初中数学常考最短路径问题知识归纳
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八年级数学中的最短路径问题,通常涉及到几何图形中的点、线、面等元素,需要利用一些基本的几何知识和数学原理来求解。
以下是一些常见的最短路径题型及其解题方法:1.两点之间的最短距离:题型描述:在平面上给定两点A和B,求A到B的最短距离。
解题方法:直接连接A和B,线段AB的长度即为最短距离。
2.点到直线的最短距离:题型描述:在平面上给定一点P和一条直线l,求P到l的最短距离。
解题方法:作点P到直线l的垂线,垂足为Q,则PQ的长度即为最短距离。
3.直线到直线的最短距离:题型描述:在平面上给定两条直线l1和l2,求l1到l2的最短距离。
解题方法:如果l1和l2平行,则它们之间的距离即为最短距离;如果l1和l2不平行,则作l1到l2的垂线,垂足所在的线段即为最短4.点到圆的最短距离:题型描述:在平面上给定一点P和一个圆O,求P到圆O的最短距离。
解题方法:如果点P在圆O内,则最短距离为P到圆心的距离减去圆的半径;如果点P在圆O外,则最短距离为P到圆心的距离;如果点P在圆O上,则最短距离为0。
5.圆到圆的最短距离:题型描述:在平面上给定两个圆O1和O2,求O1到O2的最短距离。
解题方法:如果两圆外离,则它们之间的最短距离为两圆的半径之和;如果两圆外切,则它们之间的最短距离为两圆的半径之差;如果两圆相交或内切,则它们之间的最短距离为0;如果两圆内含,则它们之间的最短距离为两圆的半径之差减去两圆半径之和的绝对值。
6.多边形内的最短路径:题型描述:在一个多边形内给定两个点A和B,求A到B的最短解题方法:通常需要将多边形划分为多个三角形,然后利用三角形内的最短路径(即连接两点的线段)来求解。
7.立体几何中的最短路径:题型描述:在立体图形中给定两点A和B,求A到B的最短路径。
解题方法:通常需要将立体图形展开为平面图形,然后利用平面几何中的最短路径原理来求解。
在解决最短路径问题时,需要注意以下几点:准确理解题目要求,确定需要求的是哪两点之间的最短距离。
第21讲 最短路径问题一、方法剖析与提炼引例:如图,A 、B 是笔直公路l 同侧的两个村庄,且两个村庄到直路的距离分别是300m 和500m ,两村庄之间的距离为d(已知d 2=400000m 2),现要在公路上建一汽车停靠站,使两村到停靠站的距离之和最小,则最小距离为___________m 。
【解答】1000。
【解析】如图,作点B 关于公路l 的对称点B′,连接AB′交公路于点C ,CA+CB最短距离就是AB′的长度。
根据勾股定理可以求得AB′=1000m 。
【解法】同侧的两点,通过轴对称变换成异侧,利用两点之间线段最短确定最小距离。
【解释】通过生活中的实际例子,让学生感受最短路径来源于生活,并引出求最短路径常用的方法,利用轴对称变换找对称点及两点之间线段最短(即饮马问题)。
学习时可作如下归纳:(1)在初中范围内和边的不等量有关的知识有哪些,引出两点之间线段最短,三角形两边之和大于第三边;(2)在此图中哪种变换方式比较适合将马路同侧的两条线段变换到异侧,并且保持线段长度不变,旨在复习轴对称、平移、旋转等变换特点;(3)在移动变换中,有没有可能将两条线段置于共线的情形,即最短路径。
例1:已知正方形ABCD 的边长为8,M 在DC 上,且DM=2,N 是AC 上一动点,求DN+MN 的最小值。
【解答】连结BD 交AC 于点O ,根据正方形的对称性可知,B 点即为D 的对称点。
连结BM 交AC 于点N ,则BM 的值为DN+MN 的最小值。
所以BM=10。
【解析】如图,点B 即为点D 关于AC 的对称点,连接BM ,BM 的长度即为DN+MN的最小距离。
在Rt△BCM 中,根据勾股定理可求得BM=10。
【解法】此题 DN ,MN 这两条线段中,M ,D 两点固定,只有N 一个点是移动的,故只需确定点N ,使得距离之和最短即可。
【解释】此例从最基本的图形出发,让学生易于接受,敢于探索。
学生依据正方形自身拥有的轴对称性找到对称点,将同侧两条线段利用翻折变成异侧的两条线段,利用两点之间线段最短找到最短路径。
八年级最短路径问题归纳最短路径问题是图论中的一个经典问题,也是计算机科学中的重要研究领域之一。
在八年级的学习中,我们也会接触到最短路径问题,并且通过一些简单的算法来解决这个问题。
本文将对八年级最短路径问题进行归纳总结,希望能够帮助大家更好地理解和应用这个问题。
一、最短路径问题的定义最短路径问题是指在一个给定的图中,找出两个顶点之间的最短路径,即路径上的边权之和最小。
其中,图由顶点和边组成,顶点表示路径中的点,边表示路径中的通路或连接。
二、最短路径问题的应用最短路径问题在生活中有着广泛的应用,比如导航系统中的最短路径规划、货物运输中的最短路径选择等等。
通过寻找最短路径,可以帮助我们节省时间和资源,提高效率。
三、最短路径问题的解决方法1. 迪杰斯特拉算法迪杰斯特拉算法是解决最短路径问题的一种常用算法。
该算法通过不断更新起点到各个顶点的最短路径,直到找到终点的最短路径为止。
迪杰斯特拉算法的具体步骤如下:- 初始化起点到各个顶点的距离为无穷大,起点到自身的距离为0;- 选择一个未访问的顶点,更新起点到其他顶点的距离;- 重复上述步骤,直到找到终点的最短路径或所有顶点都被访问过。
2. 弗洛伊德算法弗洛伊德算法是解决最短路径问题的另一种常用算法。
该算法通过不断更新任意两个顶点之间的最短路径,直到更新完所有顶点对之间的最短路径为止。
弗洛伊德算法的具体步骤如下:- 初始化任意两个顶点之间的距离,如果两个顶点之间有直接的边,则距离为边的权值,否则距离为无穷大;- 选择一个顶点作为中转点,更新任意两个顶点之间的距离;- 重复上述步骤,直到更新完所有顶点对之间的最短路径。
四、最短路径问题的注意事项在解决最短路径问题时,需要注意以下几点:1. 图的表示方式:可以使用邻接矩阵或邻接表来表示图,根据具体的问题选择合适的表示方式。
2. 边的权值:边的权值可以表示两个顶点之间的距离、时间、花费等等,根据具体的问题选择合适的权值。
初中数学《最短路径问题》典型题型知识点:“两点之间线段最短” ,“垂线段最短”,“点关于线对称”,“线段的平移”。
“饮马问题”,“造桥选址问题”。
考的较多的还是“饮马问题”,出题背景变式有角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等。
解题总思路:找点关于线的对称点实现“折”转“直” ,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查。
一、两点在一条直线异侧例:已知:如图, A,B 在直线 L 的两侧,在 L 上求一点 P,使得 PA+PB 最小。
解:连接 AB, 线段 AB 与直线 L 的交点 P ,就是所求。
(根据:两点之间线段最短 .)二、两点在一条直线同侧例:图所示,要在街道旁修建一个奶站,向居民区 A、B 提供牛奶,奶站应建在什么地方,才能使从 A、B 到它的距离之和最短.解:只有 A、C、B 在一直线上时,才能使AC+ BC 最小.作点 A关于直线“街道”的对称点 A ′,然后连接A ′B,交“街道”于点C,则点 C 就是所求的点.三、一点在两相交直线内部例:已知:如图 A 是锐角∠ MON内部任意一点,在∠ MON的两边OM,ON上各取一点 B,C,组成三角形,使三角形周长最小 .解:分别作点 A 关于 OM ,ON 的对称点 A ′, A ″;连接 A ′, A ″,分别交 OM ,ON 于点B 、点 C,则点 B、点C 即为所求分析:当 AB 、 BC 和 AC 三条边的长度恰好能够体现在一条直线上时,三角形的周长最小例:如图, A.B 两地在一条河的两岸,现要在河上建一座桥MN,桥造在何处才能使从 A 到 B 的路径 AMNB最短?(假设河的两岸是平行的直线,桥要与河垂A·直)解: 1.将点 B 沿垂直与河岸的方向平移一个河宽到E,2.连接 AE 交河对岸与点M,则点 M 为建桥的位置,MN 为所建的桥。
证明:由平移的性质,得BN ∥ EM且BN=EM, MN=CD, BD∥CE, BD=CE,MNEB所以 A.B 两地的距 :AM+MN+BN=AM+MN+EM=AE+MN, 若桥的位置建在 CD 处,连接 AC.CD.DB.CE, 则 AB 两地的距离为:AC+CD+DB=AC+CD+CE=AC+CE+MN,在△ ACE 中,∵ AC+CE >AE, ∴ AC+CE+MN > AE+MN, 即 AC+CD+DB > AM+MN+BN所以桥的位置建在CD 处, AB 两地的路程最短。
初二数学最短路径问题【问题概述】最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题,旨在寻找图(由结点和路径组成的)中两结点之间的最短路径.算法具体的形式包括:-①确定起点的最短路径问题即已知起始结点,求最短路径的问题.-②确定终点的最短路径问题与确定起点的问题相反,该问题是已知终结结点,求最短路径的问题.-③确定起点终点的最短路径问题即已知起点和终点,求两结点之间的最短路径.④全局最短路径问题-求图中所有的最短路径.【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”,“三角形三边关系”,“轴对称”,“平移”.【出题背景】角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等.【解题思路】找对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查.】【十二个基本问题】1作法图形【问题原理A A两点之间线段最短.P l.交点即为P连AB,与l l PA+PB 最小值为AB.BB,使上求一点P在直线l值最小.PA+PB【问题2】“将军饮马”作法图形原理A AB'B关于作B l 的对称点两点之间线段最短.Bl l PA+PB 最小值为 A B P.'.连A B ',与l 交点即为P,使P在直线l 上求一点B'PA+PB 值最小.3】作法图形原理【问题P'l 1l 1分别作点P 关于两直线的两点之间线段最短.M PPM +MN +PN 的最小值为对称点P'和P',连P'P',P ll l 、上2.M,P'''的长.N与两直线交点即为线段P分别求点在直线l212NM 、N,使△PMN的周长P''最小.4】作法【问题图形原理l 1l1Q'Q关于直线分别作点Q 、P Q两点之间线段最短.MPl 、l P'Q'和的对称点21P周长的最小四边形PQMN l2',与两直线交点即Q连'P值为线段P'P''的长.l 2、l l 上分别求点在直线.,N为M21N,使四边形N 、M PQMN P'的周长最小.【问题5】“造桥选址”作法图形原理范文A A M m将点A 向下平移MN 的长度两点之间线段最短.n A'M n'B,交单位得A',连A N m AM +MN +BN 的最小值为B于m N 作NM ⊥于点N,过n N,n ,在m 、n 直线m ∥A'B+MN ..M B MN、N,使上分别求点M 的,且AM+ MN+ BN ⊥m 值最小.【问题6】作法图形原理A A'A将点A 向右平移a 个长度单B B l两点之间线段最短.的对',作 A '关于位得A l a N l M,交直线称点A',连A'B AM +MN +BN 的最小值为MN l MM(上求两点、N在直线l 点向左平,将于点NNA'B+ MN.A''MN a 移 a 个单位得M.在左),使,并使的值最小.AM + MN+ NB 】【问题7作法图形原理l l1 1 P'P P l点到直线,垂线段最短.',的对称点作点P 关于P 1A ll 于B⊥,交作P'B22PA+ AB 的最小值为线段P'l 2于A.l B的长.2l l 上求A上求点在,在21B,使PA+ AB 值最小.点B图形原理】【问题8作法l 1B'NAl 1l的对称点关于 A 作点2l2两点之间线段最短.MB l 的对称A ',作点 B 关于N1A AM +MN +NB 的最小值为lll,于B'交M 为上点B',连A'A 为上一定点,B 212线段A'B'的长.l 2BM l l ,一定点,在上求点交M.N 于21A'l 在使,N 点上求1的值最小.AM + MN+ NB图形原理】【问题9作法A A垂直平分上的点到线段两B端点的距离相等.B的中垂线与AB ,作连AB l l.l 直线的交点即为P PA PB =0.P PA 上求一点l P,使在直线的值最小.PB【问题10】作法图形原理范文A三角形任意两边之差小于A B作直线AB,与直线l 的交第三边.PA PB ≤AB.l Bl .点即为P P,使l 上求一点P在直线PA PB 的最大值=AB.PA PB 的值最大.【问题11】作法图形原理A三角形任意两边之差小于A作B 关于l 的对称点B'l B'第三边.PA PB ≤AB'.l交点即l 作直线 A B',与B P为P.B PA PB 最大值=AB'.,使l 上求一点P在直线PA PB 的值最大.【问题12】“费马点”作法图形原理A所求点为“费马点”,即满D APB=∠BPC=∠足∠A两点之间线段最短.E AC°.以AB、APC=120 C B、ABD 为边向外作等边△PA+ PB+ PC 最小值=CD .P△ABC 中每一内角都小于△ACE,连CD 、BE 相交CB于P ,点P 即为所求.,ABC 内求一点P120°,在△值最小.PA+PB+PC 使【精品练习】1 的面积为.如图所示,正方形ABCD12,△ABE 是等边三角形,点E 在正方形ABCD 内,在对角线AC 上有一点P,使PD +PE 的和最小,则这个最小值为()AD62 62 3B..C.3D A.PEBC2.如图,在边长为2 的菱形ABCD 中,∠ABC =60 °,若将△ACD 绕点 A 旋转,当AC ′、AD ′分别与BC 、CD)交于点E、F ,则△CEF 的周长的最小值为(A.2B.2 3C.23D.4范文3.四边形ABCD 中,∠B=∠D =90°,∠C=70 °,在BC 、CD 上分别找一点M、N,使△AMN 的周长最小时,∠AMN + ∠ANM 的度数为()AD°110°D.140CA.120°B.130°.N BM4.如图,在锐角△ABC 中,AB =42 ,∠BAC=45 °,∠BAC 的平分线交BC 于点D,M、N 分别是AD 和ABC 的最小值是上的动点,则BM +MN .D MAN B5.如图,Rt△ABC 中,∠C=90 °,∠B=30 °,AB=6,点E 在AB 边上,点D 在BC 边上重合),、C (不与点B.的取值范围是且ED =AE,则线段AEA ECD B6.如图,∠AOB=30°,点M、N 分别在边OA、OB 上,且OM =1,ON=3,点P、Q 分别在边OB、OA 上,则MP +PQ+QN 的最小值是_________.(注“勾股定理”:直角三角形中两直角边的平方和等于斜边的平方,222BC AC AB°,则有=90 C即Rt△ABC 中,∠)7.如图,三角形△ABC中,∠OAB=∠AOB=15°,点B 在x轴的正半轴,坐标为B( 63 ,0).OC 平分∠AOB ,点M 在OC 的延长线上,点N 为边OA 上的点,则MA +MN 的最小值是______.范文y轴上,D 在在x 轴上,则四边形4)、B (4,2).C 8.已知A(2,ABCD 的周长最小值为,两点的坐标分别为D 此时C、.yABOx.已知9).,2 1,1)、B(4A(y点的坐标;轴上一动点,求PA+PB 的最小值和此时P (1)P 为xBAOx点的坐标;P 的值最大时x 轴上一动点,求PA PB )(2 P 为y BAOx(3)CD 为x 轴上一条动线段, D 在 C 点右边且CD =1,求当AC+ CD+ DB 的最小值和此时C 点的坐标;yBAOxC D10 .点C 为∠AOB 内一点.(1)在OA 求作点 D ,OB 上求作点E ,使△CDE 的周长最小,请画出图形;(2)在(1)的条件下,若∠AOB =30°,OC=10,求△CDE 周长的最小值和此时∠DCE 的度数.ACB O范文11.(1)如图①,△ABD 和△ACE 均为等边三角形,BE、CE 交于F,连AF,求证:AF +BF +CF =CD ;(2)在△ABC 中,∠ABC =30°,AB=6,BC=8,∠ A ,∠C 均小于120°,求作一点P,使PA+PB+PC 的值最小,试求出最小值并说明理由.DA A EC B F图②C B图①处,需经过两座桥处到达 B A '处直角转弯,河宽相等,从12 .荆州护城河在CC',护城河及两桥EE '、DD点路径最短?到都是东西、南北方向,桥与河岸垂直.如何确定两座桥的位置,可使B A范文。
中考数学专题复习学案六求最短路径问题【专题思路剖析】知识点:“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“点关于线对称”,“线段的平移”。
“饮马问题”,“造桥选址问题”。
考的较多的还是“饮马问题”,出题背景变式有角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等。
这类问题在中考中出现的频率很高,一般与垂线段最短、两点之间线段最短关系密切解题总思路:找点关于线的对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查。
在解决最短路径问题时,我们通常利用轴对称、平移等变换把不在一条直线上的两条线段转化到一条直线上,从而作出最短路径的方法来解决问题.【典型例题赏析】类型1 利用“垂线段最短”求最短路径问题例题1:(2015•辽宁省盘锦,第15题3分)如图,菱形ABCD的边长为2,∠DAB=60°,E为BC的中点,在对角线AC上存在一点P,使△PBE的周长最小,则△PBE的周长的最小值为.考点:轴对称-最短路线问题;菱形的性质.分析:连接BD,与AC的交点即为使△PBE的周长最小的点P;由菱形的性质得出∠BPC=90°,由直角三角形斜边上的中线性质得出PE=BE,证明△PBE是等边三角形,得出PB=BE=PE=1,即可得出结果.解答:解:连接BD,与AC的交点即为使△PBE的周长最小的点P;如图所示:∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,AB=BC=CD=DA=2,∴∠BPC=90°,∵E为BC的中点,∴BE=BC=1,PE=BC=1,∴PE=BE,∵∠DAB=60°,∴∠ABC=120°,∴∠PBE=60°,∴△PBE是等边三角形,∴PB=BE=PE=1,∴PB+BE+PE=3;故答案为:3.点评:本题考查了菱形的性质、轴对称以及最短路线问题、直角三角形斜边上的中线性质;熟练掌握菱形的性质,并能进行推理计算是解决问题的关键.【方法点评】本题易错误的利用两点之间线段最短解决,解答时需要准确识图,找到图形对应的知识点.【变式练习】(2015•福建第16题 4分)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AB=5,BC=3,P是AB边上的动点(不与点B重合),将△BCP沿CP所在的直线翻折,得到△B′CP,连接B′A,则B′A 长度的最小值是.考点:翻折变换(折叠问题)..分析:首先由勾股定理求得AC的长度,由轴对称的性质可知BC=CB′=3,当B′A有最小值时,即AB′+CB′有最小值,由两点之间线段最短可知当A、B′、C三点在一条直线上时,AB′有最小值.解答:解:在Rt△ABC中,由勾股定理可知:AC===4,由轴对称的性质可知:BC=CB′=3,∵CB′长度固定不变,∴当AB′+CB′有最小值时,AB′的长度有最小值.根据两点之间线段最短可知:A、B′、C三点在一条直线上时,AB′有最小值,∴AB′=AC﹣B′C=4﹣3=1.故答案为:1.点评:本题主要考查的是轴对称的性质、勾股定理和线段的性质,将求B′A的最小值转化为求AB′+CB′的最小值是解题的关键.类型2 利用“两点之间线段最短”求最短路径问题例题2:(2015•四川凉山州第26题5分)菱形ABCD在平面直角坐标系中的位置如图所示,顶点B(2,0),∠DOB=60°,点P是对角线OC上一个动点,E(0,﹣1),当EP+BP最短时,点P的坐标为.考点:菱形的性质;坐标与图形性质;轴对称-最短路线问题..分析:点B的对称点是点D,连接ED,交OC于点P,再得出ED即为EP+BP最短,解答即可.解答:解:连接ED,如图,∵点B的对称点是点D,∴DP=BP,∴ED即为EP+BP最短,∵四边形ABCD是菱形,顶点B(2,0),∠DOB=60°,∴点D的坐标为(1,),∴点C的坐标为(3,),∴可得直线OC的解析式为:y=x,∵点E的坐标为(﹣1,0),∴可得直线ED的解析式为:y=(1+)x﹣1,∵点P是直线OC和直线ED的交点,∴点P的坐标为方程组的解,解方程组得:,所以点P的坐标为(),故答案为:().点评:此题考查菱形的性质,关键是根据一次函数与方程组的关系,得出两直线的解析式,求出其交点坐标.【方法点评】“两点(直线同侧)一线型”在直线上求一点到两点的和最短时,利用轴对称的知识作一点关于直线的对称点,连接对称点与另一点与直线的交点就是所求的点;“一点两线型”求三角形周长最短问题,作点关于两直线的对称点,连接两个对称点与两直线分别有两个交点,顺次连接所给的点与两交点即可得三角形;“两点两线型”求四边形的周长最短类比“一点两线型”即可.【变式练习】(2015•营口,第10题3分)如图,点P是∠AOB内任意一点,OP=5cm,点M和点N分别是射线OA和射线OB上的动点,△PMN周长的最小值是5cm,则∠AOB的度数是()A.25° B.30° C.35° D.40°考点:轴对称-最短路线问题.分析:分别作点P关于OA、OB的对称点C、D,连接CD,分别交OA、OB于点M、N,连接OC、OD、PM、PN、MN,由对称的性质得出PM=CM,OP=OC,∠COA=∠POA;PN=DN,OP=OD,∠DOB=∠POB,得出∠AOB=∠COD,证出△OCD是等边三角形,得出∠COD=60°,即可得出结果.解答:解:分别作点P关于OA、OB的对称点C、D,连接CD,分别交OA、OB于点M、N,连接OC、OD、PM、PN、MN,如图所示:∵点P关于OA的对称点为C,关于OB的对称点为D,∴PM=CM,OP=OC,∠COA=∠POA;∵点P关于OB的对称点为D,∴PN=DN,OP=OD,∠DOB=∠POB,∴OC=OP=OD,∠AOB=∠COD,∵△PMN周长的最小值是5cm,∴PM+PN+MN=5,∴CM+DN+MN=5,即CD=5=OP,∴OC=OD=CD,即△OCD是等边三角形,∴∠COD=60°,∴∠AOB=30°;故选:B.点评:本题考查了轴对称的性质、最短路线问题、等边三角形的判定与性质;熟练掌握轴对称的性质,证明三角形是等边三角形是解决问题的关键.类型3、求圆上点,使这点与圆外点的距离最小的方案设计在此问题中可根据圆上最远点与最近点和点的关系可得最优设计方案。
数学最短路径问题
最短路径问题是初二上学期数学的一个重难点,很多同学看到这种题型可能会没有思路,不知道怎么下手!
寻找图(由结点和路径组成的)中两结点之间的最短路径,算法具体的形式包括:
①确认起点的最长路径问题 - 即为未知初始结点,谋最长路径的问题。
②确定终点的最短路径问题 - 与确定起点的问题相反,该问题是已知终结结点,求
最短路径的问题。
③确认起点终点的最长路径问题 - 即为未知起点和终点,谋两结点之间的最长路径。
④全局最短路径问题 - 求图中所有的最短路径。
牵涉科学知识:“两点之间线段最长”,“垂线段最长”,“三角形三边关系”,
“轴对称”,“位移”。
出题背景:角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等。
解题思路:打听对称点同时实现“八折”转回“直”,近两年发生“三折线”转回“直”等变式问题考查。
八年级数学最短路径问题【问题概述】最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题,旨在寻找图(由结点和路径组成的)中两结点之间的最短路径.算法具体的形式包括:①确定起点的最短路径问题-即已知起始结点,求最短路径的问题.②确定终点的最短路径问题-与确定起点的问题相反,该问题是已知终结结点,求最短路径的问题.③确定起点终点的最短路径问题-即已知起点和终点,求两结点之间的最短路径.④全局最短路径问题-求图中所有的最短路径.【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” ,“三角形三边关系”,“轴对称” ,“平移”.【出题背景】角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等.【解题思路】找对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查.【十二个基本问题】【问题1】作法图形原理A Al连 AB,与 l 交点即为 P.Pl两点之间线段最短.B PA+PB 最小值为 AB.B在直线 l 上求一点P,使PA+PB 值最小.【问题 2】“将军饮马”作法图形原理A AB 作 B 关于 l 的对称点 B' B 两点之间线段最短.l连 A B ',与 l 交点即为 P.l PA+PB 最小值为 A B'.P在直线 l 上求一点P,使B'PA+PB 值最小.【问题3】作法图形原理l 1 P' l1P分别作点 P 关于两直线的M两点之间线段最短.对称点 P'和 P',连 P'P',PM +MN +PN 的最小值为l2 P在直线 l1、 l 2上分别求点与两直线交点即为 M, N.N l2线段 P'P''的长.M 、 N,使△ PMN 的周长P''最小.【问题4】作法图形原理l 1lQ' 1Q分别作点 Q 、P 关于直线P MQ 两点之间线段最短.l 1、 l 2的对称点Q'和P'l2 P 四边形 PQMN 周长的最小连 Q'P',与两直线交点即l 2 值为线段 P'P''的长.在直线 l1、 l 2上分别求点为 M , N.NM 、 N ,使四边形PQMN P'的周长最小.【问题 5】“造桥选址”作法图形原理- 1 -AM Nmn将点 A 向下平移MN 的长度单位得A',连 A'B,交 nAA' M 两点之间线段最短.mB直线 m ∥ n ,在 m 、 n ,上分别求点 M 、N,使 MN ⊥m ,且 AM+ MN+ BN 的值最小.【问题 6】ABlM a N在直线 l 上求两点M、N(M 在左),使 MN a ,并使AM + MN+ NB 的值最小.【问题 7】l1Pl 2在l 1上求点A,在 l 2上求点 B,使 PA+ AB 值最小.于点 N,过 N 作 NM ⊥ m 于M.作法将点 A 向右平移 a 个长度单位得 A',作 A'关于l的对称点 A',连 A'B,交直线l 于点N,将N点向左平移a 个单位得 M.作法作点 P 关于l1的对称点P ',作 P'B⊥l2于 B,交l2于A.AM +MN +BN 的最小值为NnA'B+MN .B图形原理A A'B两点之间线段最短.lM N AM +MN +BN 的最小值为A'B+ MN.A''图形原理l1P'P 点到直线,垂线段最短.APA+ AB 的最小值为线段P'l 2 B的长.B【问题 8】作法l 1NAMl2 作点 A 关于l2的对称点BA ',作点B 关于l1的对称A 为l1上一定点,B 为l2上点 B',连 A'B'交l2于 M,一定点,在 l 2上求点M,交 l 1 于 N.在 l 1 上求点N ,使AM + MN+ NB 的值最小.【问题 9】作法图形原理B'l 1N两点之间线段最短.AAM +MN +NB 的最小值为M B l 2线段 A'B'的长.A'图形原理ABl在直线l 上求一点 P,使 PA PB 的值最小.连AB ,作 AB 的中垂线与直线 l 的交点即为 P.A垂直平分上的点到线段两B端点的距离相等.lP PA PB = 0.【问题 10】作法图形原理- 2 -A三角形任意两边之差小于A Bl作直线 AB ,与直线 l 的交第三边. PA PB ≤AB .B点即为 P .l在直线 l 上求一点 P ,使PPA PB 的最大值 = AB .PA PB 的值 最大 .【问题 11】作法 图形原理AAl 作 B 关于 l 的对称点 B ' B'B作直线 A B ',与 l 交点即lP为 P .B在直线 l 上求一点 P ,使PA PB 的值 最大 .三角形任意两边之差小于第三边. PA PB ≤ AB '.PA PB 最大值 = AB '.【问题 12】“费马点”作法图形原理ABC所求点为“费马点” ,即满足∠ APB =∠ BPC =∠APC = 120 °.以 AB 、 ACDAE两点之间线段最短.为边向外作等边△ ABD 、PPA+ PB+ PC 最小值 = CD .△ ABC 中每一内角都小于120°,在△ ABC 内求一点P ,使 PA+PB+PC 值最小.△ ACE ,连 CD 、 BE 相交于 P ,点 P 即为所求.BC【精品练习 】 1.如图所示,正方形ABCD 的面积为 12,△ ABE 是等边三角形,点一点 P ,使 PD +PE 的和最小,则这个最小值为( )A . 23 B . 2 6C . 3D . 62.如图,在边长为 2 的菱形 ABCD 中,∠ ABC = 60 °,若将 △ ACD交于点 E 、 F ,则 △ CEF 的周长的最小值为( )E 在正方形 ABCD 内,在对角线 AC 上有ADPEB C绕点 A 旋转,当 AC ′、 AD ′分别与 BC 、 CDA . 2B . 2 3C . 2 3D . 4- 3 -3.四边形 ABCD 中,∠ B=∠ D = 90 °,∠ C= 70 °,在 BC 、 CD 上分别找一点M、 N,使△ AMN 的周长最小时,∠ AMN + ∠ ANM 的度数为()A DA . 120°B. 130°C.110 °D. 140 °NBMC 4.如图,在锐角△ ABC 中, AB = 4 2 ,∠ BAC = 45 °,∠ BAC 的平分线交 BC 于点D , M、 N 分别是 AD 和 AB上的动点,则 BM +MN 的最小值是C.DMAN B5.如图, Rt△ ABC 中,∠ C= 90 °,∠ B= 30 °,AB= 6,点 E 在 AB 边上,点 D 在 BC 边上(不与点B、C 重合),且 ED = AE,则线段AE 的取值范围是.AEC D B 6.如图,∠AOB = 30 °,点 M、 N 分别在边OA、 OB 上,且OM = 1, ON= 3,点 P 、 Q 分别在边OB、 OA 上,则 MP + PQ+ QN 的最小值是_________.(注“勾股定理”:直角三角形中两直角边的平方和等于斜边的平方,即 Rt△ABC 中,∠ C= 90°,则有AC 2BC 2AB2)7.如图,三角形△ ABC中,∠OAB=∠AOB=15°,点B在x轴的正半轴,坐标为B( 6 3 , 0).OC 平分∠ AOB ,点 M 在 OC 的延长线上,点N 为边 OA 上的点,则MA + MN 的最小值是 ______.- 4 -8.已知 A( 2, 4)、 B (4, 2). C 在y轴上, D 在 x 轴上,则四边形ABCD 的周长最小值为,此时 C、 D 两点的坐标分别为.yABO x 9.已知A( 1, 1)、 B (4, 2).y( 1) P 为 x 轴上一动点,求PA+PB 的最小值和此时P 点的坐标;BAO x( 2) P 为 x 轴上一动点,求PA PB 的值最大时P 点的坐标;yBAO x( 3) CD 为 x 轴上一条动线段, D 在 C 点右边且CD = 1,求当AC+ CD+ DB 的最小值和此时 C 点的坐标;yBAO C D x10 .点 C 为∠ AOB 内一点.( 1)在 OA 求作点 D , OB 上求作点 E ,使△ CDE 的周长最小,请画出图形;( 2)在( 1)的条件下,若∠AOB = 30°, OC= 10,求△ CDE 周长的最小值和此时∠DCE 的度数.ACO B- 5 -11.( 1)如图①,△ ABD 和△ ACE 均为等边三角形,BE、 CE 交于 F,连 AF,求证: AF +BF +CF = CD ;( 2)在△ ABC 中,∠ ABC = 30°, AB= 6, BC= 8,∠ A ,∠ C 均小于 120°,求作一点 P,使 PA+PB+PC 的值最小,试求出最小值并说明理由.DAAEFB C图①B C图②12 .荆州护城河在CC'处直角转弯,河宽相等,从 A 处到达 B 处,需经过两座桥DD '、 EE ',护城河及两桥都是东西、南北方向,桥与河岸垂直.如何确定两座桥的位置,可使 A 到 B 点路径最短?- 6 -。
初中数学《最短路径问题》典型题型知识点:“两点之间线段最短",“垂线段最短”,“点关于线对称",“线段的平移"。
“饮马问题”,“造桥选址问题"。
考的较多的还是“饮马问题”,出题背景变式有角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等。
解题总思路:找点关于线的对称点实现“折”转“直",近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查。
一、两点在一条直线异侧例:已知:如图,A,B在直线L的两侧,在L上求一点P,使得PA+PB最小。
解:连接AB,线段AB与直线L的交点P ,就是所求.(根据:两点之间线段最短.)二、两点在一条直线同侧例:图所示,要在街道旁修建一个奶站,向居民区A、B提供牛奶,奶站应建在什么地方,才能使从A、B到它的距离之和最短.解:只有A、C、B在一直线上时,才能使AC+BC最小.作点A关于直线“街道”的对称点A′,然后连接A′B,交“街道”于点C,则点C就是所求的点.三、一点在两相交直线内部例:已知:如图A是锐角∠MON内部任意一点,在∠MON的两边OM,ON上各取一点B,C,组成三角形,使三角形周长最小.解:分别作点A关于OM,ON的对称点A′,A″;连接A′,A″,分别交OM,ON于点B、点C,则点B、点C即为所求分析:当AB、BC和AC三条边的长度恰好能够体现在一条直线上时,三角形的周长最小例:如图,A.B两地在一条河的两岸,现要在河上建一座桥MN,桥造在何处才能使从A到B的路径AMNB最短?(假设河的两岸是平行的直线,桥要与河垂直)解:1.将点B沿垂直与河岸的方向平移一个河宽到E,2。
连接AE交河对岸与点M,则点M为建桥的位置,MN为所建的桥。
证明:由平移的性质,得BN∥EM 且BN=EM, MN=CD, BD∥CE, BD=CE, A·MNE所以A.B 两地的距:AM+MN+BN=AM+MN+EM=AE+MN, 若桥的位置建在CD 处,连接AC 。
八年级数学最短路径问题【问题概述】最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题, 点之间的最短路径.算法具体的形式包括:①确定起点的最短路径问题②确定终点的最短路径问题③确定起点终点的最短路径问题④全局最短路径问题【问题原型】【涉及知识】【出题背景】【解题思路】旨在寻找图(由结点和路径组成的)中两结即已知起始结点,求最短路径的问题.与确定起点的问题相反,该问题是已知终结结点,求最短路径的问题.-即已知起点和终点,求两结点之间的最短路径.求图中所有的最短路径.“将军饮马”,“造桥选址”,“费马点”.“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“三角形三边关系”,“轴对称”,“平移”.角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等.找对称点实现“折”转“直”,近两年岀现“三折线”转“直”等变式问题考查.【十二个基本问题】【问题1】作法图形原理-------------- I•B在直线I上求一点P,使PA+PB值最小.【问题2】“将军饮马”连AB,与l交点即为P.AP在直线I上求一点P, PA+PB值最小.【问题3】I1两点之间线段最短.FA + PB最小值为AB.作法图形原理作B关于I的对称点B /连A B /,与I交点即为P . P七IB'两点之间线段最短.FA+PB最小值为A B/.作法图形原理•Pl2在直线I l、I2上分别求点M、^使^ PMN的周长最小.【问题4】分别作点P关于两直线的对称点P/和P〃,连P' P 〃,与两直线交点即为M , N .两点之间线段最短.l lI2PM+MN + PN的最小值为线段P P,的长.P"作法图形原理・Q•PI2在直线I i、I2上分别求点M、N,使四边形PQMN 的周长最小.【问题5】“造桥选址”分别作点Q、P关于直线l i、I2的对称点Q,和P/ 连QP,与两直线交点即为M ,N.作法I1QPN*P'Q.图形l2两点之间线段最短. 四边形PQMN周长的最小值为线段PP,的长.原理在11上求点A,在12上求点B,使PA+AB值最小.作点P关于I i的对称点P/,作PBI I2 于B,交I2于A.点到直线,垂线段最短.PA+AB的最小值为线段PB的长.A为I i上一定点,B为12上一定点,在I2上求点M, 在I i上求点N ,使AM + MN + NB的值最小.作点A关于12的对称点A/,作点B关于I i的对称点B,连A,B,交12于M, 交I i于N .AnM m•B直线m II n,在m、n , 上分别求点M、N,使MN 丄m , 且AM + MN + BN 的值最小.【问题6】在直线I上求两点M、(M 在左),使MN =a,并使AM + MN + NB的值最小.【问题7】将点A向下平移MN的长度单位得A,,连A/B,交n 于点N,过N作NM丄m于M .作法将点A向右平移a个长度单位得对称点A ,作A /关于I的A〃,连A〃B,交直线N,将N点向左平I于点移a个单位得M .作法AA'V\M去n>B图形I图形两点之间线段最短.AM +MN + BN的最小值为A B+MN.原理两点之间线段最短.AM +MN + BN的最小值为A〃B+MN .原理【问题8】作法图形原理【问题9】作法图形原理A.*B 1在直线I上求一点P, |PA —P B|的值最小.【问题10】连AB,作AB的中垂线与直线I的交点即为P. I垂直平分上的点到线段两端点的距离相等.PA —PBI =0 .作法图形原理I2两点之间线段最短.AM +MN + NB 的最小值为线段A,B,的长.BA|PA -PB |的值最大.【精品练习】1•如图所示,正方形 ABCD 的面积为12,^ ABE 是等边三角形,点 E 在正方形ABCD 内,在对角线 AC 上有 一点P ,使PD+ PE的和最小,则这个最小值为()A . 2 亦B . 2 恵C . 3D . 762•如图,在边长为 2的菱形 ABCD 中,/ ABC = 60 °,若将△ ACD 绕点A 旋转,当 交于点E 、F ,则△ CEF 的周长的最小值为( )在直线丨上求一点P ,使 作直线AB , 与直线I 的交点即为P .|PA —PB |的值最大. 【问题11】 作法 ---- I*B 在直线I 上求一点P ,作B 关于I 的对称点B / 作直线A B/,与I 交点即为P .图形 I三角形任意两边之差小于第三边.|PA- PB < AB .|PA -PB 的最大值 =AB .原理三角形任意两边之差小于第三边.PA-PB <AB /.PA —PB 最大值=AB /.【问题12】“费马点”作法图形 原理△ ABC 中每一内角都小于120 °,在^ ABC 内求一点 P ,使FA+PB + PC 值最小.所求点为“费马点”,即满 足/ APB = / BPC = /APC = 120 ° .以 AB 、AC为边向外作等边^ ABD 、△ ACE ,连 CD 、BE 相交 于P ,点P 即为所求.两点之间线段最短.PA+PB+PC 最小值=CD .AD '分别与BC 、CDAC'DD = 90 °, / C = 70 °,在BC 、CD 上分别找一点 M 、^使^ AMN 的周长最小时, ) C . 110 °AB = 4 42,/ BAC = 45 °, / BAC 的平分线交 BC 于点D ,M 、N 分别是 AD 和AB上的动点,贝y BM+MN 的最小值是5. 且 如图,Rt △ ABC 中,/ C = 90 °, / B = 30 °, AB = 6,点 E 在 AB 边上,点 D 在 BC 边上 ED = AE ,则线段AE 的取值范围是 (不与点 B 、C 重合), 如图,/ AOB = 30。
初二数学最短路径问题【问题概述】最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题,旨在寻找图(由结点和路径组成的)中两结点之间的最短路径.算法具体的形式包括:①确定起点的最短路径问题 - 即已知起始结点,求最短路径的问题.②确定终点的最短路径问题 - 与确定起点的问题相反,该问题是已知终结结点,求最短路径的问题.③确定起点终点的最短路径问题 - 即已知起点和终点,求两结点之间的最短路径.④全局最短路径问题 - 求图中所有的最短路径.【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”,“三角形三边关系”,“轴对称”,“平移”.【出题背景】角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等.【解题思路】找对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查.在直线l 上求一点P ,使PB PA -的值最大.作直线AB ,与直线l 的交点即为P .三角形任意两边之差小于第三边.PB PA -≤AB .PB PA -的最大值=AB .【问题11】 作法图形 原理在直线l 上求一点P ,使PB PA -的值最大.作B 关于l 的对称点B '作直线A B ',与l 交点即为P .三角形任意两边之差小于第三边.PB PA -≤AB '. PB PA -最大值=AB '.【问题12】“费马点” 作法图形 原理△ABC 中每一内角都小于120°,在△ABC 内求一点P ,使P A +PB +PC 值最小.所求点为“费马点”,即满足∠APB =∠BPC =∠APC =120°.以AB 、AC 为边向外作等边△ABD 、△ACE ,连CD 、BE 相交于P ,点P 即为所求.两点之间线段最短. P A +PB +PC 最小值=CD .【精品练习】1.如图所示,正方形ABCD 的面积为12,△ABE 是等边三角形,点E 在正方形ABCD 内,在对角线AC 上有一点P ,使PD +PE 的和最小,则这个最小值为( )A .3B .26C .3D 62.如图,在边长为2的菱形ABCD 中,∠ABC =60°,若将△ACD 绕点A 旋转,当AC ′、AD ′分别与BC 、CD 交于点E 、F ,则△CEF 的周长的最小值为( ) A .2B .32C .32+D .4lBAlPABl ABlBPAB'ABCPEDCBAADEPB C3.四边形ABCD 中,∠B =∠D =90°,∠C =70°,在BC 、CD 上分别找一点M 、N ,使△AMN 的周长最小时,∠AMN +∠ANM 的度数为( )A .120°B .130°C .110°D .140°4.如图,在锐角△ABC 中,AB =42,∠BAC =45°,∠BAC 的平分线交BC 于点D ,M 、N 分别是AD 和AB 上的动点,则BM +MN 的最小值是 .5.如图,Rt △ABC 中,∠C =90°,∠B =30°,AB =6,点E 在AB 边上,点D 在BC 边上(不与点B 、C 重合), 且ED =AE ,则线段AE 的取值范围是 .6.如图,∠AOB =30°,点M 、N 分别在边OA 、OB 上,且OM =1,ON =3,点P 、Q 分别在边OB 、OA 上,则MP +PQ +QN 的最小值是_________.(注“勾股定理”:直角三角形中两直角边的平方和等于斜边的平方,即Rt △ABC 中,∠C =90°,则有222AB BC AC =+)7.如图,三角形△ABC 中,∠OAB =∠AOB =15°,点B 在x 轴的正半轴,坐标为B (36,0).OC 平分∠AOB ,点M 在OC 的延长线上,点N 为边OA 上的点,则MA +MN 的最小值是______. DEABCD MABMN8.已知A (2,4)、B (4,2).C 在y 轴上,D 在x 轴上,则四边形ABCD 的周长最小值为 ,此时 C 、D 两点的坐标分别为 .9.已知A (1,1)、B (4,2).(1)P 为x 轴上一动点,求PA +PB 的最小值和此时P 点的坐标;(2)P 为x 轴上一动点,求PB PA 的值最大时P 点的坐标;(3)CD 为x 轴上一条动线段,D 在C 点右边且CD =1,求当AC +CD +DB 的最小值和此时C 点的坐标;10.点C 为∠AOB 内一点.(1)在OA 求作点D ,OB 上求作点E ,使△CDE 的周长最小,请画出图形;(2)在(1)的条件下,若∠AOB =30°,OC =10,求△CDE 周长的最小值和此时∠DCE 的度数.图①12.荆州护城河在CC'处直角转弯,河宽相等,从A处到达B处,需经过两座桥DD'、EE',护城河及两桥都是东西、南北方向,桥与河岸垂直.如何确定两座桥的位置,可使A到B点路径最短?。
专题13.10最短路径(将军饮马)问题(知识梳理与考点分类讲解)第一部分【知识点归纳】【模型一:两定交点型】如图1,直线l和l的异侧两点A.B,在直线l上求作一点P,使PA+PB 最小;图1【模型二:两定一动型】如图2,直线l和l的同侧两点A.B,在直线l上求作一点P,使PA+PB 最小(同侧转化为异侧);图2【模型三:一定两动型】如图3,点P是∠MON内的一点,分别在OM,ON上作点A,B。
使△PAB的周长最小。
图3【模型四:两定两动型】如图4,点P,Q为∠MON内的两点,分别在OM,ON上作点A,B。
使四边形PAQB的周长最小。
图4【模型五:一定两动(垂线段最短)型】如图5,点A是∠MON外的一点,在射线ON上作点P,使PA与点P到射线OM的距离之和最小。
图5【模型六:一定两动,找(作)对称点转化型】如图6,点A是∠MON内的一点,在射线ON 上作点P,使PA与点P到射线OM的距离之和最小。
图6【考点1】两定一动型;【考点2】一定两动(两点之间线段最短)型;【考点3】一定两动(垂线段最短)型;【考点4】两定两动型;【考点5】一定两动(等线段)转化型;.第二部分【题型展示与方法点拨】【考点1】两定一动型;【例1】(23-24八年级上·全国·课后作业)如图,在ABC ∆中,3,4AB AC ==,EF 垂直平分BC ,交AC 于点D ,则ABP 周长的最小值是()A .12B .6C .7D .8【答案】C 【分析】本题主要考查了,轴对称﹣最短路线问题的应用,解此题的关键是找出P 的位置.凡是涉及最短距离的问题,一般要考虑线段的性质定理,结合轴对称变换来解决,根据题意知点B 关于直线EF 的对称点为点C ,故当点P 与点D 重合时,AP BP +的值最小,即可得到ABP 周长最小.解:∵EF 垂直平分BC ,∴点B ,C 关于EF 对称.∴当点P 和点D 重合时,AP BP +的值最小.此时AP BP AC +=,∵3,4AB AC ==,ABP ∴ 周长的最小值是347AP BP AB AB AC ++=+=+=,故选:C .【变式】(23-24八年级上·广东广州·期中)如图,在ABC V 中,1216AB AC ==,,20BC =.将ABC V 沿射线BM 折叠,使点A 与BC 边上的点D 重合,E 为射线BM 上的一个动点,则CDE 周长的最小值.【答案】24【详解】设BM 与AC 的交点为点F ,连接AE ,DF 先根据折叠的性质可得12BD AB ==,DF AF =,DE AE =,BDF BAF ∠=∠,再根据两点之间线段最短可得当点E 与点F 重合时,CDE 周长最小,进而求解即可.解:如图,设BM 与AC 的交点为点F ,连接AE ,DF ,由折叠的性质得:12BD AB ==,DF AF =,DE AE =,BDF BAF ∠=∠,20128CD BC BD ∴=-=-=,CDE ∴ 周长8CD DE CE AE CE =++=++,要使CDE 周长最小,只需AE CE +最小,由两点之间线段最短可知,当点E 与点F 重合时,最小值为AC ,∴CDE 周长为:681624AC +=+=.故答案为:24.【点拨】本题考查了折叠的性质等知识点,熟练掌握折叠的性质是解题关键.【考点2】一定两动(两点之间线段最短)型;【例2】(23-24八年级上·湖北省直辖县级单位·期末)如图,45MON ∠=︒,P 为MON ∠内一点,A 为OM 上一点,B 为ON 上一点,当PAB 的周长取最小值时,APB ∠的度数为()A .45︒B .90︒C .100︒D .135︒【答案】B 【分析】本题主要考查了最短路线问题、四边形的内角和定理、轴对称的性质等知识点,掌握两点之间线段最短的知识画出图形是解题的关键.如图:作P 点关于OM ON 、的对称点A B ''、,连接A B '',此时PAB 的周长最小为A B '',求出A B ''即可.解:如图:作P 点关于OM ON 、的对称点A B ''、,然后连接A B '',∵点A '与点P 关于直线OM 对称,点B '与点P 关于ON 对称,∴A P OM B P ON A A AP B B BP ''''⊥⊥==,,,,∴A APA B BPB ''''∠=∠∠=∠,,∵A P OM B P ON ''⊥⊥,,∴180MON A PB ''∠+∠=︒,∴18045135A PB ''∠=︒-︒=︒,在A B P ''△中,由三角形的内角和定理可知:18013545A B ''∠+∠=︒-︒=︒,∴45A PA BPB ''∠+∠=︒,∴1354590APB ∠=︒-︒=︒.故选:B .【变式】(23-24八年级上·江苏无锡·期中)如图,45AOB ∠=︒,点M N 、分别在射线OA OB 、上,5MN =,15OMN S = ,点P 是直线MN 上的一个动点,点P 关于OA 的对称点为1P ,点P 关于OB 的对称点为2P ,连接1OP 、2OP 、12PP ,当点P 在直线MN 上运动时,则12OPP 面积的最小值是.【考点3】一定两动型(垂线段最短);【例3】(22-23八年级上·湖北武汉·期末)如图,在ABC V 中,3AB =,4BC =,5AC =,AB BC ⊥,点P 、Q 分别是边BC 、AC 上的动点,则AP PQ +的最小值等于()A .4B .245C .5D .275【答案】B 【分析】作A 过于BC 的对称点A ',过点A '作A Q AC '⊥,交AC 于点Q ,交BC 于点P ,根据对称可得:AP PQ A P PQ A Q ''+=+≥,得到当,,A P Q '三点共线时,AP PQ +最小,再根据垂线段最短,得到A Q AC '⊥时,A Q '最小,进行求解即可.解:作A 过于BC 的对称点A ',过点A '作A Q AC '⊥,交AC 于点Q ,交BC 于点P ,【变式】(23-24七年级下·陕西西安·阶段练习)如图,在Rt ABC △中,90ACB ∠=︒,3AC =,4BC =,5AB =,AD 是ABC V 的角平分线,若P Q 、分别是AD 和AC 边上的动点,则PC PQ +的最小值是.AD 是BAC ∠的平分线,1QAD Q AD∴∠=∠在AQD 与1AQ D 中【考点4】两定两动型;【例4】如图,已知24AOB ∠=︒,OP 平分AOB ∠,1OP =,C 在OA 上,D 在OB 上,E 在OP 上.当CP CD DE ++取最小值时,此时PCD ∠的度数为()A .36︒B .48︒C .60︒D .72︒【答案】D 【分析】作点P 关于OA 的对称点P',作点E 关于OB 的对称点'E ,连接'OP 、'PP 、'OE 、'EE 、''P E ,则由轴对称知识可知=''CP CD DE CP CD DE ++++,所以依据垂线段最短知:当''P C D E 、、、在一条直线上,且'''P E OE ⊥时,CP CD DE ++取最小值,根据直角三角形的两锐角互余及三角形外角的性质可以'P C PC =,'E D ED =,'1OP OP ==,=''CP CD DE CP CD DE ++++,'P OE ∠''P C D E 、、、在一条直线上,且''P E ''=9048=42OP E ∠︒-︒︒,'='''=7842CP P OP P OP E ∠∠-∠︒-︒=【答案】44βα-=︒【分析】本题考查轴对称—最短问题、三角形的内角和定理.三角形的外角的性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题.OQM OQM NQP '∴∠=∠=∠,OPQ ∠∴1(180)2PQN AOB α∠=︒-=∠+∠44βα∴-=︒,故答案为:44βα-=︒.【考点5】一定两动(等线段)转化型;【例5】(20-21八年级上·湖北鄂州·期中)如图,AD 为等腰△ABC 的高,其中∠ACB =50°,AC =BC ,E ,F 分别为线段AD ,AC 上的动点,且AE =CF ,当BF +CE 取最小值时,∠AFB 的度数为()A .75°B .90°C .95°D .105°【答案】C 【分析】先构造△CFH 全等于△AEC ,得到△BCH 是等腰直角三角形且FH=CE ,当FH+BF 最小时,即是BF+CE 最小时,此时求出∠AFB 的度数即可.解:如图,作CH ⊥BC ,且CH=BC ,连接HB ,交AC 于F ,此时△BCH 是等腰直角三角形且FH+BF 最小,∵AC=BC ,∴CH=AC ,∵∠HCB=90°,AD ⊥BC ,∴AD//CH ,∵∠ACB=50°,∴∠ACH=∠CAE=40°,∴△CFH ≌△AEC ,∴FH=CE ,∴FH+BF=CE+BF 最小,此时∠AFB=∠ACB+∠HBC=50°+45°=95°.故选:C .【点拨】本题考查全等三角形的性质和判定、等腰三角形的性质、最短路径问题,关键是作出辅助线,有一定难度.【变式】(23-24七年级下·四川宜宾·期末)在ABC V 中,80CAB ∠=︒,2AB =,3AC =,点E 是边AB 的中点,CAB ∠的角平分线交BC 于点D .作直线AD ,在直线AD 上有一点P ,连结PC 、PE ,则PC PE -的最大值是.∵CAB ∠的角平分线交∴FAP ∠∠=∵AP AP =,∴APF APE ≌∴PF PE =,第三部分【中考链接与拓展延伸】1、直通中考【例1】(2020·湖北·中考真题)如图,D 是等边三角形ABC 外一点.若8,6BD CD ==,连接AD ,则AD 的最大值与最小值的差为.【答案】12【分析】以CD 为边向外作等边三角形CDE ,连接BE ,可证得△ECB ≌△DCA 从而得到BE=AD ,再根据三角形的三边关系即可得出结论.解:如图1,以CD 为边向外作等边三角形CDE ,连接BE ,∵CE=CD ,CB=CA ,∠ECD=∠BCA=60°,∴∠ECB=∠DCA ,∴△ECB ≌△DCA (SAS ),∴BE=AD ,∵DE=CD=6,BD=8,∴8-6<BE<8+6,∴2<BE<14,∴2<AD<14.∴则AD 的最大值与最小值的差为12.故答案为:12【点拨】本题考查三角形全等与三角形的三边关系,解题关键在于添加辅助线构建全等三角形把AD 转化为BE 从而求解,是一道较好的中考题.【例2】(2020·新疆·中考真题)如图,在ABC V 中,90,60,4A B AB ∠=∠=︒=︒,若D 是BC 边上的动点,则2AD DC +的最小值为.在Rt DFC △中,30DCF ∠=︒,12DF DC ∴=,122()2AD DC AD DC +=+2()AD DF =+,∴当A ,D ,F 在同一直线上,即此时,60B ADB ∠=∠=︒,2、拓展延伸【例1】(23-24八年级上·江苏镇江·阶段练习)如图,AC 、BD 在AB 的同侧,点M 为线段AB 中点,2AC =,8BD =,8AB =,若120CMD ∠=︒,则CD 的最大值为()A .18B .16C .14D .12【答案】C 【分析】本题考查等边三角形的判定和性质,两点之间线段最短,解题的关键是学会添加常用辅助线,学会利用两点之间线段最短解决最值问题.如图,作点A 关于CM 的对称点A ',点B 关于DM 的对称点B ',证明'' A MB 为等边三角形,即可解决问题.解:如图,作点A 关于CM 的对称点A ',点B 关于DM 的对称点B ',∵120CMD ∠=︒,∴60∠+∠=︒AMC DMB ,∴60''∠+∠=︒CMA DMB ,∴60''∠=︒A MB ,∵MA MB MA MB ''===,∴'' A MB 为等边三角形∵14CD CA A B B D CA AM BD ''''<++=++=,∴CD 的最大值为14,故选:C .【例2】(22-23八年级上·湖北武汉·期末)如图,锐角ABC V 中,302A BC ∠=︒=,,ABC V 的面积是6,D 、E 、F 分别是三边上的动点,则DEF 周长的最小值是()A .3B .4C .6D .7∴AM AE AN ==,MF =∵BAC BAD DAC ∠=∠+∠∴MAN MAB BAD ∠=∠+∠∴(2MAN BAE EAC ∠=∠+∠。
【初中数学】最短路径模型及例题解析一、最短路径模型简介在日常生活中,我们常常会遇到寻找从一个地点到另一个地点的最短路径问题。
例如,从家到学校、从甲地到乙地等。
在数学领域,最短路径问题属于图论的研究范畴,是图论中的一个基本问题。
最短路径模型就是用来解决这类问题的一种数学方法。
最短路径模型主要包括以下几个要素:1. 图:由顶点(地点)和边(路径)组成的集合。
2. 距离:表示两个顶点之间的距离或权重。
3. 路径:从一个顶点到另一个顶点经过的边的序列。
4. 最短路径:在所有路径中,长度最小的路径。
二、最短路径模型的求解方法1. 枚举法:枚举所有可能的路径,然后从中选择长度最小的路径。
这种方法适用于顶点数量较少的简单图。
2. Dijkstra算法:适用于带权重的有向图,通过逐步求解,找到从源点到其他所有顶点的最短路径。
3. Floyd算法:适用于求解任意两个顶点之间的最短路径,通过动态规划的方法,求解所有顶点对之间的最短路径。
三、例题解析【例题1】某城市有6个主要交通枢纽,分别用A、B、C、D、E、F表示。
下面是这6个交通枢纽之间的距离表(单位:千米):```A B C D E FA 0 5 7 8 9 10B 5 0 6 7 8 9C 7 6 0 4 5 6D 8 7 4 0 3 4E 9 8 5 3 0 2F 10 9 6 4 2 0```求从A到F的最短路径。
【解析】这是一个典型的最短路径问题,我们可以使用Dijkstra算法求解。
1. 初始化:将所有顶点的距离设置为无穷大,源点A的距离设置为0。
2. 选取距离最小的顶点,标记为已访问。
此时,A为已访问顶点。
3. 更新相邻顶点的距离:从A出发,更新B、C、D、E、F的距离。
此时,B、C、D、E、F的距离分别为5、7、8、9、10。
4. 重复步骤2和3,直到所有顶点都被访问。
最后得到的最短路径为A→B→E→F,长度为14千米。
【例题2】某城市有5个公园,分别用P1、P2、P3、P4、P5表示。
96. 初中数学中如何解答最短路径问题?一、关键信息1、最短路径问题的定义与分类2、常见的解题方法与技巧3、运用数学原理与定理4、实例分析与练习5、培养学生解题思维与能力的方法二、协议内容11 最短路径问题的定义最短路径问题是指在给定的条件下,寻找两点之间的最短距离或者在多个点之间找到经过所有点的最短路线。
111 其在初中数学中的重要性最短路径问题不仅是数学知识的应用,更是培养学生逻辑思维和解决实际问题能力的重要载体。
112 分类包括两点之间线段最短、将军饮马问题、立体图形表面的最短路径等。
12 常见的解题方法与技巧121 利用轴对称性质通过作对称点,将折线转化为直线,利用两点之间线段最短来求解。
122 构建直角三角形运用勾股定理计算线段长度,从而找到最短路径。
123 化曲为直对于在曲线或弧上的路径问题,通过展开图形将其转化为直线距离问题。
13 运用数学原理与定理131 两点之间线段最短定理这是解决最短路径问题的基础原理,任何复杂的问题都可以归结到这一基本原理。
132 勾股定理在构建直角三角形求解路径长度时,勾股定理是必不可少的工具。
14 实例分析与练习141 经典例题讲解例如,将军饮马问题中,给出河岸两侧的两点,求将军在何处饮马能使所走路径最短,并详细讲解解题思路和步骤。
142 立体图形实例对于长方体、圆柱体等立体图形表面的最短路径问题,通过展开图形进行分析和计算。
143 练习题目设置提供丰富的练习题,包括不同类型和难度层次的最短路径问题,让学生通过练习巩固所学知识和方法。
15 培养学生解题思维与能力的方法151 引导学生分析问题培养学生从复杂的情境中提取关键信息,明确问题的本质和要求。
152 鼓励学生尝试多种方法让学生在解题过程中,尝试不同的解题思路和方法,拓宽思维。
153 培养学生的空间想象力通过图形的展示和想象,帮助学生更好地理解和解决立体图形中的最短路径问题。
154 及时反馈与评价对学生的解题过程和结果进行及时的反馈和评价,指出优点和不足,鼓励学生不断改进。
初中数学最短路径问题在初中数学中,最短路径问题是经常出现的一类问题,它涉及到轴对称、坐标轴、一次函数、三角函数以及两点之间的距离公式等多个方面。
下面将分别对这些问题进行介绍和解析。
1.轴对称与最短路径轴对称是最基本的一种对称形式,是指在平面内,将一个图形沿一条直线折叠,使得直线两旁的部分能够完全重合。
在最短路径问题中,轴对称可以用来寻找两点之间的最短路径。
例如,在一条直线上有两个点A和B,要求找到A到B的最短路径,可以通过作A关于直线对称的点A',然后连接A'和B,得到的线段A'B就是最短路径。
2.坐标轴上的最短路径在坐标轴上,最短路径问题通常涉及到两点之间的距离。
在x轴和y轴上分别有点A(x1,0)和B(0,y1),那么A到B的最短路径就是在x轴和y轴上分别截取两个点C(x2,0)和D(0,y2),使得AC=BD,那么线段AB就是最短路径。
3.一次函数与最短路径在一次函数中,最短路径问题通常涉及到函数的单调性和最值。
例如,在一条直线上有点A(x1,y1),有点B(x2,y2),要求找到A到B的最短路径,可以通过作A关于直线对称的点A',然后连接A'和B,得到的线段A'B就是最短路径。
在这个过程中,可以运用一次函数的单调性和最值来计算最短路径的长度。
4.三角函数与最短路径在三角函数中,最短路径问题通常涉及到角度和长度之间的关系。
例如,在一张三角形ABC中,有点A(x1,y1),有点C(x2,y2),要求找到A到C的最短路径,可以通过作AB边上的一点D,使得AD=CD,那么线段AD就是最短路径。
在这个过程中,可以运用三角函数的性质和定理来计算最短路径的长度。
5.两点之间距离公式在解决最短路径问题时,常常需要使用两点之间距离公式。
这个公式可以用来计算两点之间的直线距离,也可以用来计算两点之间的曲线距离。
例如,在一张三角形ABC中,有点A(x1,y1),有点C(x2,y2),要求找到A到C的最短路径,可以先运用两点之间距离公式计算出AC的距离,然后根据三角函数的性质和定理来计算出最短路径的长度。
最短路径问题专题学习【基本问题】【问题 1】作法图形AlB连 AB,与 l 交点即为P.在直线l 上求一点P,使PA+PB值最小.【问题 2】“将军饮马”作法图形ABl作 B 关于 l 的对称点 B'连 A B',与 l 交点即为 P.在直线 l 上求一点 P,使PA+PB值最小.【问题 3】作法图形l 1P分别作点P 关于两直线的l2对称点 P'和 P',连 P' P',在直线 l1、 l 2上分别求点与两直线交点即为M, N.M、 N,使△ PMN的周长最小.【问题 4】作法图形l 1分别作点Q 、P 关于直线QP、 l 2的对称点Q'和 P'l 1l2连 Q'P',与两直线交点即在直线 l1、 l 2上分别求点为 M,N.M、N,使四边形 PQMN的周可编写可更正原理两点之间线段最短.PA+PB最小值为AB.原理两点之间线段最短.PA+PB最小值为 A B'.原理两点之间线段最短.PM+MN+PN的最小值为线段 P'P''的长.原理两点之间线段最短.四边形PQMN周长的最小值为线段P'P'的长.1-1-可编写可更正长最小.【问题 5】“造桥选址”作法图形原理AMmNn将点 A向下平移 MN的长度两点之间线段最短.B直线 m ∥ n ,在 m 、 n ,单位得 A',连 A'B,交n于AM+MN+BN的最小值为上分别求点M、 N,使 MN 点 N,过 N作 NM⊥m于 M.A'B+MN.⊥m ,且AM+MN+BN的值最小.【问题 6】作法图形原理ABlM a N在直线 l 上求两点M、N( M 在左),使 MN a ,并使AM+MN+NB的值最小.【问题 7】l1Pl 2在 l 1上求点 A,在 l 2上求点 B,使 PA+AB值最小.【问题 8】l 1NAl2M BA 为 l1上必然点,B 为 l 2上将点 A 向右平移a个长度单位得 A',作 A'关于 l 的两点之间线段最短.对称点',连',交直线+ +的最小值为A AB AM MNBNl 于点 N,将 N点向左平移'+.ABMNa 个单位得M.作法图形原理作点P 关于 l 1的对称点点到直线,垂线段最短.P',作 P'B⊥l 2于B+ 的最小值为线段',交 l 2PA AB P B 于 A.的长.作法图形原理作点 A 关于 l 2的对称点A',作点 B 关于 l1的对称两点之间线段最短.点 B',连 A'B'交l 2于 M,AM+MN+NB的最小值为线段于 N.A'B'的长.交 l 12-2-可编写可更正必然点,在l 2上求点M,在l 1上求点N ,使AM+MN+NB的值最小.【问题 9】作法图形原理AB垂直均分上的点到线段两l连,作的中垂线与AB AB端点的距离相等.l P直线的交点即为.在直线上求一点l P,使PA PB 的值最小.PA PB =0.【问题 10】作法图形原理Al作 B 关于 l 的对称点 B'三角形任意两边之差小于B作直线 A B',与 l 交点即第三边. PA PB ≤'.AB在直线 l上求一点P,使为 P.PA PB 最大值=AB'.PA PB 的值最大.【优选练习】1.以下列图,正方形ABCD的面积为12,△ABE是等边三角形,点E 在正方形 ABCD内,在对角线AC上有一点,使+ 的和最小,则这个最小值为()A DPPDPEA.2 3B.26C. 3D. 6PEB C2.如图,在边长为 2 的菱形中,∠= 60°,若将△绕点A 旋转,当′、′分别与、ABCD ABC ACD AC AD BC 交于点、,则△的周长的最小值为()CD E F CEFA. 2B.2 3 C .2 3 D.4CA D3-3-AD ENBM可编写可更正第2题第3题第4题第5题3.四边形ABCD中,∠ B=∠ D=90°,∠ C=70°,在 BC、 CD上分别找一点M、 N,使△ AMN的周长最小时,∠ AMN+∠ ANM的度数为()A. 120°B.130°C.110°D.140°4.如图,在锐角△ABC中, AB=4 2 ,∠BAC=45°,∠BAC的均分线交BC于点 D,M、 N分别是 AD和 AB上的动点,则BM+MN的最小值是.5.如图,Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,AB= 6,点E在AB边上,点D在BC边上(不与点B、C重合),且 ED= AE,则线段 AE的取值范围是.6.如图,∠AOB= 30°,点M、N分别在边O A、OB上,且 OM=1,ON=3,点 P、Q分别在边 OB、OA上,则MP+ PQ+ QN的最小值是_________.第6题第7题7.如图,三角形△ABC中,∠ OAB=∠ AOB=15°,点 B在 x 轴的正半轴,坐标为B(6 3,0).OC均分∠ AOB,点 M在 OC的延长线上,点N为边 OA上的点,则MA+ MN的最小值是______.8.已知A( 2, 4)、B( 4, 2).C在 y 轴上,D在x轴上,则四边形ABCD的周长最小值为,此时 C、 D两点的坐标分别为y.AB9.已知A( 1, 1)、B( 4, 2).( 1)P为x轴上一动点,求PA+PB的最小值和此时P点的坐标;O x yBAO x 4- 4 -可编写可更正( 2)P为x轴上一动点,求PA PB 的值最大时P点的坐标;yBAO x( 3)CD为x轴上一条动线段,D在 C点右边且 CD=1,求当 AC+CD+DB的最小值和此时C点的坐标;yBAO C D x10.点C为∠AOB内一点.( 1)在OA求作点D,OB上求作点E,使△ CDE的周长最小,请画出图形;( 2)在( 1)的条件下,若∠AOB=30°, OC=10,求△ CDE周长的最小值和此时∠DCE的度数.ACO B5-5-。