【摘要】 動點與定點的關(guān)系:一個動點在定直線上運動與兩個定點,一個定點與定直線,一個定點與兩條定直線最值問題.
【關(guān)鍵詞】 動點;最值
初中數(shù)學的動點問題是學生學習的難點,但動點問題大多是中考必考點,體現(xiàn)數(shù)學的區(qū)分度. 筆者從三方面去探究初中的動點問題,達到最值問題的解決. 動點與定點的關(guān)系:一個動點在定直線上運動與兩個定點,一個定點與定直線,一個定點與兩條定直線最值問題.
一、一個動點在定直線上運動與兩個定點
例1 兩個村莊甲(圖中E點)、乙(圖中D點)在一條小河(圖中AB所在的直線代表小河)的同側(cè),如圖1,要在小河邊建一座水泵站,向甲、乙兩村莊供水,為使到兩村莊鋪的水管最短,在小河邊找出新修建水泵的位置. 請畫圖說明,若甲、乙到小河岸邊的距離EA,DB分別是300米、500米,甲、乙兩村莊的水平距離是600米,求要鋪水管多長.并求出■ + ■的最小值.
分析 將數(shù)學應(yīng)用問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型的建立. 這是在一條定直線(小河河岸AB所在的直線)上找一點,使到兩個定點(甲、乙兩個村莊代表兩個定點)的距離最短. 以定直線為對稱軸,將定點中的一個(如圖中的D點)作它的對稱點移到對稱軸的另一側(cè)D′,連接這兩點ED′交AB于F點,求出它的長度ED′即可.
二、一定點與一定直線
例2 如圖2,在角平分線OJ上找一點H,使到OD上一點C的距離最短,A是OD上的定點,使HA + HC的距離最短.
分析 因為角平分線所在的直線是它的對稱軸,則轉(zhuǎn)化為一個定點在角的一邊上,在角平分線上和定點所在的直線上找兩點,使它們的和最短. 根據(jù)“從直線外一點向直線所作的線段中,垂線段最短”的原理,過定點A向角的另一邊OE作垂線段AB,再作B點的關(guān)于對稱軸OJ的對稱點C點,交OD于C點,連接HC,HA,所以HC + HA為最短.
變式:OA = 50,∠EOD = 45°,求出HC+HA的長度.
三、一個定點與兩條定直線
即一個定點在兩條直線上,找一點使路程的和最短.
例3 如圖3,一位牧民從家中A要把馬遷到牧場(DE所在的直線)去吃草,再到河邊FG所在的直線河岸去喝水,再回到家中,要使走的路徑最短, 應(yīng)怎樣走?
分析 這是一個定點與兩條直線的最短問題,先作定點A關(guān)于直線DE的對稱點H,再作A點關(guān)于河岸FG所在的直線的對稱點I,連接HI,分別交DE,F(xiàn)G于B,C兩點,B,C即為所求的最短點.
變式:如圖4,∠EOB = 45°,OP = 10,求△PFG周長的最小值.
分析 P點是定點,OE,OB是定直線. 作出點P關(guān)于直線OE,OB的對稱點.連接這兩個對稱點分別交OE,OB于F,G兩點,連接PF,PG.這兩個對稱點的長度即為所作△PFG周長的最小值. 利用勾股定理求出長度.