初中数学最短路径问题典型题型及解题技巧
初中数学——最短路径问题常见题型及解题方法
初中数学——最短路径问题常见题型及解题方法
两点在直线同侧的最短路径问题
给出一条直线,A、B两点在直线的同侧,要在直线上找到一个点,使这个点到A点和到B点的距离最短。
步骤:
①找到A(或B)关于直线的对称点P
②连接PB(PA)交直线于O,点O就是所要找的点
造桥选址问题
A、B在一条河的两岸,要在河上造一座桥MN,使A到B的路径AMNB最短。
步骤:
①作出河的宽度M′N′
②将M′N′平移,使M′向A点平移,N′向A′点平移,即AA′=M′N′
③连接A′B与河岸b交于N点
④过N点作直线a的垂线,垂足为M 。
则MN就是桥的位置.
涉及到两个动点的最短路径问题
给出一个正方形,已知两个定点和两个动点,
要在直线上找到这两个动点,使这四个点所围的四边形周长最小。
步骤:
①找到两个定点关于正方形的边的对称点,
②连接两个对称点,和正方形边的两边有两个交点。
③交点就是动点的位置
例题:
(2015,广西玉林、防城港)如图,已知正方形ABCD边长为3,点E在AB边上且BE=1,点P,Q分别是边BC,CD的动点(均不与顶点重合),当四边形AEPQ的周长取最小值时,四边形AEPQ的面积是.
思路:。
初中数学最短路径问题总结
初中数学最短路径问题总结一、十二个基本问题概述问题一:在直线l 上求一点P,使得PA + PB 值最小 .作法:连接AB,与直线l 的交点即为P 点 .原理:两点之间线段最短 . PA + PB 最小值为AB .问题二:(“将军饮马问题”)在直线l 上求一点P,使得PA + PB 值最小 .作法:作点B 关于直线l 的对称点B',连接AB' 与l 的交点即为点P.原理:两点之间线段最短.PA + PB 最小值为AB' .问题三:在直线l1、l2 上分别求点M、N,使得△PMN 的周长最小.作法:分别作点P 关于两条直线的对称点P' 和P'',连接P'P'',与两条直线的交点即为点M,N.原理:两点之间线段最短.PM + MN + PN 的最小值为线段P'P'' 的长.问题四:在直线l1、l2 上分别求点M、N,使四边形PQMN 的周长最小.作法:分别作点Q 、P 关于直线l1、l2 的对称点Q' 和P' 连接Q'P',与两直线交点即为点M,N.原理:两点之间线段最短.四边形PQMN 周长的最小值为线段Q'P' + PQ 的长.问题五:(“造桥选址问题”)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.作法:将点A 向下平移MN 的长度单位得A',连接A'B,交n 于点N,过N 作NM⊥m 于M .原理:两点之间线段最短 . AM + MN + BN 的最小值为A'B + MN .问题六: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 .作法:将点A 向右平移a 个长度单位得A',作A' 关于直线l 的对称点A'',连接A''B 交直线l 于点N,将N 点向左平移a 个单位得M .原理:两点之间线段最短 . AM + MN + NB 的最小值为A''B + MN .问题七:在l1 上求点A,在l2 上求点B,使PA + AB 值最小 .作法:作点P 关于l1 的对称点P',作P'B⊥l2 于点B,交l1 于点A .原理:点到直线,垂线段的距离最短 . PA + AB 的最小值为线段P'B 的长 .问题八: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 .作法:作点A 关于l2 的对称点A' , 点B 关于l1 的对称点B',连接A'B' 交l2 于点M,交l1 于点N.原理:两点之间线段最短.AM + MN + NB 的最小值为线段A'B' 的长.问题九:在直线l 上求一点P,使| PA - PB | 的值最小.作法:连接AB,作AB 的中垂线与直线l 的交点即为P 点.原理:垂直平分上的点到线段两端点的距离相等.| PA - PB | = 0 .问题十:在直线l 上求一点P,使| PA - PB | 的值最大.作法:作直线AB,与直线l 的交点即为P 点.原理:三角形任意两边之差小于第三边.| PA - PB | ≤AB ,| PA - PB | 的最大值= AB . 问题十一:在直线l 上求一点P,使| PA - PB | 的值最大.作法:作点B 关于直线l 的对称点B' 作直线AB',与直线l 的交点即为P 点.原理:三角形任意两边之差小于第三边.| PA - PB | ≤AB' ,| PA - PB | 的最大值= AB' . 问题十二:(“费马点”)△ABC 中每一内角都小于120°,在△ABC 内求一点P,使得PA + PB + PC 的值最小 .作法: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,连接CD、BE 相交于点P,点P 即为所求 .原理:两点之间线段最短 . PA + PB + PC 的最小值= CD .二、“费马点”——到三点距离之和最小的点费马点的构造方法:①所给三点的连线构成三角形(△ABC),并且这个三角形的每个内角都小于120°;②如下图所示:A , B , C 是给定的三点,以AC 为边向外作正三角形得到点D , 以BC 为边向外作正三角形得到点E ,连接BD 和AE 交于点O,我们断言点O 就是“费马点” .费马点的证明方法:先证△AEC ≌△DBC .△AEC 绕点C 顺时针旋转60°,可得到△DBC,从而△AEC ≌△DBC .于是∠OBC = ∠OEC,所以O、B、E、C 四点共圆 .拓展知识:四点共圆判定方法若线段同侧二点到线段两端点连线夹角相等,那么这二点和线段二端点四点共圆 .所以∠BOE = ∠BCE = 60°,∠COE = ∠CBE = 60°,于是∠BOC = ∠BOE + ∠COE = 120°,同理可证∠AOC = ∠AOB = 120°,所以∠BOC = ∠AOC = ∠AOB = 120° .将O 点看作是AE 上的点,随着△AEC 一起绕点C 顺时针旋转60°得到点O2 , 所以∠OCO2 = 60°,OC = O2C , OA = O2D ,所以△OCO2 是等边三角形,于是有OO2 = OC .所以BD = OA + OB + OC .。
八年级数学最短路径题型归纳
八年级数学中的最短路径问题,通常涉及到几何图形中的点、线、面等元素,需要利用一些基本的几何知识和数学原理来求解。
以下是一些常见的最短路径题型及其解题方法:1.两点之间的最短距离:题型描述:在平面上给定两点A和B,求A到B的最短距离。
解题方法:直接连接A和B,线段AB的长度即为最短距离。
2.点到直线的最短距离:题型描述:在平面上给定一点P和一条直线l,求P到l的最短距离。
解题方法:作点P到直线l的垂线,垂足为Q,则PQ的长度即为最短距离。
3.直线到直线的最短距离:题型描述:在平面上给定两条直线l1和l2,求l1到l2的最短距离。
解题方法:如果l1和l2平行,则它们之间的距离即为最短距离;如果l1和l2不平行,则作l1到l2的垂线,垂足所在的线段即为最短4.点到圆的最短距离:题型描述:在平面上给定一点P和一个圆O,求P到圆O的最短距离。
解题方法:如果点P在圆O内,则最短距离为P到圆心的距离减去圆的半径;如果点P在圆O外,则最短距离为P到圆心的距离;如果点P在圆O上,则最短距离为0。
5.圆到圆的最短距离:题型描述:在平面上给定两个圆O1和O2,求O1到O2的最短距离。
解题方法:如果两圆外离,则它们之间的最短距离为两圆的半径之和;如果两圆外切,则它们之间的最短距离为两圆的半径之差;如果两圆相交或内切,则它们之间的最短距离为0;如果两圆内含,则它们之间的最短距离为两圆的半径之差减去两圆半径之和的绝对值。
6.多边形内的最短路径:题型描述:在一个多边形内给定两个点A和B,求A到B的最短解题方法:通常需要将多边形划分为多个三角形,然后利用三角形内的最短路径(即连接两点的线段)来求解。
7.立体几何中的最短路径:题型描述:在立体图形中给定两点A和B,求A到B的最短路径。
解题方法:通常需要将立体图形展开为平面图形,然后利用平面几何中的最短路径原理来求解。
在解决最短路径问题时,需要注意以下几点:准确理解题目要求,确定需要求的是哪两点之间的最短距离。
初中数学的[最短路径问地的题目]典型地的题目型及解地的题目技巧大全
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。
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.。
(完整)初中数学最短路径问题典型题型复习.doc
初中数学《最短路径问题》典型题型知识点:“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A·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。
证明:由平移的性质,得BN ∥ EM且BN=EM, MN=CD, BD∥CE, BD=CE,MNEB所以 A.B 两地的距 :AM+MN+BN=AM+MN+EM=AE+MN, 若桥的位置建在 CD 处,连接 AC.CD.DB.CE, 则 AB 两地的距离为:AC+CD+DB=AC+CD+CE=AC+CE+MN,在△ ACE 中,∵ AC+CE >AE, ∴ AC+CE+MN > AE+MN, 即 AC+CD+DB > AM+MN+BN所以桥的位置建在CD 处, AB 两地的路程最短。
初二数学最短路径技巧
初二数学最短路径技巧
在初二数学中,最短路径问题是一个常见的题型。
这类问题通常涉及到几何图形,如三角形、四边形等,要求找出从一点到另一点的最短路径。
解决最短路径问题的一般步骤如下:
1. 确定起点和终点:首先明确问题的起点和终点,这是解题的基础。
2. 构建几何模型:根据题目描述,将问题抽象化为一个几何模型。
这可能涉及到三角形、四边形、圆等几何图形。
3. 应用几何定理:根据几何定理,如勾股定理、三角形的三边关系等,来分析最短路径。
4. 求解最短路径:通过计算和推理,找出起点到终点的最短路径。
下面是一个具体的例子:
题目:一个池塘的四周是一条宽1米的马路,现在要在马路的四周每隔2米种一棵树。
四个角各种一棵,请问需要多少棵树?
分析:
1. 确定起点和终点:起点是马路的起点,终点是马路的终点。
2. 构建几何模型:将马路和池塘抽象为一个矩形,四个角各种一棵树。
3. 应用几何定理:由于四个角各种一棵树,因此最短路径是从一个角到其对角线的中点。
根据勾股定理,最短距离为 $\sqrt{2}$ 米。
4. 求解最短路径:由于每隔2米种一棵树,因此需要的树的数量为
$\frac{\sqrt{2}}{2} \times 2 = \sqrt{2}$ 棵。
通过以上步骤,我们可以求解出最短路径问题。
需要注意的是,这类问题需要灵活运用几何知识和定理,同时还需要一定的计算能力。
初中数学《最短路径问题》典型题型复习
初中数学《最短路径问题》典型题型知识点:“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。
证明:由平移的性质,得BN∥EM 且BN=EM, MN=CD, BD∥CE, BD=CE, A·MNE所以A.B 两地的距:AM+MN+BN=AM+MN+EM=AE+MN, 若桥的位置建在CD 处,连接AC 。
初中数学《最短路径问题》典型题型复习
初中数学《最短路径问题》典型题型知识点:“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。
A·MNE证明:由平移的性质,得 BN ∥EM 且BN=EM, MN=CD, BD ∥CE, BD=CE, 所以A.B 两地的距:AM+MN+BN=AM+MN+EM=AE+MN, 若桥的位置建在CD 处,连接AC.CD.DB.CE, 则AB 两地的距离为:AC+CD+DB=AC+CD+CE=AC+CE+MN,在△ACE 中,∵AC+CE >AE, ∴AC+CE+MN >AE+MN,即AC+CD+DB >AM+MN+BN 所以桥的位置建在CD 处,AB 两地的路程最短。
初中数学最短路径问题典型题型复习
初中数学最短路径问题典型题型复习1、初中数学《最短路径问题》典型题型学问点:“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。
〔依据:两点之间线段最短2、.〕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在始终线上时,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3、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表达在一条直线上时,三角形的周长最小A·BMNE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。
证明:由平移的性质,得BN∥EM且BN=EM,MN=CD,BD∥CE,BD=CE,所以A.B两地的距:AM+MN+BN=AM+M4、N+EM=AE+MN,若桥的位置建在CD处,连接AC.CD.DB.CE,则AB两地的距离为:AC+CD+DB=AC+CD+CE=AC+CE+MN,在△ACE中,∵AC+CE>AE,∴AC+CE+MN>AE+MN,即AC+CD+DB>AM+MN+BN所以桥的位置建在CD处,AB两地的路程最短。
八年级上册最短路径难题讲解
八年级上册最短路径难题讲解
八年级上册最短路径问题是一个重要的数学问题,涉及到图论和几何知识。
以下是几个经典的最短路径问题及相应的解题思路:
1. 将军饮马问题:两个将军分别在河的两岸,他们想要到河的对面饮马。
河水流速很快,不能逆流而上。
他们应该选择怎样的路径才能使其中一位将军到河对岸的总时间最短?
解题思路:在这种情况下,两个将军都可以选择直接过河,但是这样会花费较长的时间。
为了使总时间最短,他们可以选择在河岸的某一位置相遇,然后一起走到河对岸。
这样,他们可以节省掉单独过河的时间。
2. 造桥选址问题:有两个人分别在河的两岸,他们想要通过建造一座桥来互相通行。
为了使造桥的成本最低,他们应该选择怎样的桥址?
解题思路:在这种情况下,最短的路径就是直接在两岸之间建造一座桥。
因此,他们应该选择在河的中心建造桥,这样可以使得桥的长度最短,同时也可以节省造桥的成本。
3. 费马点问题:在三角形中,任意选取三个点,要求找到一个点到其他三个点的距离之和最短的位置。
解题思路:首先,我们可以将这个问题转化为求三角形三个顶点的中点。
然后,我们可以利用三角形的性质来证明这个结论。
具体来说,我们可以证明任意一个点到其他三个点的距离之和都大于等于三角形三个顶点的中点到其他三个点的距离之和,当且仅当这个点是三角形三个顶点的中点时取等号。
因此,三角形的费马点就是其三个顶点的中点。
以上是最短路径问题的几个经典例子及相应的解题思路。
通过这些例子,我们可以了解到最短路径问题的基本概念和方法,以及如何利用几何和图论的知识来解决这些问题。
初中最短路径问题例题
初中最短路径问题例题一、初中最短路径问题例题1. 例题1如图,A、B两个村庄位于一条小河的两侧,现要在小河上建一座桥,使得从A村到B村的路程最短,桥应建在何处?(假设小河两岸平行)解题思路:我们可以把小河的宽度平移,将A点沿垂直于河岸的方向平移小河的宽度到A'点,然后连接A'B,A'B与靠近B村的河岸交点为建桥的位置。
因为两点之间线段最短,我们通过平移把折线转化为直线,就找到了最短路径。
2. 例题2在一个正方形ABCD中,E为AB中点,F为AD上一点,且AF = 1/4AD,P为对角线BD上一动点,求PE+PF的最小值。
解题思路:利用正方形的对称性。
因为正方形关于对角线BD对称,所以点F关于BD的对称点F'在CD上,且CF'=AF。
连接EF',则EF'的长度就是PE + PF的最小值。
根据勾股定理可求出EF'的长度。
3. 例题3已知平面直角坐标系中有A(1,3)、B(5, - 1)两点,在x轴上找一点P,使得PA+PB的值最小,求P点坐标。
解题思路:作A点关于x轴的对称点A'(1, - 3),连接A'B,设A'B所在直线的解析式为y = kx + b,把A'(1, - 3)和B(5, - 1)代入可求出解析式,令y = 0,即可求出P点坐标。
因为A'和A 关于x轴对称,所以PA = PA',那么PA+PB = PA'+PB,当A'、P、B三点共线时,值最小。
4. 答案与解析例题1答案:按上述方法确定建桥位置。
解析:平移是关键,把实际的折线路程转化为直线的两点间距离问题,利用两点之间线段最短的原理。
例题2答案:先求出EF'的长度。
根据E为AB中点,AB = AD,AF = 1/4AD,可得AE = 1/2AD,CF'=1/4AD,DF'=3/4AD。
中考线段最小值问题四种常见解法
方法一:利用几何性质解决问题知识点1:垂线段最短(点到直线的距离,垂线段最短)知识点2:两点之间线段最短(即“将军饮马”问题)知识点3:利用“画圆”来确定动点问题解决最值问题运用画圆解决问题有两种情况:情况1:动点到某一定点的距离是定值(圆上的点到圆心的距离恒等于半径)情况2:动点为90°固定角的顶点(直径所对的圆周角恒定为90°)在中考中最常用的是“知识点2”、“知识点3”方法二:利用代数法直接证明知识点1:利用配方法求三次二项式的最值知识点2:运用二次函数中顶点求最值代数方法较为常见,所以我们本篇暂时不会涉及.接下来,我们来简单看一下每个几何知识点对应的问题知识点1:垂线段最短常出现几何图形问题中,通常在初二会见到,中考中不会涉及。
例:如图,在△ABC中有一点D在AC上移动,若AB=AC=5,BC=6则AD+BD+CD的最小值为_______.分析:题目中问“AD+BD+CD”的最小值,通过图形我们可以知道“AD+CD”是定值,所以问题可以转换为求BD的最小值.那么求BD的最小值即为求一点B到某一直线AC上的最小值,所以可以利用“垂线段最短”的性质来求解.过点B作AC垂线即可解决问题.知识点2:两点之间线段最短这类问题常出现在函数的大题中,考生如果函数知识不过关也不能拿到满分,因为仅作出图形别不能得出答案,还需要利用函数知识进行求点坐标.解题思路:通常做定点关于动点所在直线的对称点(两个动点所在直线就做两个对称点),然后连接对称点与另一点与动点所在直线的交点即为动点位置。
例1.如图,在直角坐标系中,点A、B的坐标分别为(1,3)和(2,0),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______.分析:典型的“将军饮马”问题。
通过作点B关于y轴的对称点即可解决问题.例2:如图所示,直线y=x+2与两坐标轴分别交于A、B两点,点C 是OB的中点,D、E分别是直线AB、y轴上的动点,则△CDE周长的最小值是_______.分析:本题中存在两个动点,分别是点D、点E所以我们只需要做点C关于直线AB、关于y轴的对称点即可解决问题.知识点3:利用“画圆”来确定动点问题解决最值问题例1:如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=6,点D是边BC的中点,点E是边AB上的任意一点(点E不与点B重合),沿DE翻折△DBE使点B落在点F处,连接AF,则线段AF长的最小值是________.分析:由翻折得到,DF=DB=3.所以点F在以点D为圆心以3为半径的圆上.连接A与圆心D,AD与圆的交点即为F'所以AF的最小值是AD-DF'=5-3=2.例2:如图,E,F是正方形ABCD的边AD上两个动点,满足AE=DF.连接CF交BD于点G,连接BE交AG于点H.若正方形的边长为2,则线段DH长度的最小值是________.分析:根据正方形的性质可得AB=AD=CD,∠BAD=∠CDA,∠ADG=∠CDG,然后利用“边角边”证明△ABE和△DCF全等,根据全等三角形对应角相等可得∠1=∠2,利用“SAS”证明△ADG和△CDG 全等,根据全等三角形对应角相等可得∠2=∠3,从而得到∠1=∠3,然后求出∠AHB=90°.所以点H在以AB为直径的圆上,所以以AB中点为圆心,以AB长的一半为半径画圆,连接D与圆心交点即为点H.所以DH'=OD-OH'中考中常见的求最值方法就是上面所提到的这些。
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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。
证明:由平移的性质,得 BN ∥EM 且BN=EM, MN=CD, BD ∥CE, BD=CE, 所以A.B 两地的距:AM+MN+BN=AM+MN+EM=AE+MN, 若桥的位置建在CD 处,连接AC.CD.DB.CE, 则AB 两地的距离为:AC+CD+DB=AC+CD+CE=AC+CE+MN,在△ACE 中,∵AC+CE >AE, ∴AC+CE+MN >AE+MN,即AC+CD+DB >AM+MN+BN 所以桥的位置建在CD 处,AB 两地的路程最短。
例: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。
··C D A B Ea A· BMNE作法:作点B 关于直线 a 的对称点点C,连接AC 交直线a 于点D ,则点D 为建抽水站的位置。
证明:在直线 a 上另外任取一点E ,连接AE.CE.BE.BD, ∵点B.C 关于直线 a 对称,点D.E 在直线 a 上,∴DB=DC,EB=EC, ∴AD+DB=AD+DC=AC, AE+EB=AE+EC在△ACE 中,AE+EC >AC, 即 AE+EC >AD+DB所以抽水站应建在河边的点D 处,例: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?作法:1.作点C 关于直线 OA 的对称点点D, 2. 作点C 关于直线 OB 的对称点点E, 3.连接DE 分别交直线OA.OB 于点M.N ,则CM+MN+CN 最短例: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。
作法:1.作点C 关于直线 OA 的 对称点点F, 2. 作点D 关于直线 OB 的对称点点E, 3.连接EF 分别交直线OA.OB 于点G.H ,则CG+GH+DH 最短四、求圆上点,使这点与圆外点的距离最小的方案设计在此问题中可根据圆上最远点与最近点和点的关系可得最优设计方案。
例:一点到圆上的点的最大距离为9,最短距离为1,则圆的半径为多少? (5或4)四、点在圆柱中可将其侧面展开求出最短路程将圆柱侧面展成长方形,圆柱体展开的底面周长是长方形的长,圆柱的高是长方形的宽.可求出最短路程例:如图所示,是一个圆柱体,ABCD 是它的一个横截面,AB=,BC=3,一只蚂蚁,要从A 点爬行到C 点,那么,最近的路程长为( )A .7B .C .D .5分析:要求蚂蚁爬行的最短距离,需将圆柱的侧面展开,进而根据“两点之间线段最短”得出结果.解:将圆柱体展开,连接A 、C , ∵==•π•=4,BC=3,根据两点之间线段最短,AC==5. 故选D .GE五、在长方体(正方体)中,求最短路程1)将右侧面展开与下底面在同一平面内,求得其路程2)将前表面展开与上表面在同一平面内,求得其路程3)将上表面展开与左侧面在同一平面内,求得其路程了然后进行比较大小,即可得到最短路程.例: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()A.5cm B.cm C.4cm D.3cm分析:把此长方体的一面展开,在平面内,两点之间线段最短.利用勾股定理求点A和B点间的线段长,即可得到蚂蚁爬行的最短距离.在直角三角形中,一条直角边长等于长方体的高,另一条直角边长等于长方体的长宽之和,利用勾股定理可求得.解:因为平面展开图不唯一,故分情况分别计算,进行大、小比较,再从各个路线中确定最短的路线.(1)展开前面、右面,由勾股定理得AB2=(5+4)2+32=90;(2)展开前面、上面,由勾股定理得AB2=(3+4)2+52=74;(3)展开左面、上面,由勾股定理得AB2=(3+5)2+42=80;所以最短路径长为cm.例:如图是一个长4m,宽3m,高2m的有盖仓库,在其内壁的A处(长的四等分)有一只壁虎,B处(宽的三等分)有一只蚊子,则壁虎爬到蚊子处最短距离为()A.4.8 B. C.5 D.分析:先将图形展开,再根据两点之间线段最短可知.解:有两种展开方法:①将长方体展开成如图所示,连接A、B,根据两点之间线段最短,AB==;②将长方体展开成如图所示,连接A、B,则AB==5<;所以最短距离5例:有一棵9米高的大树,树下有一个1米高的小孩,如果大树在距地面4米处折断(未完全折断),则小孩至少离开大树米之外才是安全的.分析:根据题意构建直角三角形ABC,利用勾股定理解答.解:如图,BC即为大树折断处4m减去小孩的高1m,则BC=4﹣1=3m,AB=9﹣4=5m,在Rt△ABC中,AC===4.例: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AD平行且>AD,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)分析:解答此题要将木块展开,然后根据两点之间线段最短解答.解:由题意可知,将木块展开,相当于是AB+2个正方形的宽,∴长为2+0.2×2=2.4米;宽为1米.于是最短路径为:=2.60米.例:如图,AB为⊙O直径,AB=2,OC为半径,OC⊥AB,D为AC三等分点,点P为OC上的动点,求AP+PD的最小值。
分折:作D关于OC的对称点D’,于是有PA+PD’≥AD’,(当且仅当P运动到P o处,等号成立,易求AD’=3。
六、在圆锥中,可将其侧面展开求出最短路程将圆锥侧面展开,根据同一平面内的问题可求出最优设计方案例:如图,一直圆锥的母线长为QA=8,底面圆的半径r=2,若一只小蚂蚁从A点出发,绕圆锥的侧面爬行一周后又回到A点,则蚂蚁爬行的最短路线长是(结果保留根式)小虫爬行的最短路线的长是圆锥的展开图的扇形的弧所对的弦长,根据题意可得出:2πr=n.π.OA,/180则,则2×π×2=,解得:n=90°,由勾股定理求得它的弦长AA一、题中出现一个动点。
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。
分析:作E关于BD对称点E’,E’在AB上,有PE+PC=PE’+PC≥E’C易求E’C=26。
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mn 。
n×π×8 180分折:因AB长为定值,四边形周长最短时有BC+CD+DA最短,作B关于y轴对称点B’,A关于x轴对称点A’,DA+DC+BC=DA’+DC+B’C≥B’A’(当D,C运动到AB和x轴y轴的交点时等号成立),易求直线A’B’解折式y= 23x+73,C0(0,73),D0(-72,0),此时mn=-23三、题中出现三个动点时。
在求解时应注意两点:(1)作定点关于动点所在直线的对称点,(2)同时要考虑点点,点线,线线之间的最短问题.例:如图,在菱形ABCD中,AB=2,∠BAD=60,E,F,P分别为AB,BC,AC上动点,求PE+PF最小值分折:作E关于AC所直线的对称点E’,于是有,PE+PF=PF+PE’≥E’F,又因为E在AB上运动,故当EF和AD,BC垂直时,E0F最短,易求E0F=3。
例:如图,∠AOB=45,角内有一动点P ,PO=10,在AO,BO上有两动点Q,R,求△PQR周长的最小值。
分折:作P关于OA,OB对称点P1,P2 。