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文档简介
第十三章
轴对称课题学习最短路径问题第十三章课题学习最短路径问题11.能利用轴对称解决简单的最短路径问题.(难点)2.体会图形的变化在解决最值问题中的作用,感悟转化思想.(重点)学习目标1.能利用轴对称解决简单的最短路径问题.(难点)学习目标2导入新课复习引入1.如图,连接A、B两点的所有连线中,哪条最短?为什么?AB①②③②最短,因为两点之间,线段最短2.如图,点P是直线l外一点,点P与该直线l上各点连接的所有线段中,哪条最短?为什么?PlABCDPC最短,因为垂线段最短导入新课复习引入1.如图,连接A、B两点的所有连线中,哪条最3.在我们前面的学习中,还有哪些涉及比较线段大小的基本事实?三角形三边关系:两边之和大于第三边;斜边大于直角边.4.如图,如何做点A关于直线l的对称点?AlA′3.在我们前面的学习中,还有哪些涉及比较线段大小三角形三边关讲授新课“两点的所有连线中,线段最短”“连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短”等的问题,我们称之为最短路径问题.
现实生活中经常涉及到选择最短路径问题,本节将利用数学知识探究数学史的著名的“牧马人饮马问题”及“造桥选址问题”.AB①②③PlABCD牧人饮马问题讲授新课“两点的所有连线中,线段最短”“连接直线外一5
如图,牧马人从点A地出发,到一条笔直的河边l饮马,然后到B地,牧马人到河边的什么地方饮马,可使所走的路径最短?C抽象成ABl数学问题作图问题:在直线l上求作一点C,使AC+BC最短问题.实际问题ABl如图,牧马人从点A地出发,到一条笔直的河边l饮马,然问题1
现在假设点A,B分别是直线l异侧的两个点,如何在l上找到一个点,使得这个点到点A,点B的距离的和最短?AlBC根据是“两点之间,线段最短”,可知这个交点即为所求.连接AB,与直线l相交于一点C.问题1现在假设点A,B分别是直线l异侧的两个点,如何7问题2
如果点A,B分别是直线l同侧的两个点,又应该如何解决?想一想:对于问题2,如何将点B“移”到l
的另一侧B′处,满足直线l
上的任意一点C,都保持CB与CB′的长度相等?ABl利用轴对称,作出点B关于直线l的对称点B′.问题2如果点A,B分别是直线l同侧的两个点,又应该如8方法揭晓作法:(1)作点B
关于直线l的对称点B′;(2)连接AB′,与直线l
相交于点C.则点C即为所求.ABlB′C方法揭晓作法:ABlB′C9问题3你能用所学的知识证明AC+BC最短吗?证明:如图,在直线l上任取一点C′(与点C
不重合),连接AC′,BC′,B′C′.由轴对称的性质知,
BC=B′C,BC′=B′C′.∴
AC+BC=AC+B′C=AB′,
∴
AC′+BC′=AC′+B′C′.在△AB′C′中,AB′<AC′+B′C′,∴AC+BC<AC′+BC′.即
AC+BC
最短.ABlB′CC′问题3你能用所学的知识证明AC+BC最短吗?证明:如图10练一练:如图,直线l是一条河,P、Q是两个村庄.欲在l上的某处修建一个水泵站,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,则所需要管道最短的是()PQlAMPQlBMPQlCMPQlDMD练一练:如图,直线l是一条河,P、Q是两个村庄.欲在l上的某11例1
如图,已知点D、点E分别是等边三角形ABC中BC、AB边的中点,AD=5,点F是AD边上的动点,则BF+EF的最小值为()A.7.5B.5C.4D.不能确定典例精析解析:△ABC为等边三角形,点D是BC边的中点,即点B与点C关于直线AD对称.∵点F在AD上,故BF=CF.即BF+EF的最小值可转化为求CF+EF的最小值,故连接CE即可,线段CE的长即为BF+EF的最小值.B例1如图,已知点D、点E分别是等边三角形ABC中BC、A12方法总结:此类求线段和的最小值问题,找准对称点是关键,而后将求线段长的和转化为求某一线段的长,而再根据已知条件求解.方法总结:此类求线段和的最小值问题,找准对称点是关键,而后将13例2
如图,在直角坐标系中,点A,B的坐标分别为(1,4)和(3,0),点C是y轴上的一个动点,且A,B,C三点不在同一条直线上,当△ABC的周长最小时点C的坐标是()A.(0,3)B.(0,2)C.(0,1)D.(0,0)解析:作B点关于y轴对称点B′,连接AB′,交y轴于点C′,此时△ABC的周长最小,然后依据点A与点B′的坐标可得到BE、AE的长,然后证明△B′C′O为等腰直角三角形即可.B′C′EA例2如图,在直角坐标系中,点A,B的坐标分别为(1,14方法总结:求三角形周长的最小值,先确定动点所在的直线和固定点,而后作某一固定点关于动点所在直线的对称点,而后将其与另一固定点连线,连线与动点所在直线的交点即为三角形周长最小时动点的位置.方法总结:求三角形周长的最小值,先确定动点所在的直线和固定点15
如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥MN.桥造在何处可使从A到B的路径AMNB最短(假定河的两岸是平行的直线,桥要与河垂直)?BAABNM造桥选址问题如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥M16BA●●
?NMNMNM折移
如图假定任选位置造桥MN,连接AM和BN,从A到B的路径是AM+MN+BN,那么怎样确定什么情况下最短呢?BA●●?NMNMNM折移如图假定任选位置造桥MN17我们能否在不改变AM+MN+BN的前提下把桥转化到一侧呢?什么图形变换能帮助我们呢?思维火花各抒己见1.把A平移到岸边.2.把B平移到岸边.3.把桥平移到和A相连.4.把桥平移到和B相连.BAMN我们能否在不改变AM+MN+BN的前提下把桥转化到一侧呢?什18BAMNA'B'1.把A平移到岸边.AM+MN+BN长度改变了2.把B平移到岸边.AM+MN+BN长度改变了BAMNA'B'1.把A平移到岸边.AM+MN+BN长度改变19BAMN3.把桥平移到和A相连.4.把桥平移到和B相连.AM+MN+BN长度有没有改变呢?BAMN3.把桥平移到和A相连.4.把桥平移到和B相连.AM20问题解决BAA1MN如图,平移A到A1,使AA1等于河宽,连接A1B交河岸于N作桥MN,此时路径AM+MN+BN最短.理由:另任作桥M1N1,连接AM1,BN1,A1N1.N1M1由平移性质可知,AM=A1N,AA1=MN=M1N1,AM1=A1N1.AM+MN+BN转化为AA1+A1B,而AM1+M1N1+BN1转化为AA1+A1N1+BN1.在△A1N1B中,因为A1N1+BN1>A1B.因此AM1+M1N1+BN1>AM+MN+BN.问题解决BAA1MN如图,平移A到A1,使AA1等于河宽,连21A·BMNECD证明:由平移的性质,得BN∥EM
且BN=EM,MN=CD,BD∥CE,BD=CE,所以A到B的路径长为AM+MN+BN=AM+MN+EM=AE+MN,
若桥的位置建在CD处,连接AC,CD,DB,CE,则A到B的路径长为AC+CD+DB=AC+CD+CE=AC+CE+MN,在△ACE中,∵AC+CE>AE,∴AC+CE+MN>AE+MN,即AC+CD+DB
>AM+MN+BN,所以桥的位置建在MN处,A到B的路径最短.A·BMNECD证明:由平移的性质,得BN∥EM且BN=22方法归纳解决最短路径问题的方法
在解决最短路径问题时,我们通常利用轴对称、平移等变换把未知问题转化为已解决的问题,从而作出最短路径的选择.方法归纳解决最短路径问题的方法在解决最短路径问题时,23当堂练习1.如图,直线m同侧有A、B两点,A、A′关于直线m对称,A、B关于直线n对称,直线m与A′B和n分别交于P、Q,下面的说法正确的是()A.P是m上到A、B距离之和最短的点,Q是m上到A、B距离相等的点B.Q是m上到A、B距离之和最短的点,P是m上到A、B距离相等的点C.P、Q都是m上到A、B距离之和最短的点D.P、Q都是m上到A、B距离相等的点A当堂练习1.如图,直线m同侧有A、B两点,A、A′关于直线m242.如图,∠AOB=30°,∠AOB内有一定点P,且OP=10.在OA上有一点Q,OB上有一点R.若△PQR周长最小,则最小周长是()A.10B.15C.20D.30A2.如图,∠AOB=30°,∠AOB内有一定点P,且OP=A253.如图,牧童在A处放马,其家在B处,A、B到河岸的距离分别为AC和BD,且AC=BD,若点A到河岸CD的中点的距离为500米,则牧童从A处把马牵到河边饮水再回家,所走的最短距离是
米.ACBD河10003.如图,牧童在A处放马,其家在B处,A、B到河岸的距离分别264.如图,边长为1的正方形组成的网格中,△AOB的顶点均在格点上,点A、B的坐标分别是A(3,2),B(1,3).点P在x轴上,当PA+PB的值最小时,在图中画出点P.xyOBAB'P4.如图,边长为1的正方形组成的网格中,△AOB的顶点均在格275.如图,荆州古城河在CC′处直角转弯,河宽相同,从A处到B处,须经两座桥:DD′,EE′(桥宽不计),设护城河以及两座桥都是东西、南北方向的,怎样架桥可使ADD′E′EB的路程最短?ADD′CC′EE′B5.如图,荆州古城河在CC′处直角转弯,河宽相同,从A处到B28解:作AF⊥CD,且AF=河宽,作BG⊥CE,且BG=河宽,连接GF,与河岸相交于E′,D′.作DD′,EE′即为桥.理由:由作图法可知,AF//DD′,AF=DD′,则四边形AFD′D为平行四边形,于是AD=FD′,同理,BE=GE′,由两点之间线段最短可知,GF最小.AD′CC′EE′BFGD解:作AF⊥CD,且AF=河宽,作BG⊥CE,且BG=河宽296.(1)如图①,在AB直线一侧C、D两点,在AB上找一点P,使C、D、P三点组成的三角形的周长最短,找出此点并说明理由.(2)如图②,在∠AOB内部有一点P,是否在OA、OB上分别存在点E、F,使得E、F、P三点组成的三角形的周长最短,找出E、F两点,并说明理由.(3)如图③,在∠AOB内部有两点M、N,是否在OA、OB上分别存在点E、F,使得E、F、M、N,四点组成的四边形的周长最短,找出E、F两点,并说明理由.拓展提升ABCDPOABNOABM图①图②图③图①图②图③6.(1)如图①,在AB直线一侧C、D两点,在AB上找一点P30POABNOABMABCDC'PP'P''EFM'N'EF图①图②图③POABNOABMAB31课堂小结原理线段公理和垂线段最短牧马人饮马问题解题方法造桥选址问题关键是将固定线段“桥”平移最短路径问题轴对称知识+线段公理解题方法课堂小结原理线段公理和垂线段最短牧马人饮马问题解题方法造桥选321.理解角平分线判定定理.(难点)2.掌握角平分线判定定理内容的证明方法并应用其解题.(重点)3.学会判断一个点是否在一个角的平分线上.学习目标1.理解角平分线判定定理.(难点)学习目标33导入新课复习回顾ODPP到OA的距离P到OB的距离角平分线上的点几何语言描述:∵
OC平分∠AOB,且PD⊥OA,PE⊥OB.∴
PD=PE.ACB角的平分线上的点到角的两边的距离相等.1.叙述角平分线的性质定理不必再证全等E导入新课复习回顾ODPP到OA的距离P到OB的距离角平分线上342.我们知道,角平分线上的点到角的两边的距离相等.那么到角的两边的距离相等的点是否在角的平分线上呢?到角的两边的距离相等的点在角的平分线上.2.我们知道,角平分线上的点到角的两边的距离相等.那么到角的35讲授新课PAOBCDE角的内部到角的两边距离相等的点在角的平分线上.问题:交换角的平分线的性质中的已知和结论,你能得到什么结论,这个新结论正确吗?角平分线的性质:角的平分线上的点到角的两边的距离相等.∵OC平分∠AOB,且PD⊥OA,PE⊥OB∴PD=PE几何语言:猜想:思考:这个结论正确吗?角平分线的判定讲授新课PAOBCDE角的内部到角的两边距离相等的点在角的平36已知:如图,PD⊥OA,PE⊥OB,垂足分别是D、E,PD=PE.求证:点P在∠AOB的角平分线上.证明:作射线OP,
∴点P在∠AOB
角的平分线上.在Rt△PDO和Rt△PEO
中,(全等三角形的对应角相等).
OP=OP(公共边),PD=PE(已知),BADOPE∵PD⊥OA,PE⊥OB.∴∠PDO=∠PEO=90°,∴Rt△PDO≌Rt△PEO(HL).∴∠AOP=∠BOP证明猜想已知:如图,PD⊥OA,PE⊥OB,垂足分别是D、E,PD=37判定定理:角的内部到角的两边的距离相等的点在角的平分线上.PAOBCDE应用所具备的条件:(1)位置关系:点在角的内部;(2)数量关系:该点到角两边的距离相等.定理的作用:判断点是否在角平分线上.应用格式:∵PD⊥OA,PE⊥OB,PD=PE.∴点P在∠AOB的平分线上.知识总结判定定理:PAOBCDE应用所具备的条件:(1)位置关系:点38典例精析
例1:如图,要在S区建一个贸易市场,使它到铁路和公路距离相等,离公路与铁路交叉处500米,这个集贸市场应建在何处(比例尺为1︰20000)?DCS解:作夹角的角平分线OC,截取OD=2.5cm,D即为所求.O方法点拨:根据角平分线的判定定理,要求作的点到两边的距离相等,一般需作这两边直线形成的角的平分线,再在这条角平分线上根据要求取点.典例精析例1:如图,要在S区建一个贸易市场,使它到铁路和公39活动1分别画出下列三角形三个内角的平分线,你发现了什么?发现:三角形的三条角平分线相交于一点三角形的内角平分线活动1分别画出下列三角形三个内角的平分线,你发现了什么?发40活动2分别过交点作三角形三边的垂线,用刻度尺量一量,每组垂线段,你发现了什么?发现:过交点作三角形三边的垂线段相等你能证明这个结论吗?活动2分别过交点作三角形三边的垂线,用刻度尺量一量,每组垂41已知:如图,△ABC的角平分线BM,CN相交于点P,求证:点P到三边AB,BC,CA的距离相等.证明结论证明:过点P作PD,PE,PF分别垂直于AB,BC,CA,垂足分别为D,E,F.∵BM是△ABC的角平分线,点P在BM上,∴PD=PE.同理PE=PF.∴PD=PE=PF.即点P到三边AB,BC,CA的距离相等.D
E
F
A
B
C
P
N
M
已知:如图,△ABC的角平分线BM,CN相交于点P,证明结论42想一想:点P在∠A的平分线上吗?这说明三角形的三条角平分线有什么关系?点P在∠A的平分线上.
结论:三角形的三条角平分线交于一点,并且这点到三边的距离相等.D
E
F
A
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C
P
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M
想一想:点P在∠A的平分线上吗?这说明三角形的三条角平分线有43MENABCPOD变式1:如图,在直角△ABC中,∠C=90°,AP平分∠BAC,BD平分∠ABC;AP,BD交于点O,过点O作OM⊥AC,若OM=4,(1)求点O到△ABC三边的距离和.温馨提示:不存在垂线段———构造应用12MENABCPOD变式1:如图,在直角△ABC中,∠C=9044解:连接OCMENABCPOD变式1:如图,在直角△ABC中,∠C=900,AP平分∠BAC,BD平分∠ABC;AP,BD交于点O,过点O作OM⊥AC,若OM=4.(2)若△ABC的周长为32,求△ABC的面积.解:连接OCMENABCPOD变式1:如图,在直角△ABC中451.应用角平分线性质:存在角平分线涉及距离问题2.联系角平分线性质:距离面积周长条件知识与方法1.应用角平分线性质:存在角平分线涉及距离问题2.联系角平分46例2如图,在△ABC中,点O是△ABC内一点,且点O到△ABC三边的距离相等.若∠A=40°,则∠BOC的度数为(
)A.110°B.120°C.130°D.140°A解析:由已知,O到三角形三边的距离相等,所以O是内心,即三条角平分线的交点,AO,BO,CO都是角平分线,所以有∠CBO=∠ABO=∠ABC,∠BCO=∠ACO=∠ACB,∠ABC+∠ACB=180°-40°=140°,∠OBC+∠OCB=70°,∠BOC=180°-70°=110°.例2如图,在△ABC中,点O是△ABC内一点,且点O到47
由已知,O到三角形三边的距离相等,得O是内心,再利用三角形内角和定理即可求出∠BOC的度数.方法总结由已知,O到三角形三边的距离相等,得O是内心,再利48归纳总结角的平分线的性质图形已知条件结论PCPCOP平分∠AOBPD⊥OA于DPE⊥OB于EPD=PEOP平分∠AOBPD=PEPD⊥OA于DPE⊥OB于E角的平分线的判定归纳总结角的平分线的性质结论PCPCOP平分∠AOBPD⊥O49当堂练习1.如图,某个居民小区C附近有三条两两相交的道路MN、OA、OB,拟在MN上建造一个大型超市,使得它到OA、OB的距离相等,请确定该超市的位置P.小区CPAOBMN当堂练习1.如图,某个居民小区C附近有三条两两相交的道路M502.如图所示,已知△ABC中,PE∥AB交BC于点E,PF∥AC交BC于点F,点P是AD上一点,且点D到PE的距离与到PF的距离相等,判断AD是否平分∠BAC,并说明理由.解:AD平分∠BAC.理由如下:∵D到PE的距离与到PF的距离相等,∴点D在∠EPF的平分线上.∴∠1=∠2.又∵PE∥AB,∴∠1=∠3.同理,∠2=∠4.∴∠3=∠4,∴AD平分∠BAC.ABCEFD((((3412P
2.如图所示,已知△ABC中,PE∥AB交BC于点E,PF513.已知:如图,OD平分∠POQ,在OP、OQ边上取OA=OB,点C在OD上,CM⊥AD于M,CN⊥BD于N.求证:CM=CN.证明:∵OD平分线∠POQ,∴∠AOD=∠BOD.在△AOD与△BOD中,∵OA=OB,∠AOD=∠BOD,OD=OD,∴△AOD≌△BOD.∴∠ADO=∠BDO.∵CM⊥AD,CN⊥BD,∴CM=CN.3.已知:如图,OD平分∠POQ,在OP、OQ边上取OA=O524.如图,已知∠CBD和∠BCE的平分线相交于点F,求证:点F在∠DAE的平分线上.
证明:过点F作FG⊥AE于G,FH⊥AD于H,FM⊥BC于M.∵点F在∠BCE的平分线上,FG⊥AE,FM⊥BC.∴FG=FM.又∵点F在∠CBD的平分线上,FH⊥AD,FM⊥BC,∴FM=FH,∴FG=FH.∴点F在∠DAE的平分线上.
GHMABCFED4.如图,已知∠CBD和∠BCE的平分线相交于点F,证明:过53拓展思维5.如图,直线l1、l2、l3表示三条互相交叉的公路,现要建一个货物中转站,要求它到三条公路的距离相等,可选择的地址有几处?画出它的位置.拓展思维5.如图,直线l1、l2、l3表示三条互相交叉的公54P1P2P3P4l1l2l3P1P2P3P4l1l2l355课堂小结角平分线的判定定理内容角的内部到角两边距离相等的点在这个角的平分线上作用判断一个点是否在角的平分线上结论三角形的角平分线相交于内部一点
课堂小结角平分线内容角的内部到角两边距离相等的点在这个角的平56第十三章
轴对称课题学习最短路径问题第十三章课题学习最短路径问题571.能利用轴对称解决简单的最短路径问题.(难点)2.体会图形的变化在解决最值问题中的作用,感悟转化思想.(重点)学习目标1.能利用轴对称解决简单的最短路径问题.(难点)学习目标58导入新课复习引入1.如图,连接A、B两点的所有连线中,哪条最短?为什么?AB①②③②最短,因为两点之间,线段最短2.如图,点P是直线l外一点,点P与该直线l上各点连接的所有线段中,哪条最短?为什么?PlABCDPC最短,因为垂线段最短导入新课复习引入1.如图,连接A、B两点的所有连线中,哪条最3.在我们前面的学习中,还有哪些涉及比较线段大小的基本事实?三角形三边关系:两边之和大于第三边;斜边大于直角边.4.如图,如何做点A关于直线l的对称点?AlA′3.在我们前面的学习中,还有哪些涉及比较线段大小三角形三边关讲授新课“两点的所有连线中,线段最短”“连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短”等的问题,我们称之为最短路径问题.
现实生活中经常涉及到选择最短路径问题,本节将利用数学知识探究数学史的著名的“牧马人饮马问题”及“造桥选址问题”.AB①②③PlABCD牧人饮马问题讲授新课“两点的所有连线中,线段最短”“连接直线外一61
如图,牧马人从点A地出发,到一条笔直的河边l饮马,然后到B地,牧马人到河边的什么地方饮马,可使所走的路径最短?C抽象成ABl数学问题作图问题:在直线l上求作一点C,使AC+BC最短问题.实际问题ABl如图,牧马人从点A地出发,到一条笔直的河边l饮马,然问题1
现在假设点A,B分别是直线l异侧的两个点,如何在l上找到一个点,使得这个点到点A,点B的距离的和最短?AlBC根据是“两点之间,线段最短”,可知这个交点即为所求.连接AB,与直线l相交于一点C.问题1现在假设点A,B分别是直线l异侧的两个点,如何63问题2
如果点A,B分别是直线l同侧的两个点,又应该如何解决?想一想:对于问题2,如何将点B“移”到l
的另一侧B′处,满足直线l
上的任意一点C,都保持CB与CB′的长度相等?ABl利用轴对称,作出点B关于直线l的对称点B′.问题2如果点A,B分别是直线l同侧的两个点,又应该如64方法揭晓作法:(1)作点B
关于直线l的对称点B′;(2)连接AB′,与直线l
相交于点C.则点C即为所求.ABlB′C方法揭晓作法:ABlB′C65问题3你能用所学的知识证明AC+BC最短吗?证明:如图,在直线l上任取一点C′(与点C
不重合),连接AC′,BC′,B′C′.由轴对称的性质知,
BC=B′C,BC′=B′C′.∴
AC+BC=AC+B′C=AB′,
∴
AC′+BC′=AC′+B′C′.在△AB′C′中,AB′<AC′+B′C′,∴AC+BC<AC′+BC′.即
AC+BC
最短.ABlB′CC′问题3你能用所学的知识证明AC+BC最短吗?证明:如图66练一练:如图,直线l是一条河,P、Q是两个村庄.欲在l上的某处修建一个水泵站,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,则所需要管道最短的是()PQlAMPQlBMPQlCMPQlDMD练一练:如图,直线l是一条河,P、Q是两个村庄.欲在l上的某67例1
如图,已知点D、点E分别是等边三角形ABC中BC、AB边的中点,AD=5,点F是AD边上的动点,则BF+EF的最小值为()A.7.5B.5C.4D.不能确定典例精析解析:△ABC为等边三角形,点D是BC边的中点,即点B与点C关于直线AD对称.∵点F在AD上,故BF=CF.即BF+EF的最小值可转化为求CF+EF的最小值,故连接CE即可,线段CE的长即为BF+EF的最小值.B例1如图,已知点D、点E分别是等边三角形ABC中BC、A68方法总结:此类求线段和的最小值问题,找准对称点是关键,而后将求线段长的和转化为求某一线段的长,而再根据已知条件求解.方法总结:此类求线段和的最小值问题,找准对称点是关键,而后将69例2
如图,在直角坐标系中,点A,B的坐标分别为(1,4)和(3,0),点C是y轴上的一个动点,且A,B,C三点不在同一条直线上,当△ABC的周长最小时点C的坐标是()A.(0,3)B.(0,2)C.(0,1)D.(0,0)解析:作B点关于y轴对称点B′,连接AB′,交y轴于点C′,此时△ABC的周长最小,然后依据点A与点B′的坐标可得到BE、AE的长,然后证明△B′C′O为等腰直角三角形即可.B′C′EA例2如图,在直角坐标系中,点A,B的坐标分别为(1,70方法总结:求三角形周长的最小值,先确定动点所在的直线和固定点,而后作某一固定点关于动点所在直线的对称点,而后将其与另一固定点连线,连线与动点所在直线的交点即为三角形周长最小时动点的位置.方法总结:求三角形周长的最小值,先确定动点所在的直线和固定点71
如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥MN.桥造在何处可使从A到B的路径AMNB最短(假定河的两岸是平行的直线,桥要与河垂直)?BAABNM造桥选址问题如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥M72BA●●
?NMNMNM折移
如图假定任选位置造桥MN,连接AM和BN,从A到B的路径是AM+MN+BN,那么怎样确定什么情况下最短呢?BA●●?NMNMNM折移如图假定任选位置造桥MN73我们能否在不改变AM+MN+BN的前提下把桥转化到一侧呢?什么图形变换能帮助我们呢?思维火花各抒己见1.把A平移到岸边.2.把B平移到岸边.3.把桥平移到和A相连.4.把桥平移到和B相连.BAMN我们能否在不改变AM+MN+BN的前提下把桥转化到一侧呢?什74BAMNA'B'1.把A平移到岸边.AM+MN+BN长度改变了2.把B平移到岸边.AM+MN+BN长度改变了BAMNA'B'1.把A平移到岸边.AM+MN+BN长度改变75BAMN3.把桥平移到和A相连.4.把桥平移到和B相连.AM+MN+BN长度有没有改变呢?BAMN3.把桥平移到和A相连.4.把桥平移到和B相连.AM76问题解决BAA1MN如图,平移A到A1,使AA1等于河宽,连接A1B交河岸于N作桥MN,此时路径AM+MN+BN最短.理由:另任作桥M1N1,连接AM1,BN1,A1N1.N1M1由平移性质可知,AM=A1N,AA1=MN=M1N1,AM1=A1N1.AM+MN+BN转化为AA1+A1B,而AM1+M1N1+BN1转化为AA1+A1N1+BN1.在△A1N1B中,因为A1N1+BN1>A1B.因此AM1+M1N1+BN1>AM+MN+BN.问题解决BAA1MN如图,平移A到A1,使AA1等于河宽,连77A·BMNECD证明:由平移的性质,得BN∥EM
且BN=EM,MN=CD,BD∥CE,BD=CE,所以A到B的路径长为AM+MN+BN=AM+MN+EM=AE+MN,
若桥的位置建在CD处,连接AC,CD,DB,CE,则A到B的路径长为AC+CD+DB=AC+CD+CE=AC+CE+MN,在△ACE中,∵AC+CE>AE,∴AC+CE+MN>AE+MN,即AC+CD+DB
>AM+MN+BN,所以桥的位置建在MN处,A到B的路径最短.A·BMNECD证明:由平移的性质,得BN∥EM且BN=78方法归纳解决最短路径问题的方法
在解决最短路径问题时,我们通常利用轴对称、平移等变换把未知问题转化为已解决的问题,从而作出最短路径的选择.方法归纳解决最短路径问题的方法在解决最短路径问题时,79当堂练习1.如图,直线m同侧有A、B两点,A、A′关于直线m对称,A、B关于直线n对称,直线m与A′B和n分别交于P、Q,下面的说法正确的是()A.P是m上到A、B距离之和最短的点,Q是m上到A、B距离相等的点B.Q是m上到A、B距离之和最短的点,P是m上到A、B距离相等的点C.P、Q都是m上到A、B距离之和最短的点D.P、Q都是m上到A、B距离相等的点A当堂练习1.如图,直线m同侧有A、B两点,A、A′关于直线m802.如图,∠AOB=30°,∠AOB内有一定点P,且OP=10.在OA上有一点Q,OB上有一点R.若△PQR周长最小,则最小周长是()A.10B.15C.20D.30A2.如图,∠AOB=30°,∠AOB内有一定点P,且OP=A813.如图,牧童在A处放马,其家在B处,A、B到河岸的距离分别为AC和BD,且AC=BD,若点A到河岸CD的中点的距离为500米,则牧童从A处把马牵到河边饮水再回家,所走的最短距离是
米.ACBD河10003.如图,牧童在A处放马,其家在B处,A、B到河岸的距离分别824.如图,边长为1的正方形组成的网格中,△AOB的顶点均在格点上,点A、B的坐标分别是A(3,2),B(1,3).点P在x轴上,当PA+PB的值最小时,在图中画出点P.xyOBAB'P4.如图,边长为1的正方形组成的网格中,△AOB的顶点均在格835.如图,荆州古城河在CC′处直角转弯,河宽相同,从A处到B处,须经两座桥:DD′,EE′(桥宽不计),设护城河以及两座桥都是东西、南北方向的,怎样架桥可使ADD′E′EB的路程最短?ADD′CC′EE′B5.如图,荆州古城河在CC′处直角转弯,河宽相同,从A处到B84解:作AF⊥CD,且AF=河宽,作BG⊥CE,且BG=河宽,连接GF,与河岸相交于E′,D′.作DD′,EE′即为桥.理由:由作图法可知,AF//DD′,AF=DD′,则四边形AFD′D为平行四边形,于是AD=FD′,同理,BE=GE′,由两点之间线段最短可知,GF最小.AD′CC′EE′BFGD解:作AF⊥CD,且AF=河宽,作BG⊥CE,且BG=河宽856.(1)如图①,在AB直线一侧C、D两点,在AB上找一点P,使C、D、P三点组成的三角形的周长最短,找出此点并说明理由.(2)如图②,在∠AOB内部有一点P,是否在OA、OB上分别存在点E、F,使得E、F、P三点组成的三角形的周长最短,找出E、F两点,并说明理由.(3)如图③,在∠AOB内部有两点M、N,是否在OA、OB上分别存在点E、F,使得E、F、M、N,四点组成的四边形的周长最短,找出E、F两点,并说明理由.拓展提升ABCDPOABNOABM图①图②图③图①图②图③6.(1)如图①,在AB直线一侧C、D两点,在AB上找一点P86POABNOABMABCDC'PP'P''EFM'N'EF图①图②图③POABNOABMAB87课堂小结原理线段公理和垂线段最短牧马人饮马问题解题方法造桥选址问题关键是将固定线段“桥”平移最短路径问题轴对称知识+线段公理解题方法课堂小结原理线段公理和垂线段最短牧马人饮马问题解题方法造桥选881.理解角平分线判定定理.(难点)2.掌握角平分线判定定理内容的证明方法并应用其解题.(重点)3.学会判断一个点是否在一个角的平分线上.学习目标1.理解角平分线判定定理.(难点)学习目标89导入新课复习回顾ODPP到OA的距离P到OB的距离角平分线上的点几何语言描述:∵
OC平分∠AOB,且PD⊥OA,PE⊥OB.∴
PD=PE.ACB角的平分线上的点到角的两边的距离相等.1.叙述角平分线的性质定理不必再证全等E导入新课复习回顾ODPP到OA的距离P到OB的距离角平分线上902.我们知道,角平分线上的点到角的两边的距离相等.那么到角的两边的距离相等的点是否在角的平分线上呢?到角的两边的距离相等的点在角的平分线上.2.我们知道,角平分线上的点到角的两边的距离相等.那么到角的91讲授新课PAOBCDE角的内部到角的两边距离相等的点在角的平分线上.问题:交换角的平分线的性质中的已知和结论,你能得到什么结论,这个新结论正确吗?角平分线的性质:角的平分线上的点到角的两边的距离相等.∵OC平分∠AOB,且PD⊥OA,PE⊥OB∴PD=PE几何语言:猜想:思考:这个结论正确吗?角平分线的判定讲授新课PAOBCDE角的内部到角的两边距离相等的点在角的平92已知:如图,PD⊥OA,PE⊥OB,垂足分别是D、E,PD=PE.求证:点P在∠AOB的角平分线上.证明:作射线OP,
∴点P在∠AOB
角的平分线上.在Rt△PDO和Rt△PEO
中,(全等三角形的对应角相等).
OP=OP(公共边),PD=PE(已知),BADOPE∵PD⊥OA,PE⊥OB.∴∠PDO=∠PEO=90°,∴Rt△PDO≌Rt△PEO(HL).∴∠AOP=∠BOP证明猜想已知:如图,PD⊥OA,PE⊥OB,垂足分别是D、E,PD=93判定定理:角的内部到角的两边的距离相等的点在角的平分线上.PAOBCDE应用所具备的条件:(1)位置关系:点在角的内部;(2)数量关系:该点到角两边的距离相等.定理的作用:判断点是否在角平分线上.应用格式:∵PD⊥OA,PE⊥OB,PD=PE.∴点P在∠AOB的平分线上.知识总结判定定理:PAOBCDE应用所具备的条件:(1)位置关系:点94典例精析
例1:如图,要在S区建一个贸易市场,使它到铁路和公路距离相等,离公路与铁路交叉处500米,这个集贸市场应建在何处(比例尺为1︰20000)?DCS解:作夹角的角平分线OC,截取OD=2.5cm,D即为所求.O方法点拨:根据角平分线的判定定理,要求作的点到两边的距离相等,一般需作这两边直线形成的角的平分线,再在这条角平分线上根据要求取点.典例精析例1:如图,要在S区建一个贸易市场,使它到铁路和公95活动1分别画出下列三角形三个内角的平分线,你发现了什么?发现:三角形的三条角平分线相交于一点三角形的内角平分线活动1分别画出下列三角形三个内角的平分线,你发现了什么?发96活动2分别过交点作三角形三边的垂线,用刻度尺量一量,每组垂线段,你发现了什么?发现:过交点作三角形三边的垂线段相等你能证明这个结论吗?活动2分别过交点作三角形三边的垂线,用刻度尺量一量,每组垂97已知:如图,△ABC的角平分线BM,CN相交于点P,求证:点P到三边AB,BC,CA的距离相等.证明结论证明:过点P作PD,PE,PF分别垂直于AB,BC,CA,垂足分别为D,E,F.∵BM是△ABC的角平分线,点P在BM上,∴PD=PE.同理PE=PF.∴PD=PE=PF.即点P到三边AB,BC,CA的距离相等.D
E
F
A
B
C
P
N
M
已知:如图,△ABC的角平分线BM,CN相交于点P,证明结论98想一想:点P在∠A的平分线上吗?这说明三角形的三条角平分线有什么关系?点P在∠A的平分线上.
结论:三角形的三条角平分线交于一点,并且这点到三边的距离相等.D
E
F
A
B
C
P
N
M
想一想:点P在∠A的平分线上吗?这说明三角形的三条角平分线有99MENABCPOD变式1:如图,在直角△ABC中,∠C=90°,AP平分∠BAC,BD平分∠ABC;AP,BD交于点O,过点O作OM⊥AC,若OM=4,(1)求点O到△ABC三边的距离和.温馨提示:不存在垂线段———构造应用12MENABCPOD变式1:如图,在直角△ABC中,∠C=90100解:连接OCMENABCPOD变式1:如图,在直角△ABC中,∠C=900,AP平分∠BAC,BD平分∠ABC;AP,BD交于点O,过点O作OM⊥AC,若OM=4.(2)若△ABC的周长为3
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