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【解題策略】最值系列之將軍飲馬(二)

 長(zhǎng)沙7喜 2019-10-10

上一篇【解題策略】最值系列之將軍飲馬(一)我們了解了常見(jiàn)的“將軍飲馬”問(wèn)題,本篇繼續(xù)介紹兩種其他類型的將軍飲馬~

說(shuō)明:上一講【解題策略】最值系列之將軍飲馬(一)更新有誤,在今天另一篇推文修正。

01
將軍過(guò)橋

已知將軍在圖中點(diǎn)A處,現(xiàn)要過(guò)河去往B點(diǎn)的軍營(yíng),橋必須垂直于河岸建造,問(wèn):橋建在何處能使路程最短?

【分析】考慮MN長(zhǎng)度恒定,只要求AM+NB最小值即可.問(wèn)題在于AM、NB彼此分離,所以首先通過(guò)平移,使AM與NB連在一起,將AM向下平移使得M、N重合,此時(shí)A點(diǎn)落在A'位置.

問(wèn)題化為求A'N+NB最小值,顯然,當(dāng)共線時(shí),值最小,并得出橋應(yīng)建的位置.

通過(guò)幾何變換將若干段原本彼此分離線段組合到一起,是解決問(wèn)題的關(guān)鍵~

將軍過(guò)雙橋

已知將軍在圖中點(diǎn)A處,現(xiàn)要過(guò)兩條河去往B點(diǎn)的軍營(yíng),橋必須垂直于河岸建造,問(wèn):橋建在何處能使路程最短?

【分析】考慮PQ、MN均為定值,所以路程最短等價(jià)于AP+QM+NB最小,對(duì)于這彼此分離的三段,可以通過(guò)平移使其連接到一起.AP平移至A'Q,NB平移至MB',化AP+QM+NB為A'Q+QM+MB'.

當(dāng)A'、Q、M、B'共線時(shí),A'Q+QM+MB'取到最小值,再依次確定P、N位置.

去除定量,組合變量

02
將軍遛馬

【問(wèn)題介紹】

如圖,將軍在A點(diǎn)處,現(xiàn)在將軍要帶馬去河邊喝水,并沿著河岸走一段路,再返回軍營(yíng),問(wèn)怎么走路程最短?

【模型簡(jiǎn)化】

已知A、B兩點(diǎn),MN長(zhǎng)度為定值,求確定M、N位置使得AM+MN+NB值最小?

【分析】考慮MN為定值,故只要AM+BN值最小即可.將AM平移使M、N重合,AM=A'N,將AM+BN轉(zhuǎn)化為A'N+NB.

構(gòu)造點(diǎn)A關(guān)于MN的對(duì)稱點(diǎn)A'',連接A''B,可依次確定N、M位置,可得路線.

一個(gè)例子

如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,矩形ABCD的頂點(diǎn)B在原點(diǎn),點(diǎn)A、C在坐標(biāo)軸上,點(diǎn)D的坐標(biāo)為(6,4),E為CD的中點(diǎn),點(diǎn)P、Q為BC邊上兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且PQ=2,要使四邊形APQE的周長(zhǎng)最小,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為_(kāi)_______.

【分析】考慮PQ、AE為定值,故只要AP+QE最小即可,如圖,將AP平移至A'Q,考慮A'Q+QE最小值.

作點(diǎn)A'關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)A'',連接A''E,與x軸交點(diǎn)即為Q點(diǎn),左移2個(gè)單位即得P點(diǎn).

挖掘定量

如圖,矩形ABCD中,AD=2,AB=4,AC為對(duì)角線,E、F分別為邊AB、CD上的動(dòng)點(diǎn),且EF⊥AC于點(diǎn)M,連接AF、CE,求AF+CE的最小值.

【分析】此題難點(diǎn)在于要得到AF與CE之間的關(guān)系,方能將這兩條線段聯(lián)系到一起.過(guò)點(diǎn)E作EH⊥CD交CD于H點(diǎn),由相似可得:FH=1.

連接BH,則BH=CE

問(wèn)題轉(zhuǎn)化為BH+AF最小值. 

參考將軍遛馬的作法,作出圖形,得出AF+BH=A'H+B'H=A'B'=5.


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