一、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能:讓學(xué)生掌握軸對(duì)稱性質(zhì),能夠利用軸對(duì)稱性質(zhì)解決線段和最小值問題。
2.方法與技能:在解決問題的過程中,體會(huì)化曲為直的思想,理解“兩點(diǎn)之間,線段最短”公理。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀:學(xué)會(huì)從實(shí)際問題中抽象數(shù)學(xué)模型的能力,提高解決問題的能力。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):通過對(duì)稱做出線段和最小時(shí)的動(dòng)點(diǎn)位置
難點(diǎn):理解線段和最小的原因
三、教學(xué)過程
1.故事導(dǎo)入
相傳,古希臘亞歷山大里亞城里有一位久負(fù)盛名的學(xué)者,名叫海倫.有一天,一位將軍專程拜訪海倫,求教一個(gè)百思不得其解的問題:從圖中的A 地出發(fā),到一條筆直的河邊l 飲馬,然后到B 地.到河邊什么地方飲馬可使他所走的路線全程最短?
2.抽象為數(shù)學(xué)問題
我們首先將這個(gè)實(shí)際問題抽象為數(shù)學(xué)模型,將A,B 兩地抽象為兩個(gè)點(diǎn),將河l 抽象為一條直線.則問題就是在一條直線同側(cè)有兩個(gè)定點(diǎn),需要在直線L上找一個(gè)點(diǎn)C,使得AC 與CB 的和最小。
3.問題解決
要解決這個(gè)問題,先來看直線L異側(cè)的情況,如圖,在直線 l 兩側(cè),有A,B 兩點(diǎn),在直線 l 上找一點(diǎn)C,使得AC+CB最短,請(qǐng)確定點(diǎn)C的位置,并說明理由. 這個(gè)問題比較容易想到,連接AB,與直線L的交點(diǎn)即為所求的點(diǎn),原因是兩點(diǎn)之間,線段最短.
受到剛才問題的啟發(fā),我們思考能不能把異側(cè)問題轉(zhuǎn)化為同側(cè)問題來解決呢?想到利用軸對(duì)稱的性質(zhì),選擇A,B兩點(diǎn)中的任意一個(gè)點(diǎn),做出它關(guān)于直線L的對(duì)稱點(diǎn),這里,我選擇點(diǎn)B,作點(diǎn)B 關(guān)于直線l 的對(duì)稱點(diǎn)B′;連接AB′,與直線l 相交于點(diǎn)C.則點(diǎn)C 即為所求.(圖3)
如何證明此時(shí)的AC+CB最短呢?由軸對(duì)稱的性質(zhì)可知,線段CB =CB′,所以AC +CB就轉(zhuǎn)化為AC+CB′,也就等于線段A B′的長. 接下來證明線段A B′最短,如果在直線l 上任取一點(diǎn)C′(與點(diǎn)C 不重合),連接C′A,C′B,C′B′,同樣由軸對(duì)稱的性質(zhì)知C′B=C′B′,此時(shí),線段AC′ + C′B = AC′ + C′B′,而在△AB′C′中,AB′ 清楚了原因后,再遇到此類問題,我們就可以直接用剛才的方法找出線段和最小時(shí)動(dòng)點(diǎn)的位置,并求出最小值. 我們?cè)賮砘仡櫼幌聦④婏嬹R這個(gè)問題,在直線L上有一個(gè)動(dòng)點(diǎn),直線L的同側(cè)有兩個(gè)定點(diǎn),確定到兩定點(diǎn)距離和最小的動(dòng)點(diǎn)位置. 我們的方法是做其中一個(gè)定點(diǎn)關(guān)于動(dòng)點(diǎn)所在直線的對(duì)稱點(diǎn),連接對(duì)稱點(diǎn)與另外一個(gè)定點(diǎn)的線段的長即為和的最小值,與直線的交點(diǎn)為此時(shí)動(dòng)點(diǎn)的位置。 4.問題應(yīng)用 利用這個(gè)結(jié)論可以解決一系列的最值問題,如,在在正方形ABCD中,E是AB上一點(diǎn),BE=2,AE=3BE,也就是6,那么正方形周長為8,P是AC上一 動(dòng)點(diǎn),求PB+PE的最小值是。 這個(gè)問題中動(dòng)點(diǎn)P在AC上運(yùn)動(dòng),要求的是P到AC同側(cè)兩定點(diǎn)B,E的距離和的最小值,正是將軍飲馬問題,那么我們選擇B,E中其中一點(diǎn)作關(guān)于AC的對(duì)稱點(diǎn),由正方形的對(duì)稱性,選擇作B關(guān)于AC的對(duì)稱點(diǎn),也就是點(diǎn)D,然后連接DE,則DE即為和的最小值,此時(shí)DE與AC是交點(diǎn)即為和最小時(shí)點(diǎn)P的位置,在直角三角形AED中,由勾股定理求出DE=10. 作者簡介 白璇,(1989-),女,漢族,畢業(yè)于陜西師范大學(xué),現(xiàn)為西安市曲江第一中學(xué)數(shù)學(xué)教師。 (作者單位:西安市曲江第一中學(xué))