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1、如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流将军饮马问题讲义【精品文档】第 4 页将军饮马问题唐朝诗人李颀的诗古从军行开头两句说:白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河. 诗中隐含着一个有趣的数学问题.如图所示,诗中将军在观望烽火之后从山脚下的A点出发,走到河边饮马后再到B点宿营.请问怎样走才能使总的路程最短?这个问题早在古罗马时代就有了,传说亚历山大城有一位精通数学和物理的学者,名叫海伦.一天,一位罗马将军专程去拜访他,向他请教一个百思不得其解的问题.将军每天从军营A出发,先到河边饮马,然后再去河岸同侧的B地开会,应该怎样走才能使路程最短?从此,这个被称为将军饮马的问题广泛流传.将军饮马问题=轴对称问题
2、=最短距离问题(轴对称是工具,最短距离是题眼)。所谓轴对称是工具,即这类问题最常用的做法就是作轴对称。而最短距离是题眼,也就意味着归类这类的题目的理由。比如题目经常会出现线段 a+b 这样的条件或者问题。一旦出现可以快速联想到将军问题,然后利用轴对称解题。一六大模型1.如图,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。2.如图,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。3.如图,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.4.如图,点 P,Q 为MON 内的两点,
3、分别在 OM,ON 上作点 A,B。使四边形 PAQB 的周长最小。5.如图,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6. .如图,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 的距离之和最小常见问题首先明白几个概念,动点、定点、对称点。动点一般就是题目中的所求点,即那个不定的点。定点即为题目中固定的点。对称的点,作图所得的点,需要连线的点。1. 怎么对称,作谁的对称?。简单说所有题目需要作对称的点,都是题目的定点。或者说只有定点才可以去作对称的。(不确定的点作对称式没有意义的)那么作谁的对
4、称点?首先要明确关于对称的对象肯定是一条线,而不是一个点。那么是哪一条线?一般而言都是动点所在直线。2. 对称完以后和谁连接?一句话:和另外一个定点相连。绝对不能和一个动点相连。明确一个概念:定点的对称点也是一个定点。例如模型二和模型三。3. 所求点怎么确定?首先一定要明白,所求点最后反应在图上一定是个交点。实际就是我们所画直线和已知直线的交点。下面我们来看看将军饮马与二次函数结合的问题:1.如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(1,0)、B(4,0)、C(0,3)三点(1)求抛物线的解析式;(2)如图,在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得四边形PAOC的周长最小?若存在,求出四边形PAOC
5、周长的最小值;若不存在,请说明理由【分析】(1)设交点式为y=a(x1)(x4),然后把C点坐标代入求出a=,于是得到抛物线解析式为y=x2x+3;(2)先确定抛物线的对称轴为直线x=,连结BC交直线x=于点P,如图,利用对称性得到PA=PB,所以PA+PC=PC+PB=BC,根据两点之间线段最短得到PC+PA最短,于是可判断此时四边形PAOC的周长最小,然后计算出BC=5,再计算OC+OA+BC即可【解答】解:(1)设抛物线解析式为y=a(x1)(x4),把C(0,3)代入得a(1)(4)=3,解得a=,所以抛物线解析式为y=(x1)(x4),即y=x2x+3;(2)存在因为A(1,0)、B
6、(4,0),所以抛物线的对称轴为直线x=,连结BC交直线x=于点P,如图,则PA=PB,PA+PC=PC+PB=BC,此时PC+PA最短,所以此时四边形PAOC的周长最小,因为BC=5,所以四边形PAOC周长的最小值为3+1+5=9【点评】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式:在利用待定系数法求二次函数关系式时,要根据题目给定的条件,选择恰当的方法设出关系式,从而代入数值求解一般地,当已知抛物线上三点时,常选择一般式,用待定系数法列三元一次方程组来求解;当已知抛物线的顶点或对称轴时,常设其解析式为顶点式来求解;当已知抛物线与x轴有两个交点时,可选择设其解析式为交点式来求解也考查了最短路径问题
7、2(2015上城区一模)设抛物线y=(x+1)(x2)与x轴交于A、C两点(点A在点C的左边),与y轴交于点B(1)求A、B、C三点的坐标;(2)已知点D在坐标平面内,ABD是顶角为120的等腰三角形,求点D的坐标;(3)若点P、Q位于抛物线的对称轴上,且PQ=,求四边形ABQP周长的最小值【考点】二次函数综合题菁优网版权所有【分析】(1)令x=0,求出与y轴的坐标;令y=0,求出与x轴的坐标;(2)分三种情况讨论:当AB为底时,若点D在AB上方;若点D在AB下方;当AB为腰时,A为顶点时,当AB为腰时,A为顶点时;仔细解答即可(3)当AP+BQ最小时,四边形ABQP的周长最小,根据轴对称最短
8、路径问题解答【解答】解:(1)当x=0时,y=;当y=0时,x=1或x=2;则A(1,0),B(0,),C(2,0);(2)如图,RtABO中,OA=1,OB=,AB=2,ABO=30,BAO=60,ABD是顶角为120的等腰三角形当AB为底时,若点D在AB上方,由ABO=BAD=30,AB=2,得D1(0,),若点D在AB下方,由BAD=DBA=30,AB=2,得D2(1,),当AB为腰时,A为顶点时,DAB=120,OAB=60,AD=AB=2,点D在y轴或x轴上,若D在y轴上,得D3(0,),若D在x轴上,得D4(3,0);当AB为腰时,A为顶点时,若点D在第三象限,DBO=150,BD
9、=2,得D5(1,2);若点D在第四象限时,DBx轴,BD=2,得D6(2,),符合要求的点D的坐标为(0,),(1,),(0,),(3,0),(1,2),(2,);(3)当AP+BQ最小时,四边形ABQP的周长最小,把点B向上平移个单位后得到B1(0,),BB1PQ,且BB1=PQ,四边形BB1PQ是平行四边形,BQ=B1P,AP+BQ=AP+B1P,要在直线x=上找一点P,使得AP+B1P最小,作点B1关于直线x=的对称点,得B2(1,),则AB2就是AP+BQ的最小值,AB2=,AB=2,PQ=,四边形ABQP的周长最小值是+2【点评】本题考查了二次函数综合题,涉及二次函数与x轴的交点、与y轴的交点、等腰三角形的性质、勾股定理等内容,存在性问题的出现使得难度增大