一、什麼是最短路徑問題?
關於“兩點的所有連線中,線段最短”,“連接直線外一點與直線上各點的所有連線中,垂線段最短”等的問題,
我們稱它們為最短路徑問題。
解決最短路徑問題,通常利用作垂線段、軸對稱等變換,把實際問題中的最短路徑問題轉化為簡單的幾何問題 。
例題1、如圖所示,點 P 是直線 L 外一點,PC⊥L ,點 A , B , C , D 都在直線 L 上 ,下列線段中最短的是 (C)
A、PA B、PB C、PC D、PD
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例題1圖
例題2、如圖所示,已知直線 L 是一條河 ,點 P 、 Q 是兩個村莊。欲在 L 上的某處修建一個水泵站,向 P 、Q 兩地供水,現有如下四中鋪設方案,圖中實線表示鋪設的管道,則所需管道最短的是 (D)
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例題2圖
二、知識點演練
1、運用“垂線段最短”解決最短路徑問題
例題3、如圖 ,AD 是等邊 △ABC 的邊 BC 上的高 ,AD = 6 ,點 M 是 AD 上的動點,點 E 是 AC 邊上的中點,則線段 EM + CM 的最小值是多少?
例題3圖
答案:當 EM + CM = CF = AD = 6 時(此時 CF 為 AB 邊上的高) , EM + CM 取最小值 6 。
2、運用“兩點之間線段最短”解決最短路徑問題
例題4、如圖,已知 MN 是正方形 ABCD 的一條對稱軸,點 P 是直線 MN 上的一個動點 ,當 PC + PD 最小時,求 ∠PCD 的度數 。
例題4圖
答案:∠PCD = 45° (此時 △PCD 為等腰直角三角形)
例題5、如圖,在 △ABC 中,AB = AC ,AD 平分 ∠CAB ,點 N 是 AB 上一定點,M 是 AD 上一動點 ,要使 MB + MN 最小,請回答點 M 應在什麼位置?
例題5圖
答案:連接 CN 交 AD 於點 M ,則交點 M 為所求點的位置 。
理由:
∵ 在 △ABC 中,AB = AC ,AD 平分 ∠CAB,
∴ AD 為線段 BC 的垂直平分線, ∴ MC = MB
∴ MB + MN = MC + MN = CM 。
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