求最短路径
- 格式:doc
- 大小:38.50 KB
- 文档页数:4
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。
求最短路径课程设计一、教学目标本章节的教学目标是使学生掌握求最短路径的方法和算法,能够运用这些方法解决实际问题。
具体目标如下:1.知识目标:–掌握最短路径问题的定义和意义。
–了解常见的最短路径算法,如Dijkstra算法、Bellman-Ford 算法等。
–理解图论中与最短路径相关的基本概念,如权值、边、顶点等。
2.技能目标:–能够运用Dijkstra算法和Bellman-Ford算法计算最短路径。
–能够分析不同算法的时间复杂度和空间复杂度。
–能够将最短路径算法应用到实际问题中,如地图导航、网络路由等。
3.情感态度价值观目标:–培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力。
–培养学生对算法和计算机科学的兴趣和好奇心。
–培养学生团队合作和交流的能力,能够与他人共同解决问题。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括最短路径问题的定义和意义、常见最短路径算法的原理和实现、以及最短路径算法在实际问题中的应用。
具体内容包括以下几个方面:1.最短路径问题的定义和意义:介绍最短路径问题的背景和定义,解释最短路径在实际中的应用场景。
2.常见最短路径算法:介绍Dijkstra算法和Bellman-Ford算法的原理和实现步骤,包括算法的时间复杂度和空间复杂度分析。
3.最短路径算法应用:通过实际案例,展示最短路径算法在地图导航、网络路由等领域的应用。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本章节将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法包括:1.讲授法:通过讲解最短路径问题的定义、算法原理和实现步骤,使学生掌握相关知识。
2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解最短路径算法在现实中的应用。
3.实验法:安排上机实验,让学生动手实践,加深对最短路径算法的理解和掌握。
4.讨论法:学生进行分组讨论,促进学生之间的交流与合作,培养学生的团队合作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,将采用以下教学资源:1.教材:选择一本与最短路径问题相关的教材,作为学生学习的基础资源。
最短路径问题算法最短路径问题算法概述:在图论中,最短路径问题是指在一个加权有向图或无向图中,从一个顶点出发到另外一个顶点的所有路径中,权值和最小的那条路径。
最短路径问题是图论中的经典问题,在实际应用中有着广泛的应用。
本文将介绍常见的几种最短路径算法及其优缺点。
Dijkstra算法:Dijkstra算法是一种贪心算法,用于解决带权有向图或无向图的单源最短路径问题,即给定一个起点s,求出从s到其他所有顶点的最短路径。
Dijkstra算法采用了广度优先搜索策略,并使用了优先队列来维护当前已知的距离最小的节点。
实现步骤:1. 初始化:将起始节点标记为已访问,并将所有其他节点标记为未访问。
2. 将起始节点加入优先队列,并设置其距离为0。
3. 重复以下步骤直至队列为空:a. 取出当前距离起始节点距离最小的节点u。
b. 遍历u的所有邻居v:i. 如果v未被访问过,则将其标记为已访问,并计算v到起始节点的距离,更新v的距离。
ii. 如果v已被访问过,则比较v到起始节点的距离和当前已知的最短距离,如果更小则更新v的距离。
c. 将所有邻居节点加入优先队列中。
优缺点:Dijkstra算法能够求解任意两点之间的最短路径,并且保证在有向图中不会出现负权回路。
但是Dijkstra算法只适用于无负权边的图,因为负权边会导致算法失效。
Bellman-Ford算法:Bellman-Ford算法是一种动态规划算法,用于解决带权有向图或无向图的单源最短路径问题。
与Dijkstra算法不同,Bellman-Ford算法可以处理带有负权边的图。
实现步骤:1. 初始化:将起始节点标记为已访问,并将所有其他节点标记为未访问。
2. 对于每个节点v,初始化其到起始节点s的距离为正无穷大。
3. 将起始节点s到自身的距离设置为0。
4. 重复以下步骤n-1次(n为顶点数):a. 遍历所有边(u, v),如果u到起始节点s的距离加上(u, v)边权小于v到起始节点s的距离,则更新v的距离为u到起始节点s的距离加上(u, v)边权。
求最短路径的算法
最短路径算法是计算图中两个节点之间最短距离的算法。
在计算机科学中,最短路径算法是图论中最基本的算法之一。
最常见的应用是在路由算法中,用来寻找两个网络节点之间的最短路径。
最短路径算法有多种实现方式,其中最著名的算法是迪杰斯特拉算法和弗洛伊德算法。
迪杰斯特拉算法使用贪心策略,从起点开始对所有节点进行扫描,依次找到距离起点最近的节点,并更新与其相邻节点的距离。
弗洛伊德算法则是基于动态规划的思想,通过递推计算出所有节点之间的最短路径。
除了以上两种算法,还有贝尔曼-福德算法、A*算法等,它们各自适用于不同的场景。
例如,A*算法是一种启发式搜索算法,根据启发函数估计到目标节点的距离,从而更快地找到最短路径。
在实际应用中,最短路径算法被广泛使用。
例如,在地图导航中,我们需要找到最短路径来规划行程;在通信网络中,路由器需要计算出最短路径来转发数据包。
因此,掌握最短路径算法是计算机科学学习的基础,也是工程实践中必备的技能。
- 1 -。
弗洛伊德算法求解最短路径算法的基本思想是采用动态规划的方式,逐步地计算图中所有顶点对之间的最短路径长度。
算法首先初始化一个二维数组D,其中D[i][j]表示从顶点i到顶点j的最短路径长度。
初始时,D[i][j]的值为无穷大,表示顶点i到顶点j没有直接路径。
然后,算法通过逐步更新D数组的值,不断地优化顶点对之间的最短路径。
算法的具体步骤如下:1.初始化D数组:对于图中的每一对顶点i和j,如果i等于j,则置D[i][j]=0,表示顶点到自身的距离为0;否则,如果i和j之间有边存在,则置D[i][j]为边的权重,否则置为无穷大。
2.对于图中的每一个顶点k,依次考虑顶点对(i,j),其中i和j分别表示图中的任意两个顶点。
如果从顶点i先经过顶点k再到达顶点j的路径长度小于当前D[i][j]的值,则更新D[i][j]为新的较短路径长度。
3.对于每一对顶点i和j,以每一个顶点k为中间节点,重复步骤2、这样,在每一次迭代中,D数组会根据当前的顶点k得到更短的路径。
4.根据更新后的D数组,可以得到任意两个顶点之间的最短路径长度。
如果需要获取最短路径上的具体路径,则可以使用一个辅助数组P,其中P[i][j]表示从顶点i到顶点j的最短路径上,从顶点i到顶点j前一个顶点的编号。
通过回溯P数组,可以得到最短路径上的所有顶点。
弗洛伊德算法的时间复杂度为O(n^3),其中n表示图中顶点的个数。
由于要对所有顶点对之间的路径长度进行计算,因此算法的运行时间较长。
然而,该算法适用于复杂图中的最短路径计算,可以得到任意两个顶点之间的最短路径及其长度。
弗洛伊德算法在实际应用中有广泛的应用。
例如,在路由算法中,可以使用弗洛伊德算法来计算网络中所有节点之间的最短路径,并根据计算结果进行路由选择。
此外,弗洛伊德算法也可以应用于交通规划、航空航线优化等领域。
总之,弗洛伊德算法是一种用于求解图中所有顶点对之间最短路径的动态规划算法。
通过逐步更新路径长度的方式,可以得到任意两个顶点之间的最短路径及其长度。
最短路径问题求解方法最短路径问题是在图中找到两个顶点之间最短路径的问题。
在现实生活和计算机科学领域中,最短路径问题有很多应用。
比如,地图导航系统需要找到从一个位置到另一个位置的最短路径;计算机网络中需要找到两台主机之间最快的通信路径。
本文将介绍三种经典的最短路径问题求解方法:Dijkstra算法、Bellman-Ford算法和Floyd-Warshall 算法。
Dijkstra算法:Dijkstra算法是解决单源最短路径问题的一种常用算法。
它从给定的起始顶点开始,逐步找到其他顶点之间的最短路径。
算法的基本思想是维护一个距离数组,记录起始顶点到其他顶点的最短距离。
然后,选择当前距离最小的顶点作为下一个中间顶点,更新与该顶点相邻的顶点的最短距离。
重复这个过程,直到所有顶点都已被遍历。
Bellman-Ford算法:Bellman-Ford算法是一种解决单源最短路径问题的经典算法。
与Dijkstra算法相比,Bellman-Ford算法可以处理带有负权边的图。
算法的基本思想是进行多轮松弛操作,通过不断地更新边的权值,逐步逼近最短路径。
算法首先初始化距离数组,将起始顶点到其他顶点的距离设置为无穷大,然后进行多轮松弛操作,直到没有可更新的边或者找到负环。
Floyd-Warshall算法:Floyd-Warshall算法是解决多源最短路径问题的一种常用算法。
它可以找到图中任意两个顶点之间的最短路径。
算法的基本思想是利用动态规划的思想,通过定义一个二维数组,记录任意两个顶点之间的最短距离。
然后,通过不断更新这个数组,逐步迭代得到最终的最短路径。
这三种算法各有特点,适用于不同场合的最短路径问题。
Dijkstra算法适用于解决从单个顶点到其他顶点的最短路径问题,且图中没有负权边;Bellman-Ford算法适用于解决带有负权边的最短路径问题;Floyd-Warshall算法适用于解决任意两个顶点之间的最短路径问题。
最短路径dijkstra算法例题最短路径问题是图论中的一个重要问题,它的解决方法有很多种,其中最著名的算法之一就是Dijkstra算法。
本文将介绍Dijkstra算法的基本思想和实现过程,并通过一个例题来展示其具体应用。
一、Dijkstra算法的基本思想Dijkstra算法是一种贪心算法,它以起点为中心向外扩展,每次选择当前距离起点最短的点作为下一个扩展点,并更新其周围节点到起点的距离。
这个过程不断重复直至所有节点都被扩展完毕。
具体实现时,可以使用一个数组dist来存储每个节点到起点的距离,初始时所有节点到起点的距离都设为无穷大(表示不可达),起点到自己的距离设为0。
同时还需要使用一个visited数组来记录每个节点是否已经被扩展过。
在每次扩展时,从未被扩展过且与当前扩展节点相邻的节点中选择距离起点最短的节点作为下一个扩展节点,并更新其周围节点到起点的距离。
这个过程可以使用优先队列来实现。
二、Dijkstra算法实现例题下面我们通过一个例题来演示Dijkstra算法的具体实现过程。
例题描述:给定一个有向带权图,求从起点s到终点t的最短路径。
解题思路:根据Dijkstra算法的基本思想,我们可以使用一个优先队列来实现。
具体实现步骤如下:1. 初始化dist数组和visited数组。
2. 将起点s加入优先队列,并将其距离起点的距离设为0。
3. 重复以下步骤直至优先队列为空:(1)取出优先队列中距离起点最近的节点u。
(2)如果该节点已经被扩展过,则跳过此节点,否则将其标记为已扩展。
(3)如果该节点就是终点t,则返回其到起点的距离。
(4)否则,遍历该节点的所有邻居节点v,并更新它们到起点的距离。
如果某个邻居节点v之前未被扩展过,则将其加入优先队列中。
更新dist[v]后,需要将v加入优先队列中以便后续扩展。
4. 如果经过以上步骤仍然没有找到终点t,则表示不存在从起点s到终点t的路径。
代码实现:```#include <iostream>#include <queue>#include <vector>using namespace std;const int INF = 0x3f3f3f3f;const int MAXN = 1005;int n, m, s, t;int dist[MAXN], visited[MAXN];vector<pair<int, int>> graph[MAXN];void dijkstra() {priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, greater<pair<int, int>>> pq;pq.push(make_pair(0, s));dist[s] = 0;while (!pq.empty()) {pair<int, int> p = pq.top();pq.pop();int u = p.second;if (visited[u]) {continue;}visited[u] = 1;if (u == t) {return;}for (int i = 0; i < graph[u].size(); i++) {int v = graph[u][i].first;int w = graph[u][i].second;if (!visited[v] && dist[v] > dist[u] + w) {dist[v] = dist[u] + w;pq.push(make_pair(dist[v], v));}}}}int main() {cin >> n >> m >> s >> t;for (int i = 1; i <= m; i++) {int u, v, w;cin >> u >> v >> w;graph[u].push_back(make_pair(v, w));}memset(dist, INF, sizeof(dist));memset(visited, 0, sizeof(visited));dijkstra();if (dist[t] == INF) {cout << "No path from " << s << " to " << t << endl;} else {cout << "Shortest path from " << s << " to " << t << ": " << dist[t] << endl;}}```代码解析:首先定义了一些常量和全局变量,其中n表示节点数,m表示边数,s 表示起点,t表示终点。
最短路径问题【基础知识】最短路径问题是一个经典问题,旨在寻找图中两点之间的最短路径,具体有以下几种:1. 确定起点的最短路径问题——即已知起始点,求最短路径;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。
这些问题涉及知识有“两点之间线段最短”、“垂线段最短”、“三角形三边之和大于第三边”、“轴对称”、“平移旋转”等。
问题图形在直线l上求一点P,使得PA+PB值最小在直线l上求一点P,使得PA+PB值最小(将军饮马问题)在直线l1、l2上分别求点M、N,使得∆PMN的周长最小直线m//n,在m、n上分别求点M、N,使MN⊥m,且AM+MN+BN的值最小在直线l上求两点M、N(M在左),使MN=a,并且AM+MN+BN的值最小在直线l1、l2上分别求点M、N,使得四边形PQMN的周长最小在直线l1上求点A,在l2上求点B,使PA+PB最小点A、B分别为直线l1、l2上定点,在l1、l2上分别求点N、M,使AM+MN+NB在直线l上求一点P,使|PA−PB|的值最小在直线l上求一点P,使|PA−PB|的值最大在直线l上求一点P,使|PA−PB|的值最大若∆ABC中每一个内角都小于120°,在∆ABC内求一点P,使得PA+PB+PC的值最小)如图,在△ABC 中,AB =AC =10,tanA =2,BE ⊥AC 于点E ,D 是线段BE 上的一个动点,则CD+√55BD 的最小值是 .如图,半圆的半径为1,AB 为直径,AC 、BD 为切线,AC =1,BD =2,点P 为弧AB 上一动点,求的最小值.。
迪杰斯特拉算法求最短路径图解
迪杰斯特拉算法是在用运筹学中解决路径搜索问题时候非常有用的一种算法。
它适用于求解从一个点到其他所有点的最短路径。
这种算法主要应用于交通网络,求解旅游问题,处理穿越桥梁或隧道的情况等等。
迪杰斯特拉算法的含义就是“最短路径”。
这种算法比较常见的一种,因为它
可以用于解决上述类型的问题,也能够给出即时的答案。
需要说明的是,运用迪杰斯特拉算法求解最短路径,需要满足一定的条件:必须满足图的邻接关系,并且确定用于求最短路径的起点和终点。
迪杰斯特拉的步骤可以分为四步:
第一步:先从所有节点中选择一个起始节点,找出该节点与其他节点之间的最
短路径;
第二步:选择一个未被访问的节点,计算从起始节点到该节点的最短路径长度;
第三步:在剩余节点中重复步骤二直至起始节点与所有节点均被访问;
第四步:当所有节点都被访问后,根据记录的信息,选择起始节点通往其他节
点的最短路径。
一旦经过这四步完成了最短路径的搜索,就可以使用迪杰斯特拉算法解决最短
路径问题了。
这种算法的特点在于它的有效性,准确性和便捷性,可以找出最短路径的最优解来解决问题,并且很容易实施。
解决最短路径问题时,使用该算法的一大优势在于可以考虑到不同的费用,这也就意味着可以计算具有很高效率的最短路径。
弗洛伊德算法求经过所有结点的最短路径
弗洛伊德算法(Floyd算法)是一种用于寻找图中所有节点对之间最短路径的算法。
该算法通过动态规划的思想求解,时间复杂度为O(N^3),其中N为节点数目。
具体步骤如下:
1. 初始化一个二维数组dis,用于存储每对节点之间的最短路径长度,初始值为邻接矩阵中的权值。
2. 依次枚举每个节点k,将其加入到当前的最短路径中,在此基础上更新邻接矩阵中的距离,更新方法为dis[i][j] = min(dis[i][j], dis[i][k] + dis[k][j])。
3. 重复第2步,直到枚举完所有节点,此时dis中存储的就是每对节点之间的最短路径长度。
4. 如果要求出最短路径上的具体路径,则需要记录一个二维数组path,path[i][j]表示节点i到节点j的最短路径经过的最后一个节点。
具体记录方法为如果
dis[i][k] + dis[k][j] < dis[i][j],则更新path[i][j] = k。
5. 最后通过递归找到每对节点之间的具体路径即可。
示例代码如下(C++实现):
void Floyd() {
for(int k = 1; k <= N; ++k) {
for(int i = 1; i <= N; ++i) {
for(int j = 1; j <= N; ++j) {
dis[i][j] = min(dis[i][j], dis[i][k] + dis[k][j]);
if(dis[i][j] == dis[i][k] + dis[k][j]) {
path[i][j] = k;
}
}
}
}
}。
求最短路径问题最短路径问题在四川省的中考中出现的频率很高,这类问题一般与垂线段最短、两点之间线段最短关系密切.类型1 利用“垂线段最短”求最短路径问题如图所示,AB是一条河流,要铺设管道将河水引到C,D两个用水点,现有两种铺设管道的方案.方案一:分别过C,D作AB的垂线,垂足分别为E,F,沿CE,DF铺设管道;方案二:连接CD交AB于点P,沿PC、PD铺设管道.问:这两种铺设管道的方案中哪一种更节省材料,为什么?【思路点拨】方案一管道长为CE+DF,方案二管道长为PC+PD,利用垂线段最短即可比较出大小.【解答】按方案一铺设管道更节省材料.理由如下:∵CE⊥AB,DF⊥AB,而AB与CD不垂直,∴根据“垂线段最短”,可知DF<DP,CE<CP,∴CE+DF<CP+DP,∴沿CE、DF铺设管道更节省材料.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.1.(2015·保定一模)如图,点A的坐标为(-1,0),点B(a,a),当线段AB最短时,点B 的坐标为( )A.(0,0) B.(22,-22) C.(-22,-22) D.(-12,-12)2.(2015·碑林区期中)如图,平原上有A,B,C,D四个村庄,为解决当地缺水问题,政府准备投资修建一个蓄水池.(1)不考虑其他因素,请你画图确定蓄水池H点的位置,使它到四个村庄距离之和最小;(2)计划把河水引入蓄水池H中,怎样开渠最短并说明根据.类型2 利用“两点之间线段最短”求最短路径问题(主要作对称)(2015·乐陵模拟)(1)如图1,直线同侧有两点A,B,在直线MN上求一点C,使它到A、B之和最小;(保留作图痕迹不写作法)。
拓展:若在异侧,则相减有最大值(2)知识拓展:如图2,点P在∠AOB内部,试在OA、OB上分别找出两点E、F,使△PEF周长最短;(保留作图痕迹不写作法)(3)解决问题:①如图3,在五边形ABCDE中,在BC,DE上分别找一点M,N,使得△AMN周长最小;(保留作图痕迹不写作法)②若∠BAE=125°,∠B=∠E=90°,AB=BC,AE=DE,∠AMN+∠ANM的度数为________.【思路点拨】(1)根据两点之间线段最短,作A关于直线MN的对称点E,连接BE交直线MN于C,即可解决;(2)作P关于OA、OB的对称点C、D,连接CD交OA、OB于E、F,此时△PEF周长有最小值;(3)①取点A关于BC的对称点P,关于DE的对称点Q,连接PQ与BC相交于点M,与DE相交于点N,PQ的长度即为△AMN的周长最小值;②根据三角形的内角和等于180°求出∠P+∠Q,再根据三角形的外角以及三角形内角和知识运用整体思想解决.【解答】(1)作A关于直线MN的对称点E,连接BE交直线MN于C,连接AC,BC,则此时C点符合要求.图1 图2 图3(2)作图如图.(3)①作图如图.②∵∠BAE=125°,∴∠P+∠Q=180°-125°=55°.∵∠AMN=∠P+∠PAM=2∠P,∠ANM=∠Q+∠QAN=2∠Q,∴∠AMN+∠ANM=2(∠P+∠Q)=2×55°=110°.“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.1.(2015·内江)如图,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P ,使PD +PE 最小,则这个最小值为( )A. 3 B .2 3 C .2 6 D. 62.(2015·遵义)如图,在四边形ABCD 中,∠C =50°,∠B =∠D=90°,E 、F 分别是BC 、DC 上的点,当△AEF 的周长最小时,∠EAF 的度数为( )A .50°B .60°C .70°D .80°3.(2015·攀枝花)如图,在边长为2的等边△ABC 中,D 为BC 的中点,E 是AC 边上一点,则BE +DE 的最小值为________.4.(2015·鄂州)如图,∠AOB=30°,点M 、N 分别是射线OA 、OB 上的动点,OP 平分∠AOB,且OP =6,当△PMN 的周长取最小值时,四边形PMON 的面积为________.5.(2015·凉山)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____________.6.(2015·广元改编)如图,已知抛物线y =-1m(x +2)(x -m)(m >0)与x 轴相交于点A ,B ,与y 轴相交于点C ,且点A 在点B 的左侧.(1)若抛物线过点G(2,2),求实数m 的值;(2)在(1)的条件下,在抛物线的对称轴上找一点H ,使AH +CH 最小,并求出点H 的坐标.7.(2015·成都改编)如图,一次函数y =-x +4的图象与反比例y =3x(k 为常数,且k≠0)的图象交于A ,B 两点.在x 轴上找一点P ,使PA +PB 的值最小,求满足条件的点P 的坐标.8.如图所示,已知点A 是半圆上的三等分点,B 是AN ︵的中点,P 是直径MN 上的一动点,⊙O的半径为1,请问:P 在MN 上什么位置时,AP +BP 的值最小?并给出AP +BP 的最小值.类型3 展开图中的最短主要在圆柱、正方体、圆锥中通过展开图计算参考答案类型1 利用“垂线段最短”求最短路径问题1.D 2.C3.24 提示:∵直线y =kx -3k +4必过点D(3,4),∴当BC 过点D 且BC⊥OD 时最小.∵点D 的坐标是(3,4),∴OD =5.∵OB=OA =13,∴根据勾股定理可得BD =12.∴BC 的长的最小值为24.4.(1)∵两点之间线段最短,∴连接AD ,BC 交于H ,则H 为蓄水池位置,它到四个村庄距离之和最小.(2)过H 作HG⊥EF,垂足为G.则沿HG 开渠最短,根据垂线段最短.类型2 利用“两点之间线段最短”求最短路径问题1.B 2.D 3.7 提示:作B 关于AC 的对称点B′,连接AD 、AB′、BB′、B′D,交AC 于E ,此时BE +ED =B′E+ED =B′D,根据两点之间线段最短可知B′D 就是BE +ED 的最小值,∵B 、B ′关于AC 对称,∴AC 、BB′互相垂直平分.∴四边形ABCB′是平行四边形.∵三角形ABC 是边长为2,∵D 为BC 的中点,∴AD ⊥BC.∴AD =3,BD =CD =1,BB ′=2AD =23,作B ′G ⊥BC 的延长线于G ,∴B ′G =AD =3,在Rt △B ′BG 中,BG =BB′2-B′G2=(23)2-(3)2=3.∴DG=BG -BD =3-1=2.在Rt△B′DG 中,B ′D =DG 2-B′G 2=22+(3)2=7.故BE +ED 的最小值为7.4.363-545.(23-3,2-3)6.(1)抛物线过点G(2,2)时,-1m(2+2)(2-m)=2,即m =4. (2)∵m=4,∴y =-14(x +2)(x -4).令y =0,则-14(x +2)(x -4)=0,解得x 1=-2,x 2=4.∴A(-2,0),B(4,0).∴抛物线对称轴为直线x =-2+42=1.令x =0,则y =2, ∴C(0,2).∵B 点与A 点关于对称轴对称,∴连接BC ,BC 与对称轴的交点便为所求点H.∵B(4,0),C(0,2),∴求得线段BC 所在直线为y =-12x +2.当x =1时,y =32, ∴H(1,32). 7.联立⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +4,y =3x,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =3,或⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =1. ∴A(1,3),B(3,1).B 点关于x 轴的对称点B′坐标为(3,-1),连接AB′交x 轴于点P′,连接BP′.设直线AB′为y =kx +b ,联立得⎩⎪⎨⎪⎧k +b =3,3k +b =-1.解得⎩⎪⎨⎪⎧k =-2,b =5. ∴y =-2x +5.令y =0,得x =52. ∴P ′(52,0).即满足条件的P 的坐标为(52,0). 8.作A 关于MN 的对称点A′,根据圆的对称性,则A′必在圆上,连接BA′交MN 于P ,连接PA ,则PA +PB 最小,此时PA +PB =PA′+PB =A′B.连接OA 、OA′、OB ,∵AN ︵=13MN ︵, ∴∠AON =∠A′ON=60°.∵AB ︵=BN ︵,∴∠BON =12∠AON =30°.∴∠A ′OB =90°. ∴A ′B =OA′2+OB 2=12+12=2,即AP +BP 的最小值是 2.。
运筹学列表法求最短路径
运筹学中的列表法(或称为迪杰斯特拉算法)用于求解最短路径问题。
它通常用于有向图
中求解从一个节点到其他所有节点的最短路径。
以下是使用列表法求解最短路径的步骤:
1. 创建一个节点列表,存储每个节点的信息。
每个节点包括一个标识符(用于唯一标识节点)、到达该节点的路径长度以及该节点的前驱节点。
2. 初始化列表,将起始节点的路径长度设置为0,将其他节点的路径长度设置为无穷大。
3. 选择起始节点,将其添加到一个已访问节点的集合中。
4. 对于起始节点的每个相邻节点,更新其路径长度和前驱节点,如果经过当前节点可以得到更
短的路径。
5. 从未访问节点中选择一个具有最小路径长度的节点,将其添加到已访问节点的集合中。
6. 重复步骤4和5,直到所有节点都被访问。
7. 根据节点列表中每个节点的前驱节点信息,从目标节点开始回溯,找到最短路径。
运筹学中的列表法是一种有效的算法,可以解决最短路径问题,并且适用于各种图模型。
迪杰斯特拉算法最短路径求解
摘要:
一、迪杰斯特拉算法简介
二、最短路径求解的问题描述
三、迪杰斯特拉算法的核心思想
四、迪杰斯特拉算法的基本步骤
五、迪杰斯特拉算法的应用领域
六、结论
正文:
迪杰斯特拉算法最短路径求解是一种在图中寻找从源点到其他所有点的最短路径的算法。
该算法是由荷兰计算机科学家狄克斯特拉于1959 年提出的,因此又叫狄克斯特拉算法。
它主要解决的是有向图中最短路径问题。
最短路径求解的问题描述如下:给定一个无向图G(V, E),其中V 表示顶点集合,E 表示边集合。
要求从顶点s 到其他所有顶点的最短路径。
迪杰斯特拉算法的核心思想是以起始点为中心向外层层扩展,直到扩展到终点为止。
算法采用了贪心的思想,每次都查找与该点距离最近的点。
迪杰斯特拉算法的基本步骤如下:
1.初始化:将源点s 的距离设为0,其余顶点的距离设为无限大(表示还未到达)。
2.迭代:每次找出距离起点最近的未访问的顶点,并标记它已经被访问。
然后更新其他顶点的距离,即如果从起点经过这个被访问的顶点可以更新它们
的距离,则更新它们的距离。
3.重复步骤2,直到所有顶点都被访问过。
迪杰斯特拉算法在计算机科学、运筹学、信息检索等领域具有广泛的应用。
它可以用来求解最短路径问题,如在物流、导航、网络通信等领域。
此外,该算法还可用于求解其他问题,如最小生成树、最大流最小割等。
总之,迪杰斯特拉算法是一种求解最短路径问题的经典算法,具有广泛的应用价值。
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#define MVNum 100 //最大顶点数
#define Maxint 32767
enum boolean{ FALSE,TURE };
typedef char VertexType;
typedef int Adjmatrix;
typedef struct { VertexType vexs[MVNum]; //顶点数组,类型假定为char型
Adjmatrix arcs[MVNum][MVNum]; //邻接矩阵,类型假定为int型
}MGraph;
int D1[MVNum],P1[MVNum];
int D[MVNum][MVNum],P[MVNum][MVNum];
/*建立有向图的存储结构*/
void CreateMGraph(MGraph *G,int n,int e)
{ //采用邻接矩阵表示法构造有向图G,n和e表示图的顶点数和边数 int i,j,k,w; for(i=1;i<=n;i++) G->vexs[i]=(char)i; for(i=1;i<=n;i++)
for(j=1;j<=n;j++)
G->arcs[i][j]=Maxint; //初始化邻接矩阵 printf("输入%d条边的i,j及w:\n",e); for(k=1;k<=e;k++)
{ //读入e条边,建立邻接矩阵 scanf("%d,%d,%d",&i,&j,&w); G->arcs[i][j]=w;
}
printf("有向图的存储结构建立完成。
\n");
}
/*迪杰斯特拉算法*/
void Dijkstra(MGraph *G,int v1,int n)
{ //用迪杰斯特拉算法求有向图G的v1顶点到其他顶点v的最短路径P[v]和其权D[v]
//设G是有向图的邻接矩阵,若边<i,j>不存在,则G[i][j]=Maxint //S[v]为真当且仅当v在S 中 int D2[MVNum],P2[MVNum]; int v,i,w,min;
enum boolean S[MVNum]; for(v=1;v<=n;v++) {//初始化S和D
S[v]=FALSE; //设置最短路径终点集
D2[v]=G->arcs[v1][v]; //设置初始的最短路径值
if(D2[v]<Maxint)
P2[v]=v1; //v1是v的前驱
else
P2[v]=0; //v无前驱
}
D2[v1]=0;
S[v1]=TURE; //S集初始时只有源点,源点到其自身的距离为0 //开始循环,每次求得v1到某个v顶点的最短路径,并加v到S集中
for(i=2;i<n;i++)
{
min=Maxint;
if(!S[w]&&D2[w]<min)
{ //w顶点离v1顶点更近 v=w;
min=D2[w];
}
S[v]=TURE;
for(w=1;w<=n;w++) //更新当前最短路径及距离
if(!S[w]&&(D2[v]+G->arcs[v][w]<D2[w]))
{ //修改D2[w]和P2[w]
D2[w]=D2[v]+G->arcs[v][w];
P2[w]=v;
}
}
printf("路径长度路径\n");
for(i=1;i<=n;i++)
{
printf("%5d",D2[i]);
printf("%5d",i);
v=P2[i];
while(v!=0)
{
printf("<-%d",v);
v=P2[v];
}
printf("\n");
}
}
/*费洛伊德算法*/
void Floyd(MGraph *G,int n)
{
int i,j,k,v,w;
for(i=1;i<=n;i++) //设置路径长度D和路径path初值
for(j=1;j<=n;j++)
{
if(G->arcs[i][j]!=Maxint)
P[i][j]=j; //j是i的后继
else
P[i][j]=0;
D[i][j]=G->arcs[i][j];
}
for(k=1;k<=n;k++)
{ //做k次迭代,每次均试图将顶点k扩充到当前求得的从i到j的最短路径P[i][j] 上
for(j=1;j<=n;j++)
{
if(D[i][k]+D[k][j]<D[i][j])
{
D[i][j]=D[i][k]+D[k][j]; //修改长度
P[i][j]=P[i][k];
printf("dij=%d,pij=%d\n",D[i][j],P[i][j]);
}
}
}
}
void main() {
MGraph *G;
int m,n,e,v,w,k;
int xz=1;
G=(MGraph *)malloc(sizeof(MGraph));
printf("输入图中顶点个数和边数n,e:");
scanf("%d,%d",&n,&e);
CreateMGraph(G,n,e);
while(xz!=0)
{
printf("求城市之间的最短路径\n");
printf("1.求一个城市到所以城市的最短路径\n");
printf("2.求任意两个城市间的最短路径\n");
scanf("%d",&xz);
if(xz==2)
{ Floyd(G,n);
printf("输入起点和终点:v,w");
scanf("%d,%d",&v,&w);
k=P[v][w];
if(k==0)
printf("起点%d到终点%d无路径。
\n",v,w);
else
{
printf("从起点%d到%d的最短路径是:%d",v,w,v); while(k!=w)
{ printf("->%d",k);
k=P[k][w];
}
printf("->%d",w);
printf("路径长度为:%d\n",D[v][w]);
}
}
else
if(xz==1)
{
printf("求单源路径,输入源点v:"); scanf("%d",&v);
Dijkstra(G,v,n);
}
}
printf("结束求最短路径。
\n");
}。