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古希腊亚里山大里亚城有一位久负盛名的学者,名叫海伦。
有一天,有位将军不远千里专程前来向海伦求教一个百思不得其解的问题:如图,将军A从出发到河边饮马,然后再到B地军营视察,显然有许多走法.问怎样走路线最短呢?精通数理的海伦稍加思索,便作了完善的回答.这个问题后来被人们称作“将军饮马”问题.
下面我们来看看数学家是怎样解决的.海伦发现这是一个求折线和最短的数学问题.
根据公理:连接两点的所有线中,线段最短.
若A、B在河流的异侧,直接连接AB,AB与l的交点即为所求.
若A、B在河流的同侧,根据两点间线段最短,那么显然要把折线变成直线再解.
现在人们把凡是用对称点来实现解题的思想方法叫对称原理,即轴对称思想
轴对称的两个图形有如下性质:
①关于某条直线对称的两个图形是全等形;
②对称轴是任何一对对应点所连线的垂直平分线;
③两个图形关于某条直线对称,如果他们的对应线段或延长线相交,那么交点在对称轴上.
将军饮马的数学问题,考察的知识点:“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“点关于线对称”,“线段的平移”。
解题总思路:找点关于线的对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查。共有七大模型:
模型1,PA+PB最小
模型2,PA-PB最小
模型3,PA-PB最大
【变形】异侧时,也可以问:在直线l上是否存在一点P使得直线l为∠APB的角平分线
模型4,周长最短
模型5,“过河”最短距离
模型6,线段和最小