊥m 值最小.【问题6】作法图形原理A A'A将点A 向右平移a 个长度单B B l两点之间线段最短.的对',作 A '关于位得A l a N l M,交直线称点A',连A'B AM +MN +BN 的最小值为MN l MM(上求两点、N在直线l 点向左平,将于点NNA'B+ MN.A''MN a 移 a 个单位得M.在左),使,并使的值最小.AM + MN+ NB 】【问题7作法图形原理l l1 1 P'P P l点到直线,垂线段最短.',的对称点作点P 关于P 1A ll 于B⊥,交作P'B22PA+ AB 的最小值为线段P'l 2于A.l B的长.2l l 上求A上求点在,在21B,使PA+ AB 值最小.点B图形原理】【问题8作法l 1B'NAl 1l的对称点关于 A 作点2l2两点之间线段最短.MB l 的对称A ',作点 B 关于N1A AM +MN +NB 的最小值为lll,于B'交M 为上点B',连A'A 为上一定点,B 212线段A'B'的长.l 2BM l l ,一定点,在上求点交M.N 于21A'l 在使,N 点上求1的值最小.AM + MN+ NB图形原理】【问题9作法A A垂直平分上的点到线段两B端点的距离相等.B的中垂线与AB ,作连AB l l.l 直线的交点即为P PA PB =0.P PA 上求一点l P,使在直线的值最小.PB【问题10】作法图形原理范文A三角形任意两边之差小于A B作直线AB,与直线l 的交第三边.PA PB ≤AB.l Bl .点即为P P,使l 上求一点P在直线PA PB 的最大值=AB.PA PB 的值最大.【问题11】作法图形原理A三角形任意两边之差小于A作B 关于l 的对称点B'l B'第三边.PA PB ≤AB'.l交点即l 作直线 A B',与B P为P.B PA PB 最大值=AB'.,使l 上求一点P在直线PA PB 的值最大.【问题12】“费马点”作法图形原理A所求点为“费马点”,即满D APB=∠BPC=∠足∠A两点之间线段最短.E AC°.以AB、APC=120 C B、ABD 为边向外作等边△PA+ PB+ PC 最小值=CD .P△ABC 中每一内角都小于△ACE,连CD 、BE 相交CB于P ,点P 即为所求.,ABC 内求一点P120°,在△值最小.PA+PB+PC 使【精品练习】1 的面积为.如图所示,正方形ABCD12,△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()AD62 62 3B..C.3D A.PEBC2.如图,在边长为2 的菱形ABCD 中,∠ABC =60 °,若将△ACD 绕点 A 旋转,当AC ′、AD ′分别与BC 、CD)交于点E、F ,则△CEF 的周长的最小值为(A.2B.2 3C.23D.4范文3.四边形ABCD 中,∠B=∠D =90°,∠C=70 °,在BC 、CD 上分别找一点M、N,使△AMN 的周长最小时,∠AMN + ∠ANM 的度数为()AD°110°D.140CA.120°B.130°.N BM4.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AD 和ABC 的最小值是上的动点,则BM +MN .D MAN B5.如图,Rt△ABC 中,∠C=90 °,∠B=30 °,AB=6,点E 在AB 边上,点D 在BC 边上重合),、C (不与点B.的取值范围是且ED =AE,则线段AEA ECD B6.如图,∠AOB=30°,点M、N 分别在边OA、OB 上,且OM =1,ON=3,点P、Q 分别在边OB、OA 上,则MP +PQ+QN 的最小值是_________.(注“勾股定理”:直角三角形中两直角边的平方和等于斜边的平方,222BC AC AB°,则有=90 C即Rt△ABC 中,∠)7.如图,三角形△ABC中,∠OAB=∠AOB=15°,点B 在x轴的正半轴,坐标为B( 63 ,0).OC 平分∠AOB ,点M 在OC 的延长线上,点N 为边OA 上的点,则MA +MN 的最小值是______.范文y轴上,D 在在x 轴上,则四边形4)、B (4,2).C 8.已知A(2,ABCD 的周长最小值为,两点的坐标分别为D 此时C、.yABOx.已知9).,2 1,1)、B(4A(y点的坐标;轴上一动点,求PA+PB 的最小值和此时P (1)P 为xBAOx点的坐标;P 的值最大时x 轴上一动点,求PA PB )(2 P 为y BAOx(3)CD 为x 轴上一条动线段, D 在 C 点右边且CD =1,求当AC+ CD+ DB 的最小值和此时C 点的坐标;yBAOxC D10 .点C 为∠AOB 内一点.(1)在OA 求作点 D ,OB 上求作点E ,使△CDE 的周长最小,请画出图形;(2)在(1)的条件下,若∠AOB =30°,OC=10,求△CDE 周长的最小值和此时∠DCE 的度数.ACB O范文11.(1)如图①,△ABD 和△ACE 均为等边三角形,BE、CE 交于F,连AF,求证:AF +BF +CF =CD ;(2)在△ABC 中,∠ABC =30°,AB=6,BC=8,∠ A ,∠C 均小于120°,求作一点P,使PA+PB+PC 的值最小,试求出最小值并说明理由.DA A EC B F图②C B图①处,需经过两座桥处到达 B A '处直角转弯,河宽相等,从12 .荆州护城河在CC',护城河及两桥EE '、DD点路径最短?到都是东西、南北方向,桥与河岸垂直.如何确定两座桥的位置,可使B A范文。
(完整版)初中数学[最短路径问题]典型题型及解题技巧
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初中数学[最短路径问题]典型题型及解题技巧最短路径问题中,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.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".教材中的例题“饮马问题”,“造桥选址问题”“立体展开图”.考的较多的还是“饮马问题”。
知识点:“两点之间线段最短",“垂线段最短”,“点关于线对称",“线段的平移”。
“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。
解题总思路:找点关于线的对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查。
一、两点在一条直线异侧例:已知:如图,A,B在直线L的两侧,在L上求一点P,使得PA+PB最小。
解:连接AB,线段AB与直线L的交点P ,就是所求。
(根据:两点之间线段最短。
)二、两点在一条直线同侧例:图所示,要在街道旁修建一个奶站,向居民区A、B提供牛奶,奶站应建在什么地方,才能使从A、B到它的距离之和最短.解:只有A、C、B在一直线上时,才能使AC+BC最小.作点A关于直线“街道"的对称点A′,然后连接A′B,交“街道"于点C,则点C就是所求的点.三、一点在两相交直线内部例:已知:如图A是锐角∠MON内部任意一点,在∠MON的两边OM,ON 上各取一点B,C,组成三角形,使三角形周长最小。
解:分别作点A关于OM,ON的对称点A′,A″;连接A′,A″,分别交OM,ON于点B、点C,则点B、点C即为所求分析:当AB、BC和AC三条边的长度恰好能够体现在一条直线上时,三角形的周长最小例:如图,A。
B两地在一条河的两岸,现要在河上建一座桥MN,桥造在何处才能使从A到B的路径AMNB最短?(假设河的两岸是平行的直线,桥要与河垂直)解:1.将点B沿垂直与河岸的方向平移一个河宽到E,2.连接AE交河对岸与点M,则点M为建桥的位置,MN为所建的桥。
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八年级数学最短路径问题【问题概述】最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题,旨在寻找图(由结点和路径组成的)中两结点之间的最短路径.算法具体的形式包括:①确定起点的最短路径问题-即已知起始结点,求最短路径的问题.②确定终点的最短路径问题-与确定起点的问题相反,该问题是已知终结结点,求最短路径的问题.③确定起点终点的最短路径问题-即已知起点和终点,求两结点之间的最短路径.④全局最短路径问题-求图中所有的最短路径.【问题原型】“将军饮马”,“造桥选址” ,“费马点”.【涉及知识】“两点之间线段最短”,“垂线段最短” ,“三角形三边关系”,“轴对称” ,“平移”.【出题背景】角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等.【解题思路】找对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查.【十二个基本问题】【问题1】作法图形原理A Al连 AB,与 l 交点即为 P.Pl两点之间线段最短.B PA+PB 最小值为 AB.B在直线 l 上求一点P,使PA+PB 值最小.【问题 2】“将军饮马”作法图形原理A AB 作 B 关于 l 的对称点 B' B 两点之间线段最短.l连 A B ',与 l 交点即为 P.l PA+PB 最小值为 A B'.P在直线 l 上求一点P,使B'PA+PB 值最小.【问题3】作法图形原理l 1 P' l1P分别作点 P 关于两直线的M两点之间线段最短.对称点 P'和 P',连 P'P',PM +MN +PN 的最小值为l2 P在直线 l1、 l 2上分别求点与两直线交点即为 M, N.N l2线段 P'P''的长.M 、 N,使△ PMN 的周长P''最小.【问题4】作法图形原理l 1lQ' 1Q分别作点 Q 、P 关于直线P MQ 两点之间线段最短.l 1、 l 2的对称点Q'和P'l2 P 四边形 PQMN 周长的最小连 Q'P',与两直线交点即l 2 值为线段 P'P''的长.在直线 l1、 l 2上分别求点为 M , N.NM 、 N ,使四边形PQMN P'的周长最小.【问题 5】“造桥选址”作法图形原理- 1 -AM Nmn将点 A 向下平移MN 的长度单位得A',连 A'B,交 nAA' M 两点之间线段最短.mB直线 m ∥ n ,在 m 、 n ,上分别求点 M 、N,使 MN ⊥m ,且 AM+ MN+ BN 的值最小.【问题 6】ABlM a N在直线 l 上求两点M、N(M 在左),使 MN a ,并使AM + MN+ NB 的值最小.【问题 7】l1Pl 2在l 1上求点A,在 l 2上求点 B,使 PA+ AB 值最小.于点 N,过 N 作 NM ⊥ m 于M.作法将点 A 向右平移 a 个长度单位得 A',作 A'关于l的对称点 A',连 A'B,交直线l 于点N,将N点向左平移a 个单位得 M.作法作点 P 关于l1的对称点P ',作 P'B⊥l2于 B,交l2于A.AM +MN +BN 的最小值为NnA'B+MN .B图形原理A A'B两点之间线段最短.lM N AM +MN +BN 的最小值为A'B+ MN.A''图形原理l1P'P 点到直线,垂线段最短.APA+ AB 的最小值为线段P'l 2 B的长.B【问题 8】作法l 1NAMl2 作点 A 关于l2的对称点BA ',作点B 关于l1的对称A 为l1上一定点,B 为l2上点 B',连 A'B'交l2于 M,一定点,在 l 2上求点M,交 l 1 于 N.在 l 1 上求点N ,使AM + MN+ NB 的值最小.【问题 9】作法图形原理B'l 1N两点之间线段最短.AAM +MN +NB 的最小值为M B l 2线段 A'B'的长.A'图形原理ABl在直线l 上求一点 P,使 PA PB 的值最小.连AB ,作 AB 的中垂线与直线 l 的交点即为 P.A垂直平分上的点到线段两B端点的距离相等.lP PA PB = 0.【问题 10】作法图形原理- 2 -A三角形任意两边之差小于A Bl作直线 AB ,与直线 l 的交第三边. PA PB ≤AB .B点即为 P .l在直线 l 上求一点 P ,使PPA PB 的最大值 = AB .PA PB 的值 最大 .【问题 11】作法 图形原理AAl 作 B 关于 l 的对称点 B ' B'B作直线 A B ',与 l 交点即lP为 P .B在直线 l 上求一点 P ,使PA PB 的值 最大 .三角形任意两边之差小于第三边. PA PB ≤ AB '.PA PB 最大值 = AB '.【问题 12】“费马点”作法图形原理ABC所求点为“费马点” ,即满足∠ APB =∠ BPC =∠APC = 120 °.以 AB 、 ACDAE两点之间线段最短.为边向外作等边△ ABD 、PPA+ PB+ PC 最小值 = CD .△ ABC 中每一内角都小于120°,在△ ABC 内求一点P ,使 PA+PB+PC 值最小.△ ACE ,连 CD 、 BE 相交于 P ,点 P 即为所求.BC【精品练习 】 1.如图所示,正方形ABCD 的面积为 12,△ ABE 是等边三角形,点一点 P ,使 PD +PE 的和最小,则这个最小值为( )A . 23 B . 2 6C . 3D . 62.如图,在边长为 2 的菱形 ABCD 中,∠ ABC = 60 °,若将 △ ACD交于点 E 、 F ,则 △ CEF 的周长的最小值为( )E 在正方形 ABCD 内,在对角线 AC 上有ADPEB C绕点 A 旋转,当 AC ′、 AD ′分别与 BC 、 CDA . 2B . 2 3C . 2 3D . 4- 3 -3.四边形 ABCD 中,∠ B=∠ D = 90 °,∠ C= 70 °,在 BC 、 CD 上分别找一点M、 N,使△ AMN 的周长最小时,∠ AMN + ∠ ANM 的度数为()A DA . 120°B. 130°C.110 °D. 140 °NBMC 4.如图,在锐角△ ABC 中, AB = 4 2 ,∠ BAC = 45 °,∠ BAC 的平分线交 BC 于点D , M、 N 分别是 AD 和 AB上的动点,则 BM +MN 的最小值是C.DMAN B5.如图, Rt△ ABC 中,∠ C= 90 °,∠ B= 30 °,AB= 6,点 E 在 AB 边上,点 D 在 BC 边上(不与点B、C 重合),且 ED = AE,则线段AE 的取值范围是.AEC D B 6.如图,∠AOB = 30 °,点 M、 N 分别在边OA、 OB 上,且OM = 1, ON= 3,点 P 、 Q 分别在边OB、 OA 上,则 MP + PQ+ QN 的最小值是_________.(注“勾股定理”:直角三角形中两直角边的平方和等于斜边的平方,即 Rt△ABC 中,∠ C= 90°,则有AC 2BC 2AB2)7.如图,三角形△ ABC中,∠OAB=∠AOB=15°,点B在x轴的正半轴,坐标为B( 6 3 , 0).OC 平分∠ AOB ,点 M 在 OC 的延长线上,点N 为边 OA 上的点,则MA + MN 的最小值是 ______.- 4 -8.已知 A( 2, 4)、 B (4, 2). C 在y轴上, D 在 x 轴上,则四边形ABCD 的周长最小值为,此时 C、 D 两点的坐标分别为.yABO x 9.已知A( 1, 1)、 B (4, 2).y( 1) P 为 x 轴上一动点,求PA+PB 的最小值和此时P 点的坐标;BAO x( 2) P 为 x 轴上一动点,求PA PB 的值最大时P 点的坐标;yBAO x( 3) CD 为 x 轴上一条动线段, D 在 C 点右边且CD = 1,求当AC+ CD+ DB 的最小值和此时 C 点的坐标;yBAO C D x10 .点 C 为∠ AOB 内一点.( 1)在 OA 求作点 D , OB 上求作点 E ,使△ CDE 的周长最小,请画出图形;( 2)在( 1)的条件下,若∠AOB = 30°, OC= 10,求△ CDE 周长的最小值和此时∠DCE 的度数.ACO B- 5 -11.( 1)如图①,△ ABD 和△ ACE 均为等边三角形,BE、 CE 交于 F,连 AF,求证: AF +BF +CF = CD ;( 2)在△ ABC 中,∠ ABC = 30°, AB= 6, BC= 8,∠ A ,∠ C 均小于 120°,求作一点 P,使 PA+PB+PC 的值最小,试求出最小值并说明理由.DAAEFB C图①B C图②12 .荆州护城河在CC'处直角转弯,河宽相等,从 A 处到达 B 处,需经过两座桥DD '、 EE ',护城河及两桥都是东西、南北方向,桥与河岸垂直.如何确定两座桥的位置,可使 A 到 B 点路径最短?- 6 -。
初中八年级数学最短路径问题

八年级数学最短路径问题一、两点在一条直线异侧例:已知:如图,A,B在直线L的两侧,在L上求一点P,使得PA+PB最小。
练习、如图,A.B两地在一条河的两岸,现要在河上建一座桥MN,桥造在何处才能使从A 到B的路径AMNB最短?(假设河的两岸是平行的直线,桥要与河垂直)二、两点在一条直线同侧例:图所示,要在街道旁修建一个奶站,向居民区A、B提供牛奶,奶站应建在什么地方,才能使从A、B到它的距离之和最短.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。
三、一点在两相交直线内部例:已知:如图A是锐角∠MON内部任意一点,在∠MON的两边OM,ON上各取一点B,C,组成三角形ABC,使三角形周长最小.练习1:已知:如图A是锐角∠MON内部任意一点,在∠MON的两边OM,ON上各取一点B,C,组成三角形ABC周长最小值为OA.求∠MON的度数。
练习2:某班举行晚会,桌子摆成两直条(如图中的AO,BO),AO桌面上摆满了桔子,OB 桌面上摆满了糖果,坐在C处的学生小明先拿桔子再拿糖果,然后回到座位,请你帮助他设计一条行走路线,使其所走的总路程最短?提高训练一、题中出现一个动点。
1.当题中只出现一个动点时,可作定点关于动点所在直线的对称点,利用两点之间线段最短,或三角形两边之和小于第三边求出最值.例:如图,在正方形ABCD中,点E为AB上一定点,且BE=10,CE=14,P为BD上一动点,求PE+PC最小值。
二、题中出现两个动点。
当题中出现两个定点和两个动点时,应作两次定点关于动点所在直线的对称点.利用两点之间线段最短求出最值。
例:如图,在直角坐标系中有四个点, A(-8,3),B(-4,5)C(0,n),D(m,0),当四边形ABCD周长最短时,求C、D的坐标。
练习1如图,∠AOB=30°,点M、N分别在边OA、OB上,且OM=1,ON=3,点P、Q 分别在边OB、OA上,则MP+PQ+QN的最小值是.三、题中出现三个动点时。
(完整版)初二数学最短路径问题知识归纳+练习

初二数学最短路径问题【问题概述】最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题,旨在寻找图(由结点和路径组成的)中两结点之间的最短路径.算法具体的形式包括:①确定起点的最短路径问题 - 即已知起始结点,求最短路径的问题.②确定终点的最短路径问题 - 与确定起点的问题相反,该问题是已知终结结点,求最短路径的问题.③确定起点终点的最短路径问题 - 即已知起点和终点,求两结点之间的最短路径.④全局最短路径问题 - 求图中所有的最短路径.【问题原型】“将军饮马”,“造桥选址”,“费马点”.【涉及知识】“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“三角形三边关系”,“轴对称”,“平移”.【出题背景】角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等.【解题思路】找对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查.在直线l 上求一点P ,使PB PA -的值最大.作直线AB ,与直线l 的交点即为P .三角形任意两边之差小于第三边.PB PA -≤AB .PB PA -的最大值=AB .【问题11】 作法图形 原理在直线l 上求一点P ,使PB PA -的值最大.作B 关于l 的对称点B '作直线A B ',与l 交点即为P .三角形任意两边之差小于第三边.PB PA -≤AB '. PB PA -最大值=AB '.【问题12】“费马点” 作法图形 原理△ABC 中每一内角都小于120°,在△ABC 内求一点P ,使P A +PB +PC 值最小.所求点为“费马点”,即满足∠APB =∠BPC =∠APC =120°.以AB 、AC 为边向外作等边△ABD 、△ACE ,连CD 、BE 相交于P ,点P 即为所求.两点之间线段最短. P A +PB +PC 最小值=CD .【精品练习】1.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( )A .3B .26C .3D 62.如图,在边长为2的菱形ABCD 中,∠ABC =60°,若将△ACD 绕点A 旋转,当AC ′、AD ′分别与BC 、CD 交于点E 、F ,则△CEF 的周长的最小值为( ) A .2B .32C .32+D .4lBAlPABl ABlBPAB'ABCPEDCBAADEPB C3.四边形ABCD 中,∠B =∠D =90°,∠C =70°,在BC 、CD 上分别找一点M 、N ,使△AMN 的周长最小时,∠AMN +∠ANM 的度数为( )A .120°B .130°C .110°D .140°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AD 和AB 上的动点,则BM +MN 的最小值是 .5.如图,Rt △ABC 中,∠C =90°,∠B =30°,AB =6,点E 在AB 边上,点D 在BC 边上(不与点B 、C 重合), 且ED =AE ,则线段AE 的取值范围是 .6.如图,∠AOB =30°,点M 、N 分别在边OA 、OB 上,且OM =1,ON =3,点P 、Q 分别在边OB 、OA 上,则MP +PQ +QN 的最小值是_________.(注“勾股定理”:直角三角形中两直角边的平方和等于斜边的平方,即Rt △ABC 中,∠C =90°,则有222AB BC AC =+)7.如图,三角形△ABC 中,∠OAB =∠AOB =15°,点B 在x 轴的正半轴,坐标为B (36,0).OC 平分∠AOB ,点M 在OC 的延长线上,点N 为边OA 上的点,则MA +MN 的最小值是______. DEABCD MABMN8.已知A (2,4)、B (4,2).C 在y 轴上,D 在x 轴上,则四边形ABCD 的周长最小值为 ,此时 C 、D 两点的坐标分别为 .9.已知A (1,1)、B (4,2).(1)P 为x 轴上一动点,求PA +PB 的最小值和此时P 点的坐标;(2)P 为x 轴上一动点,求PB PA 的值最大时P 点的坐标;(3)CD 为x 轴上一条动线段,D 在C 点右边且CD =1,求当AC +CD +DB 的最小值和此时C 点的坐标;10.点C 为∠AOB 内一点.(1)在OA 求作点D ,OB 上求作点E ,使△CDE 的周长最小,请画出图形;(2)在(1)的条件下,若∠AOB =30°,OC =10,求△CDE 周长的最小值和此时∠DCE 的度数.图①12.荆州护城河在CC'处直角转弯,河宽相等,从A处到达B处,需经过两座桥DD'、EE',护城河及两桥都是东西、南北方向,桥与河岸垂直.如何确定两座桥的位置,可使A到B点路径最短?。
初二数学最短路径问题,“将军饮马”四种题型详解,折变直是关键

初二数学最短路径问题,“将军饮马”四种题型详解,折变直是关键初二数学最短路径问题,“将军饮马”四种题型详解,折变直是关键 -初二数学轴对称这一章节中,课题研究中的最短路径问题,是中考的热门考点,在初二的考试中也是经常会出现。
最短路径问题中,初中阶段主要涉及三方面的内容,“将军饮马”、“造桥选址”和“费马点”,涉及到的知识点主要有“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“三角形三边关系”,“轴对称”,“平移”等,需要同学们根据题目给定的条件,做出最短路径问题,而这类题目的解题思路就是找对称点实现“折”转“直”,这是最为关键的,从而找到最短路径的点,解决出最短路径的问题,我们先来学习一个比较简单的“将军饮马”类型,最短路径的求解,通过四种题型,详解解释作图方法。
希望同学们能够认真总结,将这类题目掌握。
以“将军饮马”为原型常见的四种类型的题目分别是:(1)、A,B两点位于L的同侧,求出直线上一点P,使得PA+PB最小;(2)、A,B两点位于L的两侧,求出直线上一点P,使得PA+PB最小;(3)、在两条相交直线L1,L2内一点P,在两条直线上分别求出M,N,使△PMN的周长最小;(4)、在直线L1、L2上分别求点M、N,使四边形PQMN的周长最小。
例1:作图题.如图,小河边有两个村庄A、B,要在河边建一自来水厂P,向A村B村供水.(1)若要使厂部到A、B两村的距离相等,则厂部P应选在哪里?在图①中画出;(2)若要使厂部到A、B两村的输水管长度之和最小,则厂部P应选在什么地方?在图②中画出.(保留作图痕迹,不写作法,但要写结论)本题关键是掌握在直线L上的同侧有两个点A、B,在直线L 上有到A、B的距离之和最短的点存在,可以通过轴对称来确定,即作出其中一点关于直线L的对称点,对称点与另一点的连线与直线L的交点就是所要找的点.例2:尺规作图:(不要求写作法,只保留作图痕迹)如图,工厂A和工厂B,位于两条公路OC、OD之间的地带,现要建一座货物中转站P.若要求中转站P到两条公路OC、OD的距离相等,且到工厂A和工厂B的距离之和最短,请用尺规作出P的位置.本题不仅考察了最短路径的作图方法,还要求根据题意明确点P还在角COD的角平分线上。
【初二】最短路径问题归纳

最短路径问题专题学习(【问题10】 作法图形 原理】在直线l 上求一点P ,使PB PA -的值最大.作B 关于l 的对称点B '作直线A B ',与l 交点即为P .三角形任意两边之差小于第三边.PB PA -≤AB '.PB PA -最大值=AB '.【精品练习】1.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( )A .23B .6C .3D 62.如图,在边长为2的菱形ABCD 中,∠ABC =60°,若将△ACD 绕点A 旋转,当AC ′、AD ′分别与BC 、CD 交于点E 、F ,则△CEF 的周长的最小值为( )A .2B .32C .32+D .4。
3.四边形ABCD 中,∠B =∠D =90°,∠C =70°,在BC 、CD 上分别找一点M 、N ,使△AMN 的周长最小 时,∠AMN +∠ANM 的度数为( )A .120°B .130°C .110°D .140°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AD和AB 上的动点,则BM +MN 的最小值是 .5.如图,Rt △ABC 中,∠C =90°,∠B =30°,AB =6,点E 在AB 边上,点D 在BC 边上(不与点B 、C 重l ABDEABC AD ~E PB CDAMABMN第2题 第3题 第4题 第5题合),且ED =AE ,则线段AE 的取值范围是 .6.如图,∠AOB =30°,点M 、N 分别在边OA 、OB 上,且OM =1,ON =3,点P 、Q 分别在边OB 、OA 上,则MP +PQ +QN 的最小值是_________.~7.如图,三角形△ABC 中,∠OAB =∠AOB =15°,点B 在x 轴的正半轴,坐标为B (36,0). OC 平分∠AOB ,点M 在OC 的延长线上,点N 为边OA 上的点,则MA +MN 的最小值是______.#8.已知A (2,4)、B (4,2).C 在y 轴上,D 在x 轴上,则四边形ABCD 的周长最小值为 , 此时 C 、D 两点的坐标分别为 .9.已知A (1,1)、B (4,2).(1)P 为x 轴上一动点,求PA +PB 的最小值和此时P 点的坐标;,(2)P 为x 轴上一动点,求PB PA 的值最大时P 点的坐标;(3)CD 为x 轴上一条动线段,D 在C 点右边且CD =1,求当AC +CD +DB 的最小值和此时C 点的坐标;yx BO A C DyxBOA yx B OA yxBAO第6题 第7题10.点C为∠AOB内一点.(1)在OA求作点D,OB上求作点E,使△CDE的周长最小,请画出图形;(2)在(1)的条件下,若∠AOB=30°,OC=10,求△CDE周长的最小值和此时∠DCE的度数.。
初中数学中考复习专题 最短路径问题 24张

●
A' ●
P
B ● l
最短路径问题是初中阶段图论研究中的经典算 法问题,旨在寻找图(有结点和路径组成的)中两 结点之间的最短路径算法形式包括:
一、确定起点的最短路径问题
二、确定终点的最短路径问题
三、确定起点、终点的最短路径问题
四、全局最短路径问题
问题原型 “将军饮马”,“造桥选址”,“费马点”
作B关于l 的对称点B ',作直线 A B'与l 交点即为P
.
图形
原理
三角形任意两边 之差小于第三边 ︱PA-PB︱≤AB'. ︱PA-PB︱最大值 =AB'
问题12 “费马点”
作法
图形
原理
所求点为“费马点”,
既满足
△ABC中每一 内角都小于
∠APB=∠BPC=∠ APC=1200.以AB、
1200,在 △ABC内求一
AM+MN+NB的 值最小.
作点A关于l2的 对称点A',作 点B关于l1的对 称点B',连A 'B'交l2于M
,交l1于N.
图形
原理
两点之间线段 最短.
AM+MN+NB 的最小值为线 段A'B'的
长
问题9
作法
A
B l
在直线l上求一 点P,使︱PAPB︱的值最小
连AB, 作AB的 中垂线与 直线l的交 点即为P
AC为边向外作等边 △ABD、△ACE,连
点P,使
CD、BE相交于P,
PA+PB+PC最 点P即为所求点.
小.
两点之间 线段最
短.PA+PB+ PC最小值
=CD.
随堂练习一
如图,已知正方形ABCD,点M为BC边的中点,
八年级数学中的最短路径问题模型与练习

最短路径问题的13个模型与30道培优考题一、一条直线两定点一动点1.如图在直线上取一点P,使得PA+PB最小?A,B位于直线异侧,连接AB交直线于P。
2. 如图在直线上取一点P,使得PA+PB最小?作点A关于直线的对称点A',连接A’B交直线于点P3.如图在直线上取一点P,使得|PA-PB|最大?作直线AB交直线l于P。
4.如图在直线上取一点P,使得|PA-PB|最大?作点B关于l的对称点B’,直线AB’交l于P。
二、两条直线一定点两动点5.点A在∠O的内部,在角的两边上分别取两个点M,N使得△AMN的周长最小?分别作点A关于两直线的对称点A’,A”,连接A'A”与角的两边交于M,N。
6. 点B是水平直线上的一个动点,点P在另一条直线上,点A在两直线外,确定点P和点B的位置,使得AP+PB 最小。
过点A作垂线段AB垂直于水平的直线,垂足为B,AB与另一直线交点P即为所求。
常见的变形,当点A位于两直线内,先作点A的对称点,再作垂线段即可。
三、两条直线两定点两动点7. A,B在两条直线外,在两条直线上分别取两点P,Q使得AP+PQ+QB最小?连接AB并与直线分别交于PQ。
8. 点A在直线内,点B在直线外,在两条直线上分别取点P,Q使得AP+PQ+QB最小?作点A关于B反向的直线对称点A’,连接A’B与两直线交于P,Q。
9.点A,B都在两条直线内部,在两条直线上分别取点P,Q,使得AP+PQ+QB最小?首先要看哪个点离哪条线最近,然后作这点关于这线的对称点,另点关于另线的对称点,两个对称点再连与两线交点即为所求。
常见的变形情况:角内两点A,B,在角的两边上分别取点M,N,使得AM+MN+NB最短?分别向外侧作点AB关于两边的对称点A’,B’,连接A’B’。
10.分别以两条平行的直线代表一条河的两岸,河两岸分别是A村和B村,现在准备在河上修一座桥MN(桥垂直河岸),问修在哪个位置,从A村到B村的路程最短?作AA’垂直于河岸,且AA’距离等于桥长,连接A’B交河岸于N’,再作N’对岸点M。
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最短路径问题(珍藏版)
【问题概述】最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题, 旨在寻找图(由结点和路径组成的)中两结
点之间的最短路径.算法具体的形式包括:
①确定起点的最短路径问题 - 即已知起始结点,求最短路径的问题.
②确定终点的最短路径问题 - 与确定起点的问题相反,该问题是已知终结结点,求最短路径的问题. ③确定起点终点的最短路径问题 - 即已知起点和终点,求两结点之间的最短路径. ④全局最短路径问题 - 求图中所有的最短路径.
【问题原型】“将军饮马”,“造桥选址”,“费马点”.
【涉及知识】“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“三角形三边关系”,“轴对称”,“平移”. 【出题背景】角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等.
【解题思路】找对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查. 【十二个基本问题】
【问题
1】
作法
图形
原理
在直线 l 上求一点 P ,使 PA +PB 值最小.
连 AB ,与 l 交点即为 P .
两点之间线段最短. PA +PB 最小值为 AB .
【问题 2】“将军饮马” 作法
图形
原理
在直线 l 上求一点 P ,使 PA +PB 值最小.
作 B 关于 l 的对称点 B '
连 A B ',与 l 交点即为 P .
两点之间线段最短. PA +PB 最小值为 A B '.
【问题 3】
作法 图形
原理
在直线l 1 、l 2 上分别求点 M 、N ,使△PMN 的周长最小.
分别作点 P 关于两直线的
对称点 P '和 P ',连 P 'P '与两直线交点即为 M ,N .
,
两点之间线段最短. PM +MN +PN 的最小值为线段 P 'P ''的长.
【问题 4】
作法 图形
原理
在直线l 1 、l 2 上分别求点 M 、N ,使四边形 PQMN 的周长最小.
分别作点 Q 、P 关于直线 l 1 、l 2 的对称点 Q '和 P ' 连 Q 'P ',与两直线交点即为 M ,N .
两点之间线段最短. 四边形 PQMN 周长的最小值为线段 P 'P ''的长.
n
直线m ∥n ,在m 、n ,
上分别求点M、N,使MN
⊥m ,且AM+MN+BN 的
值最小.
【问题6】图形
l
在直线l上求两点M、N(M
在左),使MN =a ,并使
AM+MN+NB 的值最小.
【问题7】图形
在l1 上求点A,在l2 上求
点B,使PA+AB 值最小.
【问题8】图形
A为l1上一定点,B为l2上
一定点,在l2 上求点M,
在l1 上求点N ,使
AM+MN+NB 的值最小.
【问题9】图形
在直线l 上求一点P,使
PA -PB 的值最小.
3
P
E
【问题 10】
作法
图形
原理
在直线 l 上求一点 P ,使 PA - PB 的值最大.
作直线 AB ,与直线 l 的交
点即为 P .
三角形任意两边之差小于第三边. PA - PB ≤AB . PA - PB 的最大值=AB .
【问题 11】 作法 图形
原理
在直线 l 上求一点 P ,使 PA - PB 的值最大.
作 B 关于 l 的对称点 B '
作直线 A B ',与 l 交点即
为 P .
三角形任意两边之差小于
第三边. PA - PB ≤AB '. PA - PB 最大值=AB '.
【问题 12】“费马点”
作法 图形
原理
△ABC 中每一内角都小于 120°,在△ABC 内求一点 P ,使 PA +PB +PC 值最小.
所求点为“费马点”,即满足∠APB =∠BPC =∠ APC =120°.以 AB 、AC
为边向外作等边△ABD 、 △ACE ,连 CD 、BE 相交
于 P ,点 P 即为所求.
两点之间线段最短. PA +PB +PC 最小值=CD .
【精品练习】
1. 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( )
A. 2
B.
2 A D
C .3
D .
B
C
2. 如图,在边长为 2 的菱形 ABCD 中,∠ABC =60°,若将△ACD 绕点 A 旋转,当 AC ′、AD ′分别与 BC 、CD
交于点 E 、F ,则△CEF 的周长的最小值为(
)
A .2
B . 2
C . 2 +
D .4
6
3
6
3
2 3
3. 四边形 ABCD 中,∠B =∠D =90°,∠C =70°,在 BC 、CD 上分别找一点 M 、N ,使△AMN 的周长最小时,
∠AMN +∠ANM 的度数为(
) A .120°
B .130°
C .110°
D .140°
4. 如图,在锐角△ABC 中,AB =4 ,∠BAC =45°,∠BAC 的平分线交 BC 于点 D ,M 、N 分别是 AD 和 AB
上的动点,则 BM +MN 的最小值是 .
5. 如图,Rt △ABC 中,∠C =90°,∠B =30°,AB =6,点 E 在 AB 边上,点 D 在 BC 边上(不与点 B 、C 重合),
且 ED =AE ,则线段 AE 的取值范围是 .
6. 如图,∠AOB =30°,点 M 、N 分别在边 OA 、OB 上,且 OM =1,ON =3,点 P 、Q 分别在边 OB 、OA 上,
则 MP +PQ +QN 的最小值是 .(注“勾股定理”:直角三角形中两直角边的平方和等于斜边的平方,
即 Rt △ABC 中,∠C =90°,则有 AC 2 + BC 2 = AB 2 )
7. 如图,三角形△ABC 中,∠OAB =∠AOB =15°,点 B 在 x 轴的正半轴,坐标为 B ( 6 ,0).
OC 平分∠AOB ,点 M 在 OC 的延长线上,点 N 为边 OA 上的点,则 MA +MN 的最小值是 .
8.已知A(2,4)、B(4,2).C 在y 轴上,D 在x 轴上,则四边形ABCD 的周长最小值为,
此时C、D 两点的坐标分别为.
9.已知A(1,1)、B(4,2).
(1)P 为x 轴上一动点,求PA+PB 的最小值和此时P 点的坐标;
(2)P 为x 轴上一动点,求PA PB 的值最大时P 点的坐标;
(3)CD 为x 轴上一条动线段,D 在 C 点右边且CD=1,求当AC+CD+DB 的最小值和此时 C 点的坐标;
10.点C 为∠AOB 内一点.
(1)在OA 求作点D,OB 上求作点E,使△CDE 的周长最小,请画出图形;
(2)在(1)的条件下,若∠AOB=30°,OC=10,求△CDE 周长的最小值和此时∠DCE 的度数.
11.(1)如图①,△ABD 和△ACE 均为等边三角形,BE、CE 交于F,连AF,求证:AF+BF+CF=CD;。