初中数学几何模型,将军饮马问题讲解,视频讲解更容易学

“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,这是唐代诗人李颀《古从军行》里的一句诗。而由此却引申出一个有趣的数学问题,称为“将军饮马”问题。

【提出问题】

如图1,将军在图中点A处,现在他要带马去河边喝水,之后返回军营B处,请问:将军怎么走能使得路程最短?

【问题简化】如图2,在直线上找一点P使得PA+PB最小?

【问题解决】作点A关于直线的对称点A',连接PA',则PA'=PA,所以PA+PB=PA'+PB

当A'、P、B三点共线的时候,PA'+PB=A'B,此时为最小值。

【拓展模型1】在OA、OB上分别取点M、N,使得△PMN周长最小。

此处M、N均为折点,分别作点P关于OA(折点M所在直线)、OB(折点N所在直线)的对称点,化折线段PM+MN+NP为P’M+MN+NP’’,当P’、M、N、P’’共线时,△PMN周长最小.

【拓展模型2】在OA、OB上分别取点M、N使得四边形PMNQ的周长最小。

总结:以上四图为常见的轴对称类最短路程问题,最后都转化到:“两点之间,线段最短”解决。

特点:①动点在直线上;②起点,终点固定;

方法:作定点关于动点所在直线的对称点。

典型例题视频讲解

1、如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,E,F分别为边AB,AD的中点,点M,N分别为BC,CD上的动点,求四边形EFNM周长的最小值.

2、如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,AE=4,AF=2,是否在边BC,CD上分别存在点G,H,使得四边形EFGH的周长最小?若存在,求出它周长的最小值;若不存在,请说明理由.

3、如图,在五边形ABCDE中,∠BAE=120°,∠B=∠E=90°,AB=BC=1,AE=DE=2, 在 BC、DE 上分别找一点 M、N.

(1)当△AMN 的周长最小时,∠AMN+∠ANM=     ;

(2)求△AMN 的周长最小值.

4、如图,正方形ABCD的边长为 4,点E在边BC上且CE=1,长为根号2的线段MN在AC上运动.求四边形BMNE周长最小值;当四边形BMNE的周长最小时,求tan∠MBC的值。(此题有一定难度,理解不了的同学请看视频讲解)

5、如图,已知函数y=kx(k>0)的图像与x轴相交所成的锐角为70°,定点 A 的坐标为(0,4),P为y轴上的一个动点,M、N为函数y=kx(k>0)的图像上的两个动点,则AM+MP+PN的最小值为   .

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