1、 将军饮马模型1将军饮马模型一、背景知识:【传说】早在古罗马时代,传说亚历山大城有一位精通数学和物理的学者,名叫海伦一天,一位罗马将军专程去拜访他,向他请教一个百思不得其解的问题将军每天从军营 A 出发,先到河边饮马,然后再去河岸同侧的军营 B 开会,应该怎样走才能使路程最短?这个问题的答案并不难,据说海伦略加思索就解决了它从此以后,这个被称为“将军饮马”的问题便流传至今【问题原型】将军饮马 造桥选址 费马点【涉及知识】两点之间线段最短,垂线段最短;三角形两边三边关系; 轴对称 ;平移;【解题思路】找对称点,实现折转直二、将军饮马问题常见模型1.两定一动型:两定点到一动点的距离和最小例 1:在
2、定直线 l 上找一个动点 P,使动点 P 到两个定点 A 与 B 的距离之和最小,即PA+PB 最小.作法:连接 AB,与直线 l 的交点 Q,Q 即为所要寻找的点,即当动点 P 跑到了点 Q 处,PA+PB 最小,且最小值等于 AB.原理:两点之间线段最短。证明:连接 AB,与直线 l 的交点 Q,P 为直线 l 上任意一点,在PAB 中,由三角形三边关系可知:AP+PB AB( 当且仅当 PQ 重合时取)将军饮马模型2例 2:在定直线 l 上找一个动点 P,使动点 P 到两个定点 A 与 B 的距离之和最小,即 PA+PB 的和最小.关键:找对称点作法:作定点 B 关于定直线 l 的对称点
3、 C,连接 AC,与直线 l 的交点 Q 即为所要寻找的点,即当动点 P 跑到了点 Q 处,PA+PB 和最小,且最小值等于 AC.原理:两点之间,线段最短证明:连接 AC,与直线 l 的交点 Q,P 为直线 l 上任意一点,在PAC 中,由三角形三边关系可知:AP+PC AC( 当且仅当 PQ 重合时取)2.两动一定型例 3:在MON 的内部有一点 A,在 OM 上找一点 B,在 ON 上找一点 C,使得BAC 周长最短作法:作点 A 关于 OM 的对称点 A,作点 A 关于 ON 的对称点 A ,连接 A A,与 OM交于点 B,与 ON 交于点 C,连接 AB,AC,ABC 即为所求原理
4、:两点之间,线段最短将军饮马模型3例 4:在MON 的内部有点 A 和点 B,在 OM 上找一点 C,在 ON 上找一点 D,使得四边形 ABCD 周长最短作法:作点 A 关于 OM 的对称点 A,作点 B 关于 ON 的对称点 B ,连接 A B,与 OM交于点 C,与 ON 交于点 D,连接 AC,BD,AB,四边形 ABCD 即为所求原理:两点之间,线段最短3. 两定两动型最值例 5:已知 A、B 是两个定点,在定直线 l 上找两个动点 M 与 N,且 MN 长度等于定长d(动点 M 位于动点 N 左侧),使 AM+MN+NB 的值最小.提示:存在定长的动点问题一定要考虑平移作法一:将点
5、 A 向右平移长度 d 得到点 A, 作 A关于直线 l 的对称点 A,连接 AB,交直线 l 于点 N,将点 N 向左平移长度 d, 得到点 M。作法二:作点 A 关于直线 l 的对称点 A1,将点 A1 向右平移长度 d 得到点 A2,连接 A2 B,交直线 l 于点 Q,将点 Q 向左平移长度 d, 得到点 Q。原理:两点之间,线段最短,最小值为 AB+MN将军饮马模型4例 6:(造桥选址)将军每日需骑马从军营出发,去河岸对侧的瞭望台观察敌情,已知河流的宽度为 30 米,请问,在何地修浮桥,可使得将军每日的行程最短?例 6:直线 l1l 2,在直线 l1 上找一个点 C,直线 l2 上找
6、一个点 D,使得 CDl 2, 且ACBDCD 最短作法:将点 A 沿 CD 方向向下平移 CD 长度 d 至点 A,连接 AB,交 l2 于点 D,过点 D作 DCl 2 于点 C,连接 AC则桥 CD 即为所求此时最小值为 AB+CD原理:两点之间,线段最短,4. 垂线段最短型例 7:在MON 的内部有一点 A,在 OM 上找一点 B,在 ON 上找一点 C,使得 ABBC最短原理:垂线段最短点 A 是定点,OM,ON 是定线,点 B、点 C 是 OM、ON 上要找的点,是动点作法:作点 A 关于 OM 的对称点 A,过点 A作 ACON,交 OM 于点 B,B 、C 即为所求。将军饮马模
7、型5例 8:在定直线 l 上找一个动点 P,使动点 P 到两个定点 A 与 B 的距离之差最小,即 PA-PB 最小 .作法:连接 AB,作 AB 的中垂线与 l 的交点,即为所求 点 P此时|PA-PB |=0原理:线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等例 9:在定直线 l 上找一个动点 C,使动点 C 到两个定点 A 与 B 的距离之差最大,即|PA-PB |最大作法:延长 BA 交 l 于点 C,点 C 即为所求,即点 B、A、C 三点共线时,最大值为 AB 的长度。原理:三角形任意两边之差小于第三边例 10:在定直线 l 上找一个动点 C,使动点 C 到两个定点 A 与 B 的距离之
8、差最大,即|PA-PB|最大作法:作点 B 关于 l 的对称点 B,连接 AB,交交 l 于点 P 即为所求,最大值为 AB 的长度。原理:三角形任意两边之差小于第三边将军饮马模型6典型例题 三角形1如图,在等边ABC 中,AB = 6,ADBC,E 是 AC 上的一点,M 是 AD 上的一点,且 AE = 2,求 EM+EC 的最小值解:点 C 关于直线 AD 的对称点是点 B,连接 BE,交 AD 于点 M,则 ME+MD 最小,过点 B 作 BH AC 于点 H,则 EH = AH AE = 3 2 = 1,BH = = = 3BC2 - CH2 62 - 32 3在直角BHE 中,BE = = = 2BH2 + HE2 (3r(3)2 + 12 7DAB CMEHMDACBE将军饮马模型7