打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
【初中数学】王桥:山不过来 我就过去 ——一类特殊的将军饮马问题的处理策略
userphoto

2023.12.13 黑龙江

关注

《古兰经》有这样一则故事:一位大师带领几位徒弟参禅悟道。徒弟问:师傅,听说您会搬山之术,能不能让我们见识一下。师傅说:好吧,我就把对面那座山移过来。说着,师傅开始打坐。一个时辰过去了,对面的山仍在对面。徒弟们说:师傅,山怎么不过来呀?师傅不慌不忙地说:既然山不过来,那么我就过去说着站起来,走到对面的山上。

近日,讲授《春季攻势》“辅助线秘籍”和“几何最值”时,一道好题映入眼帘。我们先看题目:

1(2019年四川成都2020年黑龙江)如图1在边长为1的菱形ABCD中,ABC60°,将△ABD沿射线BD方向平移,得到EFG,连接ECGC.求EC+GC的最小值为   ——选自《春季攻势》第17讲“几何最值”

让求线段和的最值,首先动用模型思维,咱们先看看都有哪些常见的几何最值模型(以下图片详见《春季攻势》第17讲“几何最值”):

突然发现,这里让求的ECGC最小值其中EG是两个动点,C是定点——不符合上面任何一个几何最值模型啊!是不是一种新的几何最值模型呢?如果是,咱不是又发现新大陆”了吗!

咱先尝试建立一个模型

如图,有一个定点C,将定长为d的线段AB沿着直线l2的方向平移,问AB移动到何处,A'C+B'C最小.

根据平移的性质:对应线段平行且相等;对应点的连线平行且相等。即四边形ABB'A'是平行四边形。

题目中的动点比较多是很令人苦恼的事情。因为最终是要把动点和定点发生关系,我们更希望定点多一些,动点少一些,我们尝试以下两种策略:

策略:1再造一个定点——干脆作CD∥AB,且CD=d,则四边形A'B'DC也是平行四边形,则A'C=B'D,所以A'C+B'C=B'D+B'C,即A'C+B'C最小值可转化为求B'D+B'C的最小值。在B'D+B'C中,CD是两个定点,B'是一个动点,且B'BB'上运动(BB'∥l2),这个问题至此已经转化为最常见的将军饮马模型1了。

如图,过点B作直线l3∥l2,作点D关于l3的对称点D'(也可做点C关于l3的对称点),连接D'C,交直线l3于点B',作A'B'∥AB,则CD'的长即是所求线段的最小值,A'B'即是所求的位置。

根据物理学知识,我们知道运动是绝对的,静止是相对的,关键是看怎样选取参照物。和策略一类似的,我们不妨也尝试转化成两个定点,一个动点试下。

策略2:我们采用逆向思维,动静互相转化:如图,点C不动,点AB分别在直线l2l3上移动,换个角度,也可以看做点AB不动,点C在平行于l2l3的直线l4上运动——这一点很重要哦!至此,又把问题转化成了最常见的将军饮马模型1。只需作出点A(或点B)关于直线l4的对称点A'',连接A''B,与l4的交点即为动点C'的位置。则连接A''B,则A''B的长即为所求线段和的最小值。那么对于原来的定点CA'B'应该在何处呢?我们只需再把点C'还原到点C的位置,把AB移动到A'B'的位置即可。

如图,作B'C∥BC,交直线l3于点B',再做A'B'∥AB,交l2于点A',连接A'C,则A'C+B'C=AC'+BC'=A''B最小。

山不过来,我就过去!

把动点转化为定点,把定点转化为动点,这种“动静转化”的思想是解决动点问题的常见策略!(关于“转化”和“动态问题”的处理策略,详见《冲刺十招》第6讲和第9讲)。


至此,原来的问题即可得以解决。因为只需求出最小值,我们可以运用策略2,解法如下:

【解析】如图,过点C作直线lBD,以直线l为对称轴作点B的对称点B',连接AB'交直线l于点C',连接BB'交直线l于点P,连接BC',则EC+FC的最小值为AB'的长。因为四边形ABCD为菱形,且ABC60°,lBD,则∠DBC=BCP=30°,∵BB'l,则CBB'=60°,∠ABB'=120°。易知AB=BC=BB'=1,则AB'=3.EC+GC的最小值为3.

【投稿须知】公众号《许兴华数学》诚邀全国各地中小学数学教师、教研员和数学爱好者热情投稿!来稿时请注意以下五点:

(1)来稿请注明真实姓名、工作单位、联系方式(无具体工作单位和真实姓名的投稿,一般都不会采用)。

(2)来稿一般要求同时用word文档和PDF格式的电子稿件(防止不同版本的Word打开时出现乱码)。另外,也接受少数著名教师的手写稿(手写稿必须清晰可读)。

(3)每篇文章请认真审查复核,防止错误发生,来稿文责自负。如有抄袭,则有可能被举报并受到有关著作版权部门的追责。

(5)本公众号对优秀作者和名师一般会附上“作者简介”,以让广大读者更好地了解作者的研究成果和方向,以便进一步学习作者的相关数学思想或解题方法。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
初中数学几何最值问题不用愁,掌握套路算的快(二)
动点最值问题解法探析
初中几何八大经典模型(六) 最值模型
再谈“将军饮马”问题(综述)
最值问题中一个基本的模型——探讨线段和最小值问题
中考数学必考题型:将军饮马模型与最值问题
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服