最新人教版八年级数学上册《最短路径问题》教学设计(精品教案)
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前言:该教学设计(教案)由多位一线国家特级教师根据最新课程标准的要求和教学对象的特点结合教材实际精心编辑而成。
实用性强。
高质量的教学设计(教案)是高效课堂的前提和保障。
(最新精品教学设计)13.4课题学习—最短路径问题教学内容解析:本节课的主要内容是利用轴对称研究某些最短路径问题,最短路径问题在现实生活中经常遇到,初中阶段,主要以“两点之间,线段最短”“三角形两边之和大于第三边”为知识基础,有时还要借助轴对称、平移变换进行研究。
本节课以数学史中的一个经典故事----“将军饮马问题”为载体开展对“最短路径问题”的课题研究,让学生经历将实际问题抽象为数学的线段和最小问题,再利用轴对称将线段和最小问题转化为“两点之间、线段最短”的问题。
教学目标设置:1、能利用轴对称解决简单的最短路径问题2、在谈最短路径的过程中,体会“轴对称”的桥梁作用,感悟转化的数学思想。
教学重点难点:重点:利用轴对称将最短路径问题转化为“两点之间、线段最短”问题。
难点:如何利用轴对称将最短路径问题转化为线段和最小问题。
学生学情分析:1、八年级学生的观察、操作、猜想能力较强,但演绎推理、归纳和运用数学意识的思想比较薄弱,自主探究和合作学习能力也需要在课堂教学中进一步引导。
此年龄段的学生具有一定的探究精神和合作意识,能在一定的亲身经历和体验中获取一定的数学新知识,但在数学的说理上还不规范,集合演绎推理能力有待加强。
2、学生已经学习过“两点之间,线段最短。
”以及“垂线段最短”。
以及刚刚学习的轴对称和垂直平分线的性质作为本节知识的基础。
教学策略分析:最短路径问题从本质上说是最值问题,作为八年级学生,在此前很少涉及最值问题,解决这方面问题的数学经验尚显不足,特别是面对具有实际背景的最值问题,更会感到陌生,无从下手。
解答“当点A、B在直线l的同侧时,如何在l上找到点C,使AC与BC的和最小”,需要将其转化为“直线l异侧的两点,与直线l上的点的线段的和最小”的问题,为什么需要这样转化,怎样通过轴对称实现转化,一些学生会存在理解上和操作上的困难。
八年级数学上册---《最短路径问题》课堂设计最短路径问题(第一课时) 在我们的学习生活中,接触过很多“最值问题”:最多最少,最长最短。
思考以下两个问题:复习1:如图,连接A 、B 两点的所有连线中,哪条最短?为什么?答:路线2最短,因为两点的所有连线中,线段最短,简称:两点之间,线段最短 复习2:点P 是直线l 外一点,点P 与该直线l 上各点连接的所有线段中,哪条最短?为什么?答:PC 最短,因为连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短。
设计意图:复习“两点之间,线段最短”和“垂线段最短”,为最短路径问题做好铺垫。
通过识别,也让学生有动态的思想,在比较中,找到最短路径。
lC PA B D教师:刚刚的两个问题都是识别最短路径,接下来,我们尝试通过画图,找到最短路径。
引例1:如图,在直线l上求作一点C,使得CA+CB最短。
教师:(1)点C是直线l上的一个动点。
我们不妨先画一个一般的点C,连接CA,CB,我们的目标:找到一个点C,使得CA+CB最小。
(2)观察几何画板的演示:当C在运动的过程中,线段CA,CB也在移动,观察:什么时候线段和最短?(3)同学们可以观察到:当C是线段AB和l的交点,即ACB共线时,CA+CB 最短。
依据是:两点之间,线段最短。
作图方法:连接AB,交直线l于点C,点C即为所求。
总结:从一般的点C出发,从运动变化的角度观察图形,并用到“两点之间,线段最短”解决问题。
教师:接下来,我们用这样的方法,研究数学史上经典的“牧马人饮马问题”。
例1:如图,牧马人从A地出发,到一条笔直的河边l 饮马,然后到B地,牧马人到河边的什么地方饮马,可使所走的路径最短?BAl练习:有两棵树位置如图,树的底部分别为A,B,地上有一只昆虫沿着A—B 的路径在地面上爬行。
小树顶D处一只小鸟想飞下来抓住小虫后,再飞到大树的树顶C处。
问小鸟飞至AB之间何处时,飞行距离最短,在图中画出该点的位置。
13.4 课题学习最短路径问题【知识与技能】1.了解最短路径问题.2.掌握解决最短路径问题的方法.【过程与方法】通过解决最短路径问题的过程培养学生分析问题的能力.【情感态度】通过对最短路径问题的学习,增强应用数学知识解决实际问题的信心.【教学重点】解决最短路径问题.【教学难点】最短路径的选择.一、情景导入,初步认识问题1 如图,牧马人从A地出发,到一条笔直的河边l饮马,然后到B地.牧马人到河边的什么地方饮马,可使所走的路径最短?问题2 如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥MN.桥造在何处可使从A到B的路径AMNB最短?(假定河的两岸是平行的直线,桥要与河垂直.)【教学说明】(1)C为直线l上的一个动点,那么,上面的问题可以转化为:当点C在l的什么位置时,AC与CB的和最小.作出点B关于l的对称点B′,连接AB′,线段AB′与直线l的交点C的位置即为所求.(2)N为直线b上的一个动点,MN垂直于直线b,交直线a于点M,这样,上面的问题可以转化为下面的问题:当点N在直线b的什么位置时,AM+MN+NB最小?将AM沿与河岸垂直方向平移,移动距离为河宽,则A点移到A′点,连接A′B,线段A′B与直线b的交点N的位置即为所求,即在点N处造桥MN.教师讲课前,先让学生完成“自主预习”.二、思考探究,获取新知例要在燃气管道l上修建一个泵站,分别向A、B两镇供气,泵站修在管道的什么地方,可使所用的输气管道最短?【分析】本问题就是要在l上找一点C,使AC与CB的和最小.设B′是B关于直线l的对称点,本问题也就是要使AC与CB′的和最小.在连接AB′的线中,线段AB′最短.因此,线段AB′与直线l的交点C的位置即为所求.【教学说明】解决最短路径问题通常运用的知识有“过直线作已知点的对称点”,“两点的所有连线中,线段最短”等.三、师生互动,课堂小结这节课主要学习了最短路径问题,让学生相互交流体会与收获,并总结本课所学知识.完成练习册中本课时的练习.本课时教学时要尽量创设与学生生活环境、知识背景相关的教学情境,以生动活泼的形式呈现有关内容,教学时,根据本课内容特点,可依据其学科知识间联系调动课堂气氛,培养学生学习兴趣.非常感谢!您浏览到此文档。
13.4 课题学习最短路径问题
学习目标
1.能利用轴对称解决简单的最短路径问题,体会图形的变化在解决最值问题中的作用,感悟转化思想.(重点)
2.利用轴对称将最短路径问题转化为“两点之间,线段最短”问题.(难点)
教学过程
一、情境导入
相传,古希腊亚历山大里亚城里有一位久
负盛名的学者,名叫海伦.有一天,一位将军专程拜访海伦,求教一个百思不得其解的问题:
从图中的A 地出发,到一条笔直的河边l 饮马,然后到B 地.到河边什么地方饮马可使他所走的路线全程最短?
二、合作探究
探究点:最短路径问题
【类型一】求直线异侧的两点与直线上一点所连线段的和最小的问题
例1:如图所示,在河a两岸有A、B两个村庄,现在要在河上修建一座大桥,为方便交通,要使桥到这两村庄的距离之和最短,应在河上哪一点修
建才能满足要求?(画出图形,做出说明。
)
解析:利用两点之间线段最短进而得出答案.
解:如图所示:连接AB交直线a于点P,此时桥到这两村庄的距离之和最短.理由:两点之间线段最短.
【方法总结】求直线异侧的两点与直线上一点所连线段的和最小的问题,只要连接这两点,与直线的交点即为所求.
变式训练:见《学练优》本课时练习“课堂达标练习” 第2题
【类型二】运用轴对称解决距离最短问题
例2:在图中直线l上找到一点M,使它到A,B两点的距离和最小.
解析:先确定其中一个点关于直线l的对称点,然后连接对称点和另一个点,与直线l的交点M即为所求的点.
解:如图所示:(1)作点B关于直线l的对称点B′;(2)连接AB′交直线l于点M.(3)则点M即为所求的点.
【方法总结】利用轴对称解决最值问题应注意题目要求根据轴对称的性质、利用三角形的三边关系,通过比较来说明最值问题是常用的一种方法.解决这类最值问题时,要认真审题,不要只注意图形而忽略题意要求,审题不清导致答非所问.
【类型三】最短路径选址问题
如图,小河边有两个村庄A,B,要在河边建一自来水厂向A村与B村供水.
(1)若要使厂部到A,B村的距离相等,则应选择在哪建厂?(要求:尺规作图,保留作图痕迹.写出必要的文字说明)
(2)若要使厂部到A,B两村的水管最短,应建在什么地方?
解析:(1)欲求到A、B两地的距离相等,即作出AB的中垂线与EF的交点M即可,交点即为厂址所在位置.
(2)利用轴对称求最短路线的方法得出A点关于直线EF的对称点A′,再连接A′B交EF于点N,即可得出答案。
解:(1)作出AB的中垂线与EF的交点M,交点M即为厂址所在位置;
(2)如图所示:作A点关于直线EF的对称点A′,再连接A′B交EF 于点N,点N即为所求.
【方法总结】选址问题的关键是把各条线段转化到一条线段上.如果两点在一条直线的同侧时,过两点的直线与原直线的交点处构成线段的差最大,如果两点在一条直线的异侧时,过两点的直线与原直线的交点处构成的线段的和最小,都可以用三角形三边关系来推理说明,通常根据最大值或最小值的情况取其中一个点的对称点来解决.
变式训练:见《学练优》本课时练习“课堂达标练习” 第2题
【类型四】运用轴对称解决距离之差最大问题
例4:如图所示,A,B两点在直线l的两侧,在l上找一点C,使点C到点A、B的距离之差最大.
解析:此题的突破点是作点A(或B)关于直线l的对称点A′(或B′),作直线A′B(AB′)与直线l交于点C,把问题转化为三角形任意两边之差小于第三边来解决.
解:如图所示,以直线l为对称轴,作点A关于直线l的对称点A′,A′B的连线交l于点C,则点C即为所求.理由:在直线l上任找一点C′(异于点C),连接CA,C′A,C′A′,C′B.因为点A,A′关于直线l对称,所以l为线段AA′的垂直平分线,则有CA=CA′,所以CA-CB=CA′-CB=A′B.又因为点C′在l上,所以C′A=C′A′.在△A′BC′中,C′A-C′B=C′A′-C′B<A′B,所以C′A′-C′B<CA-CB. 【方法总结】根据轴对称的性质、利用三角形的三边关系,通过比较来说明最值问题是常用的一种方法.
三、板书设计
课题学习最短路径问题
1.求直线异侧的两点与直线上一点所连线段的和最小的问题,只要连接这两点,与直线的交点即为所求.
2.求直线同侧的两点与直线上一点所连线段的和最小的问题,只要找到其中一个点关于这条直线的对称点,连接对称点与另一个点,则与该直线的交点即为所求.
教学反思
通过本节从具体情境发现并提出数学问题的学习活动,进一步体会数学与自然及人类社会的密切联系,了解数学的价值。
在互动交流活动中,学习从不同角度理解问题,寻求解决问题的方法,并有效地解决问题。
体会在解决问题中与他人合作的重要性。
体会运用数学的思维方式去观察、分析现实社会,去解决日常生活中和其他学科学习中的问题,增强应用数学的意识.。