13.4课题学习最短路径问题如图所示,从A地到B地有三条路可供选择,你会选走哪条路最近?你的理由是什么?两点之间,线段最短FEDCBA①②③(Ⅰ)两点在一条直线异侧已知:如图,A,B在直线L的两侧,在L上求一点P,使得PA+PB最小。P连接AB,线段AB与直线L的交点P,就是所求。思考???为什么这样做就能得到最短距离呢?根据:两点之间线段最短.如图,要在燃气管道L上修建一个泵站,分别向A、B两镇供气,泵站修在管道的什么地方,可使所用的输气管线最短?P所以泵站建在点P可使输气管线最短应用问题1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l饮马,然后到B地.到河边什么地方饮马可使他所走的路线全程最短?探索新知BAl追问1这是一个实际问题,你打算首先做什么?将A,B两地抽象为两个点,将河l抽象为一条直线.探索新知B··Al(1)从A地出发,到河边l饮马,然后到B地;(2)在河边饮马的地点有无穷多处,把这些地点与A,B连接起来的两条线段的长度之和,就是从A地到饮马地点,再回到B地的路程之和;探索新知追问2你能用自己的语言说明这个问题的意思,并把它抽象为数学问题吗?探索新知追问2你能用自己的语言说明这个问题的意思,并把它抽象为数学问题吗?(3)现在的问题是怎样找出使两条线段长度之和为最短的直线l上的点.设C为直线上的一个动点,上面的问题就转化为:当点C在l的什么位置时,AC与CB的和最小(如图).BAlC追问1对于问题2,如何将点B“移”到l的另一侧B′处,满足直线l上的任意一点C,都保持CB与CB′的长度相等?探索新知问题2如图,点A,B在直线l的同侧,点C是直线上的一个动点,当点C在l的什么位置时,AC与CB的和最小?B·lA·追问2你能利用轴对称的有关知识,找到上问中符合条件的点B′吗?探索新知问题2如图,点A,B在直线l的同侧,点C是直线上的一个动点,当点C在l的什么位置时,AC与CB的和最小?B·lA·作法:(1)作点B关于直线l的对称点B′;(2)连接AB′,与直线l相交于点C.则点C即为所求.探索新知问题2如图,点A,B在直线l的同侧,点C是直线上的一个动点,当点C在l的什么位置时,AC与CB的和最小?B·lA·B′C探索新知问题3你能用所学的知识证明AC+BC最短吗?B·lA·B′C证明:如图,在直线l上任取一点C′(与点C不重合),连接AC′,BC′,B′C′.由轴对称的性质知,BC=B′C,BC′=B′C′.∴AC+BC=AC+B′C=AB′,AC′+BC′=AC′+B′C′.在△AB′C′中,AB′<AC′+B′C′,∴AC+BC<AC′+BC′.即AC+BC最短.探索新知问题3你能用所学的知识证明AC+BC最短吗?B·lA·B′CC′若直线l上任意一点(与点C不重合)与A,B两点的距离和都大于AC+BC,就说明AC+BC最小.探索新知B·lA·B′CC′追问1证明AC+BC最短时,为什么要在直线l上任取一点C′(与点C不重合),证明AC+BC<AC′+BC′?这里的“C′”的作用是什么?探索新知追问2回顾前面的探究过程,我们是通过怎样的过程、借助什么解决问题的?B·lA·B′CC′问题:如图所示,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.练习请你自己动手试一试!(Ⅲ)一点在两直线内部已知: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.BCDE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(Ⅲ)一点在两相交直线内部已知: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.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3.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AOBC..EDMNGH•4.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FAOBD··CEGHABA/B/PQ最短路线:APQBlMN证明:在直线OA上另外任取一点G,连接…∵点F,点C关于直线OA对称,点G.M在OA上,∴GF=GC,FM=CM,同理HD=HE,ND=NE,∴CM+MN+ND=FM+MN+NE=FE,CG+GH+HD=FG+GH+HE,在四边形EFGH中,∵FG+GH+HE>FE(两点之间,线段最短),即CG+GH+HD>CM+MN+ND即CM+MN+ND最短FAOBD··CEMNGH