原創(chuàng) 2017-03-29 高郵贊化 段廣猛 廣猛文摘 廣猛文摘
不定期分享一些本人原創(chuàng)文章,、說題短文或者專家系列講座,,主要對(duì)象針對(duì)初中學(xué)生,尤其是初三學(xué)生,,對(duì)于解題研究展開系列探究,! 模型介紹 “將軍飲馬”模型 1.異側(cè)型: 問題1:如圖1-1,在定直線l上找一個(gè)動(dòng)點(diǎn)P,,使動(dòng)點(diǎn)P到兩個(gè)定點(diǎn)A與B的距離之和最小,,即PA+PB最小. 解決方案:如圖1-2,連接AB,,與定直線l的交點(diǎn)Q即為所要尋找的點(diǎn),,即當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P跑到了點(diǎn)Q處,PA+PB最小,,且最小值等于AB. 原理及分析:本質(zhì)原理是“兩點(diǎn)之間,,線段最短”;也可以看成“三角形任意兩邊之和大于第三邊”,;還可以用“折大于直”思想看待. 在這個(gè)最基本也是最簡(jiǎn)單的問題中,,同學(xué)們還需認(rèn)真分析這個(gè)問題中哪些是“定”的,?哪些是“動(dòng)”的?“動(dòng)”的東西在什么上動(dòng),?只有認(rèn)真思考了這三個(gè)問題,,才能真正把握問題本質(zhì),尤其是在后續(xù)的逐漸變式拓展中,,更需搞懂這些內(nèi)涵,,把握“動(dòng)靜”,才能正確運(yùn)用. 點(diǎn)A,、點(diǎn)B是兩個(gè)定點(diǎn),直線l是一條定直線,,這是問題的“不變的”背景,;只有一個(gè)動(dòng)點(diǎn)P在定直線l上運(yùn)動(dòng),目標(biāo)是動(dòng)點(diǎn)P到兩個(gè)定點(diǎn)的距離之和最小值,,即這是一個(gè)“兩定一動(dòng)型”最值問題,,利用“兩點(diǎn)之間,線段最短”,,直接連接兩定點(diǎn)即可解決問題. 2.同側(cè)型:(轉(zhuǎn)化為“異側(cè)型”解決) 問題2:如圖2-1,,在定直線l上找一個(gè)動(dòng)點(diǎn)P,使動(dòng)點(diǎn)P到兩個(gè)定點(diǎn)A與B的距離之和最小,,即PA+PB最小. 解決方案:如圖2-2,,作出定點(diǎn)B關(guān)于定直線l的對(duì)稱點(diǎn)C,點(diǎn)C也是一個(gè)定點(diǎn),,從而可以將“同側(cè)型”最值問題順利轉(zhuǎn)化為上面的“異側(cè)型”最值問題,; 連接AC,與定直線l的交點(diǎn)Q即為所要尋找的點(diǎn),,即當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P跑到了點(diǎn)Q處,,PA+PB最小,且最小值等于AC. 原理及分析:本質(zhì)原理依然是“兩點(diǎn)之間,,線段最短”,;也可以看成“三角形任意兩邊之和大于第三邊”;還可以用“折大于直”思想看待. 這個(gè)模型就是同學(xué)們耳熟能詳?shù)摹皩④婏嬹R”模型,,通過上面的解法可以看出,,解決這個(gè)模型的關(guān)鍵是:“對(duì)稱轉(zhuǎn)化”,即通過作其中一個(gè)定點(diǎn)關(guān)于定直線的對(duì)稱定點(diǎn),,轉(zhuǎn)化上面已解決的簡(jiǎn)單模型. 此外,,同學(xué)們?nèi)匀恍枵J(rèn)真分析“將軍飲馬”模型中哪些是“定”的?哪些是“動(dòng)”的,?“動(dòng)”的東西在什么上動(dòng),?只有認(rèn)真思考了這三個(gè)問題,,才能真正把握問題本質(zhì);只有把握“動(dòng)靜”,,才能搞懂“內(nèi)涵”,,最終才能運(yùn)用自如,不至于“鬧笑話”,,這一點(diǎn)會(huì)在后續(xù)“例題實(shí)戰(zhàn)”中體現(xiàn)出來. 在“將軍飲馬”模型中,,點(diǎn)A、點(diǎn)B是兩個(gè)定點(diǎn),,直線l是一條定直線,,這是問題的“不變的”背景;只有一個(gè)動(dòng)點(diǎn)P在定直線l上運(yùn)動(dòng),,目標(biāo)是動(dòng)點(diǎn)P到兩個(gè)定點(diǎn)的距離之和最小值,,即這仍是一個(gè)“兩定一動(dòng)型”最值問題. 特別提醒:“將軍飲馬”模型是一個(gè)“兩定一動(dòng)型”最值問題,“兩定一動(dòng)型”最值問題,,“兩定一動(dòng)型”最值問題,!重要的事情說三遍!而非“兩動(dòng)一定型”最值問題,,“兩動(dòng)一定型”最值問題,,“兩動(dòng)一定型”最值問題,或其他類型,!
平移后“將軍飲馬”模型 1.異側(cè)型: 問題3:如圖3-1,,已知A、B是兩個(gè)定點(diǎn),,在定直線l上找兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)M與N,,且MN等于定長(zhǎng)d(動(dòng)點(diǎn)M位于動(dòng)點(diǎn)N左側(cè)),使AM+MN+NB最小. 解決方案:先分析目標(biāo)問題,,要求的是三條線段AM+MN+NB最小值,,而且這三條線段恰好構(gòu)成一條折線,第一想法是運(yùn)用“折大于直”思想,,連接AB即為最小值,;但再去畫圖分析,就會(huì)發(fā)現(xiàn)不對(duì)勁,,AB與l只有一個(gè)交點(diǎn),,這個(gè)交點(diǎn)是M呢?還是N呢,?看來都不是,! 直線l上需要找兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)M與N,但這兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)是相互牽制,、相互約束,、彼此影響地,,即始終保持MN等于定長(zhǎng)d,且動(dòng)點(diǎn)M位于動(dòng)點(diǎn)N左側(cè),;當(dāng)動(dòng)點(diǎn)M確定下來,,動(dòng)點(diǎn)N也會(huì)隨之向右平移d個(gè)單位確定下來; 很明顯這已經(jīng)不是我們前面介紹的“將軍飲馬”模型了,,而變成了一個(gè)“兩定兩動(dòng)型”最值問題,,那這個(gè)問題如何解決呢? 解決的關(guān)鍵還是在“平移”上下文章:要求三條動(dòng)線段AM+MN+NB最小值,,其中MN的長(zhǎng)度為d確定,,問題自然可以轉(zhuǎn)化為兩條動(dòng)線段AM+NB最小值,動(dòng)線段的數(shù)量上減少了1,, 這是解決這個(gè)問題的第一步“轉(zhuǎn)化”,; 雖然轉(zhuǎn)化后,動(dòng)線段的數(shù)量減少了,,但動(dòng)點(diǎn)的個(gè)數(shù)還是沒有變化,依然是一個(gè)“兩定兩動(dòng)型”最值問題,,即A,、B為定點(diǎn),M,、N為動(dòng)點(diǎn),; 可不可以將動(dòng)點(diǎn)個(gè)數(shù)減少,將“兩定兩動(dòng)型”最值問題轉(zhuǎn)化為“兩定一動(dòng)型”最值問題呢,?如果轉(zhuǎn)化成功,,那就有可能變?yōu)榍懊娴摹皩④婏嬹R”模型啊,!這就是此問題的關(guān)鍵點(diǎn)也是難點(diǎn),! 如圖3-2,將定點(diǎn)A沿著定直線l的方向向右平移d個(gè)距離得到點(diǎn)C,,點(diǎn)C也是一個(gè)定點(diǎn),,構(gòu)造出平行四邊形ACNM,從而有AM+NB=CN+NB,,要求AM+NB的最小值,,只需求CN+NB的最小值,順利將本問題轉(zhuǎn)化為了前面的問題1,; 如圖3-3,,連接CB,與定直線l的交點(diǎn)N即為所要尋找的點(diǎn)N,,而點(diǎn)M只需將點(diǎn)N向左平移d個(gè)單位即可找到,,此時(shí)AM+MN+NB的最小值等于d+CB. 原理及分析:本模型的解決方案最關(guān)鍵的是平移思想的妙用,,抓住整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的不變量MN=d,即動(dòng)線段MN的長(zhǎng)度始終保持不變,,“狠抓這個(gè)變化中不變的量”,,將一個(gè)定點(diǎn)沿著定直線的方向平移d個(gè)距離,從而將問題順利轉(zhuǎn)化為前文中“異側(cè)型將軍飲馬模型”,,所以此模型不妨將之稱為異側(cè)型平移后“將軍飲馬”模型,! 在這個(gè)異側(cè)型平移后“將軍飲馬”模型中,同學(xué)們需認(rèn)真分析哪些是“定”的,?哪些是“動(dòng)”的,?“動(dòng)”的東西在什么上動(dòng)?只有認(rèn)真思考了這三個(gè)問題,,才能真正把握問題本質(zhì),,尤其是在后續(xù)的逐漸變式拓展中,更需搞懂這些內(nèi)涵,,把握“動(dòng)靜”,,才能正確運(yùn)用:點(diǎn)A、點(diǎn)B是兩個(gè)定點(diǎn),,直線l是一條定直線,,還有動(dòng)線段MN的長(zhǎng)度為d不變,這是問題的“不變的”背景,;有兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)M,、N在定直線l上運(yùn)動(dòng),但始終保持MN=d不變,,即M,、N之間相互制約;目標(biāo)是一條折線A-M-N-B的最小值,,這是一個(gè)“兩定兩動(dòng)型”最值問題.解決此模型問題的關(guān)鍵是先抓住“MN=d不變”,,將三條動(dòng)線段最值問題轉(zhuǎn)化為兩條動(dòng)線段最值問題;然后還是抓住“MN=d不變”,,將其中一個(gè)定點(diǎn)按照MN的方向平移d個(gè)單位,,將“兩定兩動(dòng)型”平移后“將軍飲馬”模型問題轉(zhuǎn)化為“兩定一動(dòng)型”“將軍飲馬”模型問題! 看,,問題的關(guān)鍵還是“抓不變量”(還有“平移思想”),!這就是我想表達(dá)的“思想決定高度”,即站在一定高度的數(shù)學(xué)思想方法上,,用一個(gè)高視角重新審視問題,,那么很多問題就不再是問題了! 2.同側(cè)型: 問題4:如圖4-1,,已知A,、B是兩個(gè)定點(diǎn),,在定直線l上找兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)M與N,且MN等于定長(zhǎng)d(動(dòng)點(diǎn)M位于動(dòng)點(diǎn)N左側(cè)),,使AM+MN+NB最小. 解決方案:先分析目標(biāo)問題,,要求的是三條線段AM+MN+NB最小值,而且這三條線段恰好構(gòu)成一條折線,,第一想法是運(yùn)用“折大于直”思想,,連接AB即為最小值;但再去畫圖分析,,就會(huì)發(fā)現(xiàn)不對(duì)勁,,AB與l只有一個(gè)交點(diǎn),這個(gè)交點(diǎn)是M呢,?還是N呢,?看來都不是! 其實(shí)這個(gè)問題可以同剛剛的問題3一樣去分析轉(zhuǎn)化解決,,還是不贅述了,,同學(xué)們結(jié)合下面的圖形自行分析解決. 在圖4-4中,點(diǎn)M,、N即為所要找的點(diǎn),,d+CD的值即為所求最小值. 原理及分析:對(duì)于這個(gè)問題的解決,上面的解法中主要是在圖4-2中,,把定點(diǎn)B關(guān)于定直線l的對(duì)稱定點(diǎn)C作出來,然后問題就自然轉(zhuǎn)化成了問題3,,即“同側(cè)型”問題通過對(duì)稱變換轉(zhuǎn)化為“異側(cè)型”模型解決,,這就是數(shù)學(xué)里極其重要的化歸思想,將目前正在解決的問題,,通過適當(dāng)?shù)淖儞Q或者變形,,巧妙轉(zhuǎn)化為剛剛已經(jīng)解決的問題,或者自己以前解決過的問題等,,化未知為已知. 學(xué)習(xí)本身就是一種轉(zhuǎn)化”,,化“未知的領(lǐng)域”為“已知的領(lǐng)域”,化“今天的新知”為“昨天的舊知”,,化難為易,,化繁為簡(jiǎn),化抽象為具體等等,!總而言之,,學(xué)生解題需要時(shí)刻懷揣轉(zhuǎn)化意識(shí),讀已知條件,,想想能得到什么,,讀結(jié)論所求,,想想怎么得到它,轉(zhuǎn)化無處不在,,心有轉(zhuǎn)化,,則萬物皆可轉(zhuǎn)化,心無轉(zhuǎn)化,,則思維必將停滯不前. 化歸不僅是一種重要的解題思想,,也是一種最基本的思維策略,更是一種有效的數(shù)學(xué)思維方式,。所謂的化歸思想方法,,就是在研究和解決有關(guān)數(shù)學(xué)問題時(shí)采用某種手段將問題通過變換使之轉(zhuǎn)化,進(jìn)而達(dá)到解決的一種方法,。一般總是將復(fù)雜問題通過變換轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問題,;將難解的問題通過變換轉(zhuǎn)化為容易求解的問題;將未解決的問題通過變換轉(zhuǎn)化為已解決的問題,??傊瘹w在數(shù)學(xué)解題中幾乎無處不在,,化歸的基本功能是:生疏化成熟悉,,復(fù)雜化成簡(jiǎn)單,抽象化成直觀,,含糊化成明朗,。說到底,化歸的實(shí)質(zhì)就是以運(yùn)動(dòng)變化發(fā)展的觀點(diǎn),,以及事物之間相互聯(lián)系,,相互制約的觀點(diǎn)看待問題,善于對(duì)所要解決的問題進(jìn)行變換轉(zhuǎn)化,,使問題得以解決,,化歸的實(shí)質(zhì)是不斷變更問題! 上面對(duì)于問題4的解決,,主要是兩個(gè)步驟,,先是“對(duì)稱轉(zhuǎn)化”,再是“平移轉(zhuǎn)化”,!其實(shí),,問題4也可以先進(jìn)行“平移轉(zhuǎn)化”,即先將點(diǎn)A平移至點(diǎn)D處,,從而將問題先轉(zhuǎn)化成DN+BN最小,,而轉(zhuǎn)化后的問題就是一個(gè)同側(cè)型“將軍飲馬”模型;再借助“對(duì)稱轉(zhuǎn)化”解決即可! 因而這個(gè)模型不妨稱之為同側(cè)型平移后“將軍飲馬”模型,! 3.變式1: 問題5:如圖5-1,,已知A、B是兩個(gè)定點(diǎn),,兩條平行直線l與m之間的距離為定值d,,在定直線l上找一動(dòng)點(diǎn)M,在定直線m上找一動(dòng)點(diǎn)N,,且MN始終垂直于定直線l(或m),,使AM+MN+NB最小. 解決方案:這個(gè)問題解決的關(guān)鍵,還是平移思想的妙用,,狠狠抓住整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的不變量MN=d,,即動(dòng)線段MN的長(zhǎng)度始終保持不變,而且還是需要“抓兩次”,; 一抓“不變量MN=d”:要求AM+MN+NB的最小值,,只需求AM+NB的最小值,將三條動(dòng)線段最值問題轉(zhuǎn)化為兩條動(dòng)線段最值問題,,減少動(dòng)線段的數(shù)量,,盡管動(dòng)點(diǎn)的數(shù)量依然沒有減少,還是兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),; 二抓“不變量MN=d”:如圖5-2,,將定點(diǎn)A沿著MN的方向向下平移d個(gè)距離得到點(diǎn)C,點(diǎn)C也是一個(gè)定點(diǎn),,構(gòu)造出平行四邊形ACNM,,從而有AM+NB=CN+NB,要求AM+NB的最小值,,只需求CN+NB的最小值,,順利將本問題轉(zhuǎn)化為了最初始的問題1,即把“兩定兩動(dòng)型”最值問題轉(zhuǎn)化為“兩定一動(dòng)型”“將軍飲馬”問題,! 如圖5-3,,連接CB,,與定直線m的交點(diǎn)N即為所要尋找的點(diǎn)N,,過點(diǎn)N作直線l的垂線,垂足即為所要找的點(diǎn)M,,此時(shí)AM+MN+NB最小,,且等于d+CB. 原理及分析:對(duì)于這個(gè)問題的解決,依然主要是抓不變量MN的方向及長(zhǎng)度,,將其中一定點(diǎn)沿著這個(gè)不變的方向平移這個(gè)不變的長(zhǎng)度,,順利將問題轉(zhuǎn)化為“將軍飲馬”模型! 有老師稱這個(gè)模型為“過街天橋”模型,我還是喜歡稱之為平移后“將軍飲馬”模型,,這個(gè)名稱將其解決方法體現(xiàn)地更明確些,!總而言之,名稱都不是回事,,關(guān)鍵還是理解,,所謂名稱也是“仁者見仁智者見智”,便于記憶,、理解罷了,!
4.變式2: 其實(shí)只要MN的方向、長(zhǎng)度確定,,相應(yīng)模型都可以類似解決,,方向未必水平或者豎直,也可以是“斜方向”. 問題6:如圖6-1,,已知A,、B是兩個(gè)定點(diǎn),在定直線l上找一動(dòng)點(diǎn)M,,在平面內(nèi)找一動(dòng)點(diǎn)N,,MN的方向確定,即MN與直線l右側(cè)部分相交所得的銳角為α ,,且MN等于定長(zhǎng)d,,使AN+NM+MB最小. 解決方案:這個(gè)問題的解決方法,同變式1,; 一抓“不變量MN=d”:要求AN+NM+MB的最小值,,只需求AN+MB的最小值,將三條動(dòng)線段最值問題轉(zhuǎn)化為兩條動(dòng)線段最值問題,,減少動(dòng)線段的數(shù)量,,盡管動(dòng)點(diǎn)的數(shù)量依然沒有減少,還是兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),; 二抓“不變量MN=d”:如圖6-2,,將定點(diǎn)A沿著NM的方向,向左下方平移d個(gè)距離得到點(diǎn)C,,點(diǎn)C也是一個(gè)定點(diǎn),,構(gòu)造出平行四邊形ACMN,從而有AN+MB=CM+MB,,要求AN+MB的最小值,,只需求CM+MB的最小值,順利將本問題轉(zhuǎn)化為了最初始的問題1,,即把“兩定兩動(dòng)型”最值問題轉(zhuǎn)化為“兩定一動(dòng)型”“將軍飲馬”問題,! 如圖6-3,連接CB,與定直線l的交點(diǎn)M即為所要尋找的點(diǎn)M,,再將點(diǎn)M作相應(yīng)平移即可找到點(diǎn)N,,此時(shí)AN+NM+MB最小,且等于d+CB. 變式2依然可稱為平移后“將軍飲馬”模型,,趣味十足,! 今天我們重點(diǎn)講解了平移后“將軍飲馬”模型的介紹及解決方案,敬請(qǐng)期待明天的實(shí)戰(zhàn)分析,!搞懂了模型,,做題就如“順?biāo)浦邸保阋欢〞?huì)“怡然自得”,、“談笑風(fēng)生”,!模型研究,非常有趣,,值得同學(xué)們認(rèn)真思考模型的演變過程及解決方案,、思維方法的不變性! (本文完?。?/p> 敬請(qǐng)各位朋友關(guān)注本人公眾號(hào),,若能幫忙宣傳,則不勝感激,,旨在服務(wù)于更多的學(xué)子還有更多喜歡鉆研的同仁們,! 點(diǎn)贊是一種美德,打賞是一種認(rèn)可
人贊賞 閱讀 '' |
|