折大于直的失败案例,以及探照墙角模型
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今天的内容是从一道老掉牙的题目上获取的灵感:


这题我记得很久之前就见过了,依稀记得EF在范围内单调变化:

确实是单调变化,ED重合的时候取到最小值!

但是怎么证明呢?代数方法就先不提了
错解1:


应用的是折大于直的基本定理,但是要记住,是折大于直,而不是折大于等于直,这个能不能取到等于很关键,而此种方式取不到等于!

而且即便我扩大EF的运动范围为直线,还是取不到等于:


类似题目还有:
(点击查看)
2、折大于直又一道题
错解2:



先一个折大于直,再一个斜大于直,这里的两个大于都可以是大于等于。看着没什么问题,而且得到的答案也是正确的!

问题就在于两个大于等于不一定同时取等啊,当然本题确实是同时取得的,但是需要证明啊,否则逻辑上是不通的!


那么有没有正确答案呢?照搬解法一的辅助线,看圆心H的轨迹,EF和半径是倍数关系,所以AH越小,EF越小,看出来H轨迹是直的(非直线,可以说是线段)


我把这个问题抽出来,就有了“探照墙角模型”


A点有一个探照灯,求EF的最小值!
辅助线:

C的轨迹为线段,线段的端点分别为BE=BF时C的位置和E或F与B重合的位置(软件验证结果,且光线不穿墙)


三角形CEF的运动是对称的

也就是在对称位置(BE=BF)A到线段轨迹的距离最近!此时AC最小,EF最小!

将A的位置移动是否依然成立呢?


可以看出,线段轨迹是依然成立的!线段端点是照旧的!


并且将A的位置移动之后,刚才的错误解法2就暴露的更彻底了,连正确答案都得不到了!

不同时取得等于!!!

将A点进一步移动发现:

此时的线段轨迹与刚才情况大不相同,并不是在端点处取到到A的最小值啊!而是垂线段最短:

也就是A足够靠下(具体可以计算)时,就不是在BE=BF时取到最值了!
当然,模型可以进一步推广,探照灯的角度的二倍与墙角角度互补即可:




总结模型:
探照灯儿高高悬,灯角二倍补墙边。
欲求线段最小值,做个等腰找共圆。
圆心轨迹为线段,对称位置是端点。
想取最小试试看,点到线段距离算。

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