_最短路徑問題課件

1、13.4 課題學(xué)習(xí)課題學(xué)習(xí) 最短路徑問題最短路徑問題 如圖所示，從如圖所示，從A A地到地到B B地有三條路地有三條路可供選擇，你會選走哪條路最近？可供選擇，你會選走哪條路最近？你的理由是什么？你的理由是什么？ 兩點之間兩點之間,線段最短線段最短FEDCBA已知：如圖，已知：如圖，A，B在直線在直線L的兩的兩側(cè)，在側(cè)，在L上求一點上求一點P，使得，使得PA+PB最小。最小。 P連接連接AB,線段線段AB與直線與直線L的交點的交點P ，就是所求。，就是所求。思考？思考？為什么這樣做就能得到最短距為什么這樣做就能得到最短距離呢？離呢？根據(jù)：根據(jù)：兩點之間線段最短兩點之間線段最短.引言：引言： 前面

2、我們研究過一些關(guān)于前面我們研究過一些關(guān)于“兩點的所有連線中，線兩點的所有連線中，線 段最短段最短”、“連接直線外一點與直線上各點的所有線段連接直線外一點與直線上各點的所有線段中，垂線段最短中，垂線段最短”等的問題，我們稱它們?yōu)樽疃搪窂絾柕鹊膯栴}，我們稱它們?yōu)樽疃搪窂絾?題現(xiàn)實生活中經(jīng)常涉及到選擇最短路徑的問題，本節(jié)題現(xiàn)實生活中經(jīng)常涉及到選擇最短路徑的問題，本節(jié) 將利用數(shù)學(xué)知識探究數(shù)學(xué)史中著名的將利用數(shù)學(xué)知識探究數(shù)學(xué)史中著名的“將軍飲馬問題將軍飲馬問題” 引入新知引入新知問題問題1相傳，古希臘亞歷山大里亞城里有一位久相傳，古希臘亞歷山大里亞城里有一位久負(fù)盛名的學(xué)者，名叫海倫有一天，一位將軍專程拜

3、訪負(fù)盛名的學(xué)者，名叫海倫有一天，一位將軍專程拜訪海倫，求教一個百思不得其解的問題：海倫，求教一個百思不得其解的問題：從圖中的從圖中的A 地出發(fā)，到一條筆直的河邊地出發(fā)，到一條筆直的河邊l 飲馬，然飲馬，然后到后到B 地到河邊什么地方飲馬可使他所走的路線全程地到河邊什么地方飲馬可使他所走的路線全程最短？最短？探索新知探索新知BAl精通數(shù)學(xué)、物理學(xué)的海倫稍加思索，利用軸對稱的精通數(shù)學(xué)、物理學(xué)的海倫稍加思索，利用軸對稱的 知識回答了這個問題這個問題后來被稱為知識回答了這個問題這個問題后來被稱為“將軍飲馬將軍飲馬 問題問題”你能將這個問題抽象為數(shù)學(xué)問題嗎？你能將這個問題抽象為數(shù)學(xué)問題嗎？ 探索新知探索

4、新知BAl追問追問1這是一個實際問題，你打算首先做什么？這是一個實際問題，你打算首先做什么？ 將將A，B 兩地抽象為兩個點，將河兩地抽象為兩個點，將河l 抽象為一條直抽象為一條直 線線 探索新知探索新知BAl（1）從）從A 地出發(fā)，到河邊地出發(fā)，到河邊l 飲馬，然后到飲馬，然后到B 地；地； （2）在河邊飲馬的地點有無窮多處，把這些地點與）在河邊飲馬的地點有無窮多處，把這些地點與A， B 連接起來的兩條線段的長度之和，就是從連接起來的兩條線段的長度之和，就是從A 地地 到飲馬地點，再回到到飲馬地點，再回到B 地的路程之和；地的路程之和； 探索新知探索新知追問追問2你能用自己的語言說明這個問題的

5、意思，你能用自己的語言說明這個問題的意思， 并把它抽象為數(shù)學(xué)問題嗎？并把它抽象為數(shù)學(xué)問題嗎？ 探索新知探索新知追問追問2你能用自己的語言說明這個問題的意思，你能用自己的語言說明這個問題的意思，并把它抽象為數(shù)學(xué)問題嗎？并把它抽象為數(shù)學(xué)問題嗎？ （3）現(xiàn)在的問題是怎樣找出使兩條線段長度之和為最）現(xiàn)在的問題是怎樣找出使兩條線段長度之和為最 短的直線短的直線l上的點設(shè)上的點設(shè)C 為直線上的一個動點，上為直線上的一個動點，上 面的問題就轉(zhuǎn)化為：當(dāng)點面的問題就轉(zhuǎn)化為：當(dāng)點C 在在l 的什么位置時，的什么位置時， AC 與與CB 的和最小（如圖）的和最?。ㄈ鐖D） BAlC追問追問1對于問題對于問題2，如何，

6、如何將點將點B“移移”到到l 的另一側(cè)的另一側(cè)B處，滿足直線處，滿足直線l 上的任意一點上的任意一點C，都保持，都保持CB 與與CB的長度的長度相等？相等？ 探索新知探索新知問題問題2 如圖，點如圖，點A，B 在直線在直線l 的同側(cè)，點的同側(cè)，點C 是直是直 線上的一個動點，當(dāng)點線上的一個動點，當(dāng)點C 在在l 的什么位置時，的什么位置時，AC 與與CB 的和最??？的和最??？ BlA追問追問2你能利用軸對稱的你能利用軸對稱的有關(guān)知識，找到上問中符合條有關(guān)知識，找到上問中符合條件的點件的點B嗎？嗎？ 探索新知探索新知問題問題2 如圖，點如圖，點A，B 在直線在直線l 的同側(cè)，點的同側(cè)，點C 是直是

7、直線上的一個動點，當(dāng)點線上的一個動點，當(dāng)點C 在在l 的什么位置時，的什么位置時，AC 與與CB的和最??？的和最小？ BlA作法：作法：（1）作點）作點B 關(guān)于直線關(guān)于直線l 的對稱的對稱 點點B；（2）連接）連接AB，與直線，與直線l 相交相交 于點于點C 則點則點C 即為所求即為所求 探索新知探索新知問題問題2 如圖，點如圖，點A，B 在直線在直線l 的同側(cè)，點的同側(cè)，點C 是直是直線上的一個動點，當(dāng)點線上的一個動點，當(dāng)點C 在在l 的什么位置時，的什么位置時，AC 與與CB 的和最?。康暮妥钚?？ BlABC探索新知探索新知問題問題3你能用所學(xué)的知識證明你能用所學(xué)的知識證明AC + +BC

8、最短嗎？最短嗎？ BlABC證明：證明：如圖，在直線如圖，在直線l 上任取一點上任取一點C（與點（與點C 不不重合），連接重合），連接AC，BC，BC 由軸對稱的性質(zhì)知，由軸對稱的性質(zhì)知， BC = =BC，BC=BC AC + +BC = = AC + +BC = = AB， AC+ +BC = = AC+ +BC探索新知探索新知問題問題3你能用所學(xué)的知識證明你能用所學(xué)的知識證明AC + +BC最短嗎？最短嗎？ BlABCC探索新知探索新知問題問題3你能用所學(xué)的知識證明你能用所學(xué)的知識證明AC + +BC最短嗎？最短嗎？ BlABCC證明：證明：在在ABC中中， ABAC+ +BC， AC

9、+ +BCAC+ +BC即即AC + +BC 最短最短若直線若直線l 上任意一點（與點上任意一點（與點C 不重合）與不重合）與A，B 兩點的距離兩點的距離和都大于和都大于AC + +BC，就說明，就說明AC + + BC 最小最小 探索新知探索新知BlABCC追問追問1證明證明AC + +BC 最短時，為什么要在直線最短時，為什么要在直線l 上上任取一點任取一點C（與點（與點C 不重合），證明不重合），證明AC + +BC AC+ +BC？這里的？這里的“C”的作用是什么？的作用是什么？ 探索新知探索新知追問追問2回顧前面的探究過程，我們是通過怎樣的回顧前面的探究過程，我們是通過怎樣的 過程、

10、借助什么解決問題的？過程、借助什么解決問題的？ BlABCC1. 如圖，A.B兩地在一條河的兩岸，現(xiàn)要在河上建一座橋MN，橋造在何處才能使從A到B的路徑AMNB最短？（假設(shè)河的兩岸是平行的直線，橋要與河垂直）ABMNE作法：作法：1.1.將點將點B B沿垂直與河岸的方向平移一個河寬沿垂直與河岸的方向平移一個河寬到到E E， 2.2.連接連接AEAE交河對岸與點交河對岸與點M,M, 則點則點M M為建橋的位置，為建橋的位置，MNMN為所建的橋為所建的橋。證明：由平移的性質(zhì)，得證明：由平移的性質(zhì)，得 BNEM BNEM 且且BN=EM, BN=EM, MN=CD, BD MN=CD, BDCE,

11、BD=CE,CE, BD=CE,所以所以A.BA.B兩地的距兩地的距: :AM+MN+BN=AM+MN+EM=AE+MN,AM+MN+BN=AM+MN+EM=AE+MN,若橋的位置建在若橋的位置建在CDCD處，連接處，連接AC.CD.DB.CE,AC.CD.DB.CE,則則ABAB兩地的距離為：兩地的距離為：AC+CD+DB=AC+CD+CE=AC+CE+MN,AC+CD+DB=AC+CD+CE=AC+CE+MN,在在ACEACE中，中，AC+CEAC+CEAE,AE, AC+CE+MNAC+CE+MNAE+MN,AE+MN,即即AC+CD+DB AC+CD+DB AM+MN+BNAM+MN+BN所以橋的位置建在所以橋的位置建在CDCD處，處，ABAB兩地的路程最短。兩地的路程最短。ABMNECD已知：如圖已知：如圖A是銳角是銳角MON內(nèi)部任意一點，內(nèi)部任意一點，在在MON的兩邊的兩邊OM，ON上各取一點上各取一點B，C，組成三角形，使三角形周長最小，組成三角形，使三角形周長最小.BCDE分析：分析：當(dāng)當(dāng)ABAB、BCBC和和ACAC三條邊的長度恰好能夠體現(xiàn)在三條邊的長度恰好能夠體現(xiàn)在一條直線上時，三角形的周長最小一條直線上