小学奥数讲义最短路线专题

小学奥数讲义最短路线专题小学奥数讲义最短路线专题/NUM咨询热线淀校区地址：北京市海淀区北三环西路联想桥满庭芳园（人民大学东门）1号楼A座206室乘车路线：1、红民村站下：425路，619路，718路，827路，836路，323路，422路，361路，367路。2、四通桥东站下：619路，8路，727路，967路，801路，836路，731路，425路，422路，302路，运通101路，运通201路。小学奥数讲义最短路线专题小学奥数讲义最短路线专题最短路线专题在日常生活、工作中，经常会遇到有关行程路线的问题。比如：邮递员送信，要穿遍所有的街道，为了少走冤枉路，需要选择一条最短的路线；旅行者希望寻求最佳旅行路线，以求能够走最近的路而达到目的地，等等。这样的问题，就是我们所要研究学习的“最短路线问题”。典型例题例[1]假如直线AB是一条公路，公路两旁有甲乙两个村子，如下图1。现在要在公路上修建一个公共汽车站，让这两个村子的人到汽车站的路线之和最短。问：车站应该建在什么地方？AAB甲村乙村AB甲村乙村图1图2分析如果只考虑甲村的人距离公路AB最近，只要由甲村向公路AB画一条垂直线，交AB于C点，那么C点是甲村到公路AB最近的点，但是乙村到C点就较远了。反过来，由乙村向公路AB画垂线，交AB于D点，那么D点是乙村到公路AB最近的点。但是这时甲村到公路AB的D点又远了。因为本题要求我们在公路AB上取的建站点，能够兼顾甲村和乙村的人到这个车站来不走冤枉路（既路程之和最短），根据我们的经验：两个地点之间走直线最近，所以，只要在甲村乙村间连一条直线，这条直线与公路AB交点P，就是所求的公共汽车站的建站点了（图2）。解用直线把甲村、乙村连起来。因为甲村乙村在公路的两侧，所以这条连线必与公路AB有一个交点，设这个交点为P，那么在P点建立汽车站，就能使甲村乙村的人到汽车站所走的路程之和最短。例[2]一个邮递员投送信件的街道如图3所示，图上数字表示各段街道的千米数。他从邮局出发，要走遍各街道，最后回到邮局。问：走什么样的路线最合理？全程要走多少千米？1124213分析选择最短的路线最合理。那么，什么路线最短呢？一笔画路线应该是最短的。邮递员从邮局出发，还要回到邮局，按一笔画问题，就是从偶点出发，回到偶点。因此，要能一笔把路线画出来，必须途径的各点全是偶点。但是图中有8个奇点，显然邮递员要走遍所有街道而又不走重复的路是不可能的。要使邮递员从邮局出发，仍回到邮局，必须使8个奇点都变成偶点，就是要考虑应在哪些街道上重复走，也就是相当于在图上添哪些线段，能使奇点变成偶点。如果有不同的添法，就还要考虑哪一种添法能使总路程最短。12124213124213124213124213(a)(b)(c)(d)图4图4中添虚线的地方，就是重复走的路线。重复走的路程分别为：3×4=12（千米）3×2＋2×2=10（千米）2×4=8（千米）3×2＋4×2=14（千米）当然，重复走的路程最短，总路程就最短。从上面的计算不难找出最合理的路线了。解邮递员应按图4（c）所示的路线走，这条路重复的路程最短，所以最合理。全程为：（1＋2＋4＋2＋1）×2＋3×6＋2×4=20＋18＋8=46（千米）小明家学校北小明家学校北分析为了叙述的方便，我们在各交叉点标上字母（见图6）。小明家小明家ABFEFDEF我们从小明家出发，顺序往前推。由于从小明家到A、B、C、D各处都是沿直线行走，所以都只有一种走法。我们分别在交叉点处标上“1”。而从小明家到E处，就有先到A或先到D的两种走法，正好是两个对角上标的数1+1的和。从小明家到F点，则有3条路线，又正好是两个对角上标的数1+2的和。标在各交叉点的数，就是依次顺序推出的到各交叉点能有多少种不同的路线的数。从中我们可以看出，每个格内上右角与下左角两个对角上的数的和，正好等于下右角上的数。小明家学校北小明家学校北1121314259134A