11.模型介紹:古希臘有一個著名的“將軍飲馬問題”,大致內(nèi)容如下:古希臘一位將軍,每天都要巡查河岸側(cè) 的兩個軍營A、B,他總是先去A營,再到河邊飲馬,之后再去B營,如圖①,他時常想,怎么走才能使每天的路程之和最短呢?
大數(shù)學(xué)家海倫曾用軸對稱的方法巧妙的解決了這問題
如圖②,作B關(guān)于直線l的對稱點B′,連接AB′與直線l交于點C,點C就是所求的位置.請你在下列的閱讀、應(yīng)用的過程中,完成解答.
(1)理由:如圖③,在直線L上任取一點C′,連結(jié)AC′,BC′,B′C′.
∵直線L是點B,B′的對稱軸,點C,C′在L上.
∴CB=CB',C′B=C'B'
∴AC+CB=AC+CB′=AB'.
在△AC′B′中,∵AB′<AC′+C′B′.
∴AC+CB<AC′+C′B′.
∴AC+CB<AC′+C′B′即AC+CB最小
歸納小結(jié):
本問題實際是利用軸對稱變換的思想,把A,B在直線的同側(cè)問題轉(zhuǎn)化為在直線的兩側(cè),從而可利用“兩 點之間線段最短”,即轉(zhuǎn)化為“三角形兩邊之和大于第三邊”的問題加以解決(其中C為AB′與l的交點,即A、C、B′三點共線).
本問題可拓展為“求定直線上一動點與直線外兩定點的距離和的最小值”問題的數(shù)學(xué)模型.
(2)模型應(yīng)用
如圖④,正方形 ABCD 的邊長為2,E為AB的中點,F(xiàn)是AC上一動點.
求EF+FB的最小值
分析:解決這個問題,可以借助上面的模型,由正方形的對稱性可知,B與D關(guān)于直線AC對稱,連結(jié)ED交AC于F,則EF+FB的最小值就是線段DE的長度,EF+FB的最小值是$\sqrt{5}$.
如圖⑤,已知⊙O的直徑CD為4,∠AOD的度數(shù)為60°,點B是$\widehat{AD}$的中點,在直徑CD上找一點P,使BP+AP的值最小,則BP+AP的最小值是2$\sqrt{2}$.
如圖⑥,一次函數(shù)y=-2x+4的圖象與x、y軸分別交于點A,B兩點,點O為坐標(biāo)原點,點C與點D分別為線段OA、AB的中點,點P為OB上一動點.求PC+PD取得最小值時P點坐標(biāo).