“將軍飲馬”問題是初中數(shù)學(xué)中非常重要的數(shù)學(xué)知識和幾何模型,也是求線段最值問題的最常用數(shù)學(xué)模型。
將軍飲馬問題是一個有故事的數(shù)學(xué)問題,故事大意如下:
唐朝詩人李頎的詩《古從軍行》開頭兩句說:'白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河。'詩中隱含著一個有趣的數(shù)學(xué)問題。
傳說亞歷山大城有一位精通數(shù)學(xué)和物理的學(xué)者,名叫海倫,一天,一位羅馬將軍專程去拜訪他,向他請教一個百思不得其解的問題。將軍每天從軍營A出發(fā),先到河邊飲(yìn)馬,然后再去河岸同側(cè)的B地開會,應(yīng)該怎樣走才能使路程最短?從此,這個被稱為'將軍飲馬'的問題廣泛流傳。
將軍飲馬問題的最基礎(chǔ)模型探究:
這個問題的解決并不難,據(jù)說海倫略加思索就解決了它。抽象為數(shù)學(xué)模型:直線l同側(cè)有兩個定點A、B,請在直線l上找一點C,使AC+BC最小。假設(shè)點A、B在直線l的異側(cè)就好了,這樣我們就可以利用【點到點最值模型:兩點之間線段最短】找到點C的位置了。即連接AB交直線l于點C。因此,我們可以找點A關(guān)于直線l的對稱點,連接A’B交直線l于點C,點C即為所求!如果將軍在河邊的另外任一點C'飲馬,所走的路程就是AC'+C'B,但是AC'+C'B=A'C'+C'B>A'B=A'C+CB=AC+CB.1.初中數(shù)學(xué)線段最值問題可以總結(jié)為三類,點與點、點與線和線與線之間的最值,一般需要用到以下知識點:2.將軍飲馬問題的核心思想,它的核心思想是“化折為直”,“化折為直”是初中數(shù)學(xué)最重要的一個解題思想,將軍飲馬,費馬點,胡不歸,阿氏圓等最值問題,都用到“折化直”的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換思想。化折為直的方法有軸對稱,平移,構(gòu)造子母相似三角形,三角函數(shù)轉(zhuǎn)換等等,將軍飲馬問題大都采用的是軸對稱來實現(xiàn)“折化直”的目標。我把將軍飲馬問題進行了簡單的分類,和最小問題,差最大問題,架橋選址問題等等。從動定點數(shù)學(xué)分為一定兩動,兩定兩動問題等等。將軍飲馬問題的數(shù)學(xué)模型非常多,對于初中生而言,掌握下面十個常見的將軍飲馬模型(變式)就夠了,其中模型一和模型二是基礎(chǔ),其余模型是在此基礎(chǔ)之上產(chǎn)生的。這十種模型也是將軍飲馬問題最常見的模型,熟練掌握這十種模型,可以應(yīng)對初中的考試題目了。當然,不能死記硬背,一定要掌握核心思想,掌握解決問題的思路,才能靈活運用,舉一反三。- 首先是模型識別,看是否滿足將軍飲馬模型的特征,動點在定直線上運動,求定點與動點之間距離之和的最值,一般是和的最小值,有時也會涉及差的最大值;
- 其次是輔助線的構(gòu)造,一般是做其中一定點關(guān)于動點所在直線的對稱點,連接對稱點和另外一定點,連線的與動點所在直線的交點即為最小值點;
- 確定最小值點后,解答題還需要證明,一般都是利用兩點之間線段最短,也可用三角形三邊關(guān)系進行分析和證明;
- 最后就是計算了,計算線段長度的時候,一般需要構(gòu)造直角三角形,利用勾股定理來進行計算。
下面給大家準備了一些 將軍飲馬問題的練習(xí)題,供復(fù)習(xí)備考使用。
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