講解今天的內容,先講解一種數(shù)學思想“轉化與化歸”。 轉化與化歸,是在解決問題時,化未知為已知,化復雜為簡單,化陌生為熟悉,化抽象為具體,化實際問題為數(shù)學問題的一種數(shù)學思想方法,它具有普遍適用性,在解決問題時幾乎無處不在。 化歸思想包含三個要素:化歸對象、化歸目標和化歸途徑。正確運用化歸思想,需要理解化歸對象,明確化歸目標,探究化歸途徑。
| | 基本圖形1 | 基本圖形2 |
由此衍生出以下5個問題: (以下作圖,黑色的點表示“定點”,紅色表示“動點”)作B關于直線的對稱點B',即PA+PB=PA+PB',所以一般情況下,求(PA+PB)最小值,等同于(PA+PB’)最小值。以上是將軍飲馬的基本圖形,由這個圖形可以衍生出幾種基本變化:問題描述:PQ為定長線段,在直線l上運動;求線段PQ運動到哪里,(PA+PQ+QB)最???問題解決:如何通過化歸思想將上面的圖轉化成我們的基本圖形1?①基本圖形1中,只有一個動點P,但是這里有兩個動點P、Q;②“化陌生為熟悉”,如果兩個動點變成一個動點,這個問題就解決了;③此時利用幾何三大變換里面的“平移變換”,將問題②得到解決,只是平移的時候,需要整體平移。④將動點Q平移到動點P,平移了距離d,同時定點B也延相同方向平移相同距離,則QB=PB',此時(PA+PQ+QB)等同于(PA+PQ+PB');⑤又因為PQ=d為定值,所以(PA+PQ+QB)最小=(PA+QB)最小+d=(PA+PB')最小+d。當A、P、B'三點共線時,取到最小值。以上,通過平移轉化,將這個問題轉化成了基本圖形1.但同時,在這類問題中,一般出題再增加上對稱變換,讓問題稍顯復雜,但我們的思路沒有變,還是逐步“化陌生為熟悉”,比如下圖的變化:問題描述:PQ為定長線段,在直線l上運動;求線段PQ運動到哪里,(PA+PQ+QB)最???問題解決:只是在上面的問題中增加了一步,對稱變化。問題描述:動點P、Q分別在直線l1和l2上運動;求P、Q運動到哪里,(PA+PQ+QB)最小?這個問題很好解決,即當A、P、Q、B四點共線時,取得最小值。問題描述:直線l1∥l2,PQ為定長線段且垂直于兩條直線;求線段PQ運動到哪里,(PA+PQ+QB)最???問題解決:如何通過化歸思想將上面的圖轉化成我們的基本圖形1?①基本圖形1中,只有一個動點P,但是這里有兩個動點P、Q;只有一條直線,這里有兩條直線。②“化陌生為熟悉”,如果兩個動點變成一個動點,兩條直線變成一條直線,這個問題就解決了;在這里這類題型能同時處理這兩個問題是因為特殊性,直線平行,線段與直線垂直。③此時利用幾何三大變換里面的“平移變換”,將問題②得到解決,只是平移的時候,需要整體平移。④將直線l2平移到與直線l1重合,則此時動點Q平移到動點P,平移了距離d,同時定點B也延相同方向平移相同距離,則QB=PB',此時(PA+PQ+QB)等同于(PA+PQ+PB');⑤又因為PQ=d為定值,所以(PA+PQ+QB)最小=(PA+QB)最小+d=(PA+PB')最小+d。當A、P、B'三點共線時,取到最小值。以上,通過平移轉化,將這個問題也轉化成了基本圖形1.在這類題型下,再增加對稱變換,會構成以下幾種題型。以上三種類型的變化,僅僅只是增加了“對稱變換”,核心就是“同側變異側”。今天針對初中階段,一般情況下,線段和差最值問題中涉及到“基本圖形1”的變化,進行了梳理,所以“萬變不離其宗”,我們透過現(xiàn)象看本質,很多復雜的問題都能簡單化。后續(xù)我們再來完善其他部分。
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