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1、八年级数学最短路径问题【问题概述】最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题, 旨在寻找图(由结点和路径组成的)中两结点之间的最短路径算法具体的形式包括:确定起点的最短路径问题 - 即已知起始结点,求最短路径的问题确定终点的最短路径问题 - 与确定起点的问题相反,该问题是已知终结结点,求最短路径的问题确定起点终点的最短路径问题 - 即已知起点和终点,求两结点之间的最短路径全局最短路径问题 - 求图中所有的最短路径【问题原型】“将军饮马”,“造桥选址”【涉及知识】“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“三角形三边关系”,“轴对称”,“平移”【出题背景】角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐
2、标轴、抛物线等【解题思路】找对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查【十二个基本问题】【问题1】作法图形原理在直线l上求一点P,使PA+PB值最小连AB,与l交点即为P两点之间线段最短PA+PB最小值为AB【问题2】“将军饮马”作法图形原理在直线l上求一点P,使PA+PB值最小作B关于l的对称点B连A B,与l交点即为P两点之间线段最短PA+PB最小值为A B【问题3】作法图形原理在直线、上分别求点M、N,使PMN的周长最小分别作点P关于两直线的对称点P和P,连PP,与两直线交点即为M,N两点之间线段最短PM+MN+PN的最小值为线段PP的长【问题4】作法图形原理在
3、直线、上分别求点M、N,使四边形PQMN的周长最小分别作点Q 、P关于直线、的对称点Q和P连QP,与两直线交点即为M,N两点之间线段最短四边形PQMN周长的最小值为线段PP的长【问题5】“造桥选址”作法图形原理直线,在、,上分别求点M、N,使MN,且AM+MN+BN的值最小将点A向下平移MN的长度单位得A,连AB,交于点N,过N作NM于M两点之间线段最短AM+MN+BN的最小值为AB+MN【问题6】作法图形原理在直线上求两点M、N(M在左),使,并使AM+MN+NB的值最小将点A向右平移个长度单位得A,作A关于的对称点A, 连AB,交直线于点N,将N点向左平移个单位得M两点之间线段最短AM+M
4、N+BN的最小值为AB+MN【问题7】作法图形原理在上求点A,在上求点B,使PA+AB值最小作点P关于的对称点P,作PB于B,交于A点到直线,垂线段最短PA+AB的最小值为线段PB的长【问题8】作法图形原理A为上一定点,B为上一定点,在上求点M,在上求点N,使AM+MN+NB的值最小作点A关于的对称点A,作点B关于的对称点B,连AB交于M,交于N两点之间线段最短AM+MN+NB的最小值为线段AB的长【问题9】作法图形原理在直线l上求一点P,使的值最小连AB,作AB的中垂线与直线l的交点即为P垂直平分上的点到线段两端点的距离相等0【问题10】作法图形原理在直线l上求一点P,使的值最大作直线AB,
5、与直线l的交点即为P三角形任意两边之差小于第三边AB的最大值AB【问题11】作法图形原理在直线l上求一点P,使的值最大作B关于l的对称点B作直线A B,与l交点即为P三角形任意两边之差小于第三边AB最大值AB【精品练习】作图题:【例1】已知:如图,A,B在直线L的两侧,在L上求一点P,使得PA+PB最小。【例2】如图,直线l是一条河,P,Q是两个村庄计划在l上的某处修建一个水泵站M,向P,Q两地供水现有如下四种铺设方案(图中实线表示铺设的管道),则所需管道最短的是 ( )【例3】已知A(1,1)、B(4,2)(1)P为轴上一动点,求PA+PB的最小值和此时P点的坐标;(2)P为轴上一动点,求的
6、值最大时P点的坐标;(3)CD为轴上一条动线段,D在C点右边且CD1,求当AC+CD+DB的最小值和此时C点的坐标;【例4】如图,已知两点P、Q在锐角AOB内,分别在OA、OB上求点M、N,使PMMNNQ最短 【例5】如图,在河两岸有两个村子,要在两个村子之间架一座桥梁,请你利用已学知识画出使两个村子距离最短的桥梁建设位置,保留作图痕迹 【例6】如图,已知牧马营地在点P处,每天牧马人要赶着马群到河边饮水,再带到草地吃草,然后回到营地,请你替牧马人设计最短的放牧路线。【例7】荆州护城河在CC处直角转弯,河宽相等,从A处到达B处,需经过两座桥DD、EE,护城河及两桥都是东西、南北方向,桥与河岸垂直
7、如何确定两座桥的位置,可使A到B点路径最短?【例8】如图,伊宁火车站附近现要建一个货物中转站,三条直线表示3条公路要求中转站到三条公路的距离相等,则可供选择的地址有 计算题:ADEPBC【例9】如图所示,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的和最小,则这个最小值为( ) A B C3 D【例10】如图,在锐角ABC中,AB4,BAC45,BAC的平分线交BC于点D,M、N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是 【例11】如图,三角形ABC中,OABAOB15,点B在x轴的正半轴,坐标为B(,0)OC平分AOB,点
8、M在OC的延长线上,点N为边OA上的点,则MAMN的最小值是_【例12】如图,在等边ABC中,AB=6,N为线段AB上的任意一点,BAC的平分线交BC于点D,M是AD上的动点, 连结BM、MN,则BM+MN的最小值是 .【例13】四边形ABCD中,BD90,C70,在BC、CD上分别找一点M、N,使AMN的周长最小时,AMN+ANM的度数为 .【例14】如图,AOB30,点P是AOB内的一个定点,OP20cm,点C、D分别是OA、OB上的动点,连结CP、DP、CD,则CPD周长的最小值为【例15】如图所示,在边长为2 cm的正三角形ABC中,E、F、G分别为AB、AC、BC的中点,点P为线段E
9、F上一个动点,连接BP、GP,则PBG的周长的最小值是 【例16】如图,AOB=45,角内有一动点P ,PO=10,在AO,BO上有两动点Q,R,求PQR周长的最小值。【例17】如图,圆柱形玻璃杯高为12cm、底面周长为18cm,在杯内离杯底4cm的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿4cm与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为 cm 【例18】如图,AOB30,点M、N分别在边OA、OB上,且OM1,ON3,点P、Q分别在边OB、OA上,则MPPQQN的最小值是_(注“勾股定理”:直角三角形中两直角边的平方和等于斜边的平方,即RtABC中,C90,则有)自主提升1.如
10、图,直线是一条河,A、B两地相距10,A、B两地到的距离分别为8、14,欲在上的某点M处修建一个水泵站,向A、B两地供水,现有如下四种铺设方案,图中实线表示铺设的管道,则铺设的管道最短的是( ) 2.如图,在所在网格图中完成下列各题:(1)画出格点ABC关于直线DE对称的A1B1C1; (2)在DE上画出点P,使PB1+PC最小,求P的坐标;(3)在DE上画出一点Q,使QA+QC最小,求Q的坐标;(4)在DE上画出一点G,使QAB的周长最小,求G的坐标; 3.如图,点C为AOB内一点(1)在OA求作点D,OB上求作点E,使CDE的周长最小,请画出图形; (2)在(1)的条件下,若AOB30,O
11、C10,求CDE周长的最小值和此时DCE的度数4. 如果A、B两地之间有两条平行的河流,我们要建两座桥,且桥都是要与河岸垂直,桥造在何处才能使从A到B的距离最短?5.如图,木马人从A地出发,先到草地边某一处牧马,再到河边饮马,然后回到营地B处,请画出最短路径。 6.如图,在锐角ABC中,AB=6,BAC=60,BAC的平分线交BC于点D,M、N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是 7.如图,在RtABC中,ACB=90,AC=6,BC=8,AD是BAC的平分线若P,Q分别是AD和AC上的动点,则PC+PQ的最小值是 8.如图平行四边形ABCD中AB=AD=6,DAB=60度,F为AC上一点,E为AB中点,则EF+BF的最小值为