以微課堂 教材同步,初中精品微課 天下難事必作于易,天下大事必作于細。身為基層一線教師,隨著時間的推移和工作經驗的積累越發(fā)感嘆唯將工作做細做實,轉變傳統(tǒng)的教學觀念,才能跟上時代的步伐。近期閱讀多位大師的杰作,收獲頗豐,不時有共鳴之處。丟失多年的寫作習慣漸漸找回。本文欲通過一周左右的時間對“線段最值問題”進行梳理,可能對很多專家來說可能是一個老話題,中間也引用了不少同行如談志國老師、段廣猛老師等的想法和思路,在此一并表示感謝!由于能力有限,不當之處還請各位批評、指正! 一、知識依據(jù) 1.線段公理——兩點之間,線段最短; 點P在直線l上,AP+BP何時最??? 2.垂線段最短; 點P在直線l上,AP何時最?。?/span>
3.對稱的性質——①關于一條直線對稱的兩個圖形全等;②對稱軸是兩個對稱圖形對應點連線的垂直平分線; 點A與點A’關于直線EF對稱,聰明的你能找到圖中相等的角和相等的線段嗎?試試看! 4.三角形三邊關系:三角形任意兩邊之和大于第三邊,三角形任意兩邊之差小于第三邊。(本質上也可以理解為兩點之間線段最短?。?/span> 這幾條依據(jù)是解決數(shù)線段類最值問題(函數(shù)類除外)的知識原點,我們在教學過程中力求引導學生化繁為簡,以簡馭繁,從混沌中尋找秩序,從經驗中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,構建模型,從感性土壤中開出理性之花. 好了!有了基本知識儲備,那就讓我們小試牛刀,嘗試完成以下基本作圖吧! 二、基本作圖 1.在一條直線m上,求一點P,使PA+PB最??; (1)點A、B在直線m兩側:
簡析:連接AB交直線于點P,即為所求,知識依據(jù)為“兩點之間,線段最短”.
(2)點A、B在直線同側:
簡析:作點A關于直線m的對稱點A’,連接A’B與直線m的交點即為所求,由對稱可得PA=PA’,PA+PB最小值即為PA’+PB最小,再根據(jù)“兩點之間線段最短”即可解釋. (注:這就是傳說中大名鼎鼎的“將軍飲馬模型”,后面將專門分析) 2.“將軍飲馬問題”變式: 已知A、B是兩個定點,P、Q是直線m上的兩個動點,P在Q的左側,且PQ間長度恒定(長度為d),在直線m上要求P、Q兩點,使得PA+PQ+QB的值最小。 (1)點A、B在直線m兩側:
簡析:過點A作平行于直線m的線段AC使AC=d,連接BC交直線m于一點即為點Q,過點A作CQ的平行線交直線m于點P;因為線段PQ長度恒定,所以PA+PQ+QB最小值就轉化為PA+QB的值最小,由平行四邊形性質可知PA=CQ,所以PA+QB就轉化為CQ+QB的最小值,結合“兩點之間線段最短”即可解釋. (2)點A、B在直線m同側:
簡析:過點A作平行于直線m的線段AC使AC=d,作點B關于直線m的對稱點B’,連接B’C交直線m于一點即為點Q,過點A作CQ的平行線交直線m于點P;因為線段PQ長度恒定,所以PA+PQ+QB最小值就轉化為PA+QB的值最小,由平行四邊形性質和對稱性質可知PA=CQ、BQ=BQ’,所以PA+QB就轉化為CQ+QB’的最小值,結合“兩點之間線段最短”即可解釋.
(飲馬問題其它變式將另作分析,不再累述)
2.在直線m、n上分別找兩點P、Q,使PA+PQ+QB最小。 (1)兩個點都在直線外側:
簡析:連接AB與直線m、n的交點即為所求點P、點Q,理由為“兩點之間線段最短”.
(2)一個點在內側,一個點在外側:
簡析:作點B關于直線n的對稱點B’,由對稱可知BQ=BQ’,所有PA+PQ+QB就轉化為PA+PQ+QB’,再結合兩點之間線段最短即可解釋.
(3)兩個點都在內側: 簡析:分別作點A和點B關于直線m、n的對稱點A’、B’,連接A’B’與直線m、n交于兩點即為所求點P、點Q,由對稱可知PA=PA’,QB=QB’,所以PA+PQ+QB就轉化為PA’+PQ+QB’,再結合“兩點之間線段最短”即可解釋.
(4)臺球兩次碰壁模型 變式一:已知點A、B位于直線m,n 的內側,在直線n、m分別上求點D、E點,使得圍成的四邊形ADEB周長最短. 簡析:因為線段AB長度不變,要使四邊形ADEB周長最短,只要保證AD+DE+BE最小即可,這樣就轉化為上面的的模型;分別作點A和點B關于直線n、m的對稱點A’、B’,連接A’B’與直線n、m交于兩點即為所求點P、點Q,由對稱可知DA=DA’,EB=EB’,所以AD+DE+EB就轉化為DA’+DE+EB’,再結合“兩點之間線段最短”即可解釋. 變式二:已知點A位于直線m,n 的內側, 在直線m、n分別上求點P、Q點,使△APQ周長最短. 簡析:作點A關于直線n、m的對稱點,分別記為點A’、A”,由對稱可知QA=QA’,PA=PA’, 所以C△APQ=QA+PQ+PA=QA’+PQ+PA”,再結合“兩點之間線段最短”即可解釋. 3.點B在直線n上運動,在直線m上找一點P,使PA+PB最小(在圖中畫出點P和點B) (1)兩點在直線兩側: 簡析:如下圖,結合“兩點之間線段最短”、“垂線段最短”可得. (2)兩點在直線同側: 簡析:作點A關于直線m的對稱點A’,由對稱可知PA=PA’,所以PA+PB就轉化為PA’+PB,結合“兩點之間線段最短”、“垂線段最短”可得. 4.動點在圓上運動 點B在⊙O上運動,在直線m上找一點P,使PA+PB最?。ㄔ趫D中畫出點P和點B) (1)點與圓在直線兩側: 簡析:如圖,結合“兩點之間線段最短”和“圓的半徑不變性”可得直接連接OA即可得解. (2)點與圓在直線同側: 簡析:如圖,作點A關于直線m的對稱點A’,結合“兩點之間線段最短”和“圓的半徑不變性”可得直接連接OA’即可得解.
5. 求兩線段差的最大值問題 在一條直線m上,求一點P,使PA與PB的差最大; (1)點A、B在直線m同側: 簡析:如下圖,當點P不與點A、B共線時,此時點P、A、B構成三角形,由三角形三邊關系可知<>
(2)點A、B在直線m異側:
簡析:如下圖,作點B關于直線m 的對稱點,由對稱可知PB=PB’,當點P不與點A、B共線時,此時點P、A、B’構成三角形,由三角形三邊關系可知<> 正所謂“磨刀不耽誤砍柴工”,以上為線段最值問題常見的基本作圖,你若熟練掌握并將作圖基本原理理解透徹,相信你一定能輕松解決能解決大多數(shù)問題,讓我們在下面幾個實戰(zhàn)專題中再見. |
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