微專題:"胡不歸"問題原創: 金火中學汪振方 金火微

【數學故事】

從前,有一個小夥子在外地學徒,當他獲悉在家的老父親病危的消息後,便立即啟程日夜趕路.由於思念心切,他只考慮了兩點之間線段最短的原理,所以選擇了全是沙礫地帶的直線路徑 A→B(如圖:A是出發地,B是目的地,AC是一條驛道,而驛道靠目的地的一側全是砂土地帶):

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而小夥子忽視了走折線雖然路程多但速度快,時間會更少的實際情況:

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當他氣喘吁吁地趕到父親眼前時,老人剛剛嚥了氣,小夥子不覺失聲痛哭。鄰居勸慰小夥子時告訴說,老人在彌留之際還不斷念叨著“胡不歸?胡不歸?…何以歸”.

這個古老的傳說,引起了人們的思索,小夥子能否提前到家?倘若可以,他應該選擇一條怎樣的路線呢?

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這就是風靡千百年的“胡不歸問題”.

【模型探究】

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這兩種路面的狀況不同,並且在其上行走的速度也不同,所以可以在驛道上任選一點C,小夥子先從A走到C,然後從C折往B,最後到達目的地B,最終使行走的時間最短.

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【問題解決】

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“胡不歸”問題一般解題思路:

構造三角函數模型,過直線上的定點A向這條直線的某一側作一個銳角α,使其正弦值等於要處理的係數,把問題轉化為“垂線段最短”的問題來解決.

【舉例說明】

1、當α=30°時:

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2、當α=45°時:

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3、當α=60°時:

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【模型實例】

如圖,四邊形ABCD是菱形,AB=4,且∠ABC=60°,M為對角線BD(不含B點)上任意一點,求2AM+BM的最小值.

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【牛刀小試】

1、如圖,等腰△ABC中,AB=AC=3,BC=2,BC 邊上的高為AO,點D為射線AO上一點,一動點P從點A出發,沿AD—DC運動,動點P在AD上運動速度3個單位每秒,動點P在CD上運動的速度為1個單位每秒,則當AD= 時, 運動時間最短為 秒.

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【答案】

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2、(1)y=-3x+9;

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