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平移型“将军饮马”问题

(2018-07-05 10:50:01)
标签:

教育

数学

分类: 教育
一、问题提出

如下图,大家都熟悉求两条线段和最短的“将军饮马”模型,就是通过对称把同侧两定点转化为异侧两定点,再利用两点之间线段最短,找到我们要得的动点,进而求出最短距离。

http://s8/mw690/002Tvkuizy7lMZAxrbF57&690

在直线l上找一动点P,使得PA+PB之和最短,就是我们熟知的“将军饮马”模型,即(“两定一动型”----两个定点+一个动点)。

如果本题拓展为在直线l上找两个动点PQPQ两动点间距离为定值),使得AP+PQ+BQ的距离之和最短,又该如何处理呢?(“两动一定型”)

本文将与你一起去探究答案。

http://s8/mw690/002Tvkuizy7lMZACezBc7&690

法一:先对称后平移

作定点A关于动点所在直线(河)的对称点A’,将点A’沿直线平移PQ的长度得A”,连接A”B,则交直线(河)于点Q,将点Q沿直线反向平移PQ个长度得点P,即此时AP+PQ+BQ最短.

思路:作对称(同侧变异侧)---对称点平移定长线段(“一定两动”化“两定一动”)---连接两定点---动点反向平移定长线段---连接所得点.


http://s3/mw690/002Tvkuizy7lMZAPLPAc2&690

法二:先平移后对称

将点A沿直线平移PQ的长度得A’,作定点A’关于动点所在直线(河)的对称点A”,连接A”B,则交直线(河)于点Q,将点Q沿直线反向平移PQ个长度得点P,即此时AP+PQ+BQ最短.

思路:定点平移定长线段(“一定两动”化“两定一动”)----作对称(同侧变异侧)----连接两定点---动点反向平移定长线段---连接所得点.


http://s5/mw690/002Tvkuizy7lMZBgekAe4&690作图模型:对称+平移+连接+反向平移+连接

http://s1/mw690/002Tvkuizy7lMZBhIHKf0&690简析:典型的“平移型将军饮马问题”(要将“一定两动”转变为“两定一动”问题即转化为“饮马问题”).具体思路均是构造定点关于动点所在直线(河)的对称点.

http://s5/mw690/002Tvkuizy7lMZC5koc44&690

http://s7/mw690/002Tvkuizy7lMZC6GBEd6&690

http://s7/mw690/002Tvkuizy7lMZCob0We6&690

http://s2/mw690/002Tvkuizy7lMZCN2QF81&690

反思:“平移型将军饮马”问题,需通过平移定线段转化为“将军饮马”问题来解决.具体思路可“先对称后平移”,也可“先平移后对称”.

通过平移将一定点变为两定点,再将同侧定点通过对称转变为异侧定点,连接原定点和对称点即可得最短距离.

(思路:定点沿河平移定长,作出对称点,连接异侧两定点)


http://s4/mw690/002Tvkuizy7lMZDe92j93&690简析:典型的“平移型将军饮马问题”(要将“一定两动”转变为“两定一动”问题即转化为“饮马问题”).具体思路均是构造定点关于动点所在直线(河)的对称点.

http://s14/mw690/002Tvkuizy7lMZDiztb5d&690

http://s13/mw690/002Tvkuizy7lMZDynH60c&690

http://s3/mw690/002Tvkuizy7lMZE1nHQ52&690简析:非典型的“平移型将军饮马问题”(要将“一定两动”转变为“两定一动”问题即转化为“饮马问题”,但本题2动点不同在河上是难点).具体思路均是构造定点关于动点所在直线(河)的对称点.

http://s15/mw690/002Tvkuizy7lMZE2txYfe&690

http://s7/mw690/002Tvkuizy7lMZEgmNw36&690

反思:“平移型将军饮马”问题,需通过平移定线段转化为“将军饮马”问题来解决.具体思路可“先对称后平移”,也可“先平移后对称”.

通过平移将一定点变为两定点,再将同侧定点通过对称转变为异侧定点,将动点平移到异侧定点连线上即可得最短距离.

(思路:定点沿河平移定长,作出对称点,连接异侧两定点,平移动点至定点连线上)


http://s9/mw690/002Tvkuizy7lMZEHeZO38&690
简析:非典型的“平移型将军饮马问题”(本题四点均为动点,点D在平行于直线l的直线上运动,ABC三点沿直线l运动,我们要有化动为定的思考,即可将某点视为定点,求四边形周长最小值,本质为求DA+DC最短,本题即可转化为“平移型饮马问题”的“一定两动”再转变为“两定一动”问题即转化为“饮马问题”).具体思路均是构造定点关于动点所在直线(河)的对称点.

http://s9/mw690/002Tvkuizy7lMZEJwKca8&690

http://s9/mw690/002Tvkuizy7lMZF0GMwd8&690

反思:非典型的“平移型将军饮马”问题,需要我们有化动为定思想,将某动点看作定点,再通过平移定线段转化为“将军饮马”问题来解决.具体思路可“先对称后平移”,也可“先平移后对称”.

(思路:定点沿河平移定长,作出对称点,连接异侧两定点,平移动点至定点连线上)


本质为转化思想:

化同侧为异侧(对称变换)

平移定距离(平移变换)

 

化折线为直线(两点之间线段最短)


http://s13/mw690/002Tvkuizy7lMZFciaodc&690

http://s11/mw690/002Tvkuizy7lMZFCEps0a&690

总结:平移型将军饮马又可细分为以下4种类型:

典型的“平移型将军饮马”(一定两动型---动点均在直线“河”上)

作对称+再平移(化为“两定一动”)+去连接+反平移

非典型的“平移型将军饮马”(一定两动型---动点只有1点在直线“河”上)

作对称+再平移+去连接+另一动点反平移至直线

非典型的“平移型将军饮马”(三动点型)

假定某动为定点+作对称+再平移(化为“两定一动”)+去连接+反平移

非典型的“平移型将军饮马”(两定两动)即“造桥选址”问题

先沿河垂直方向平移桥长+连接+反向平移


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