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关于“两点之间线段最短”的拓展教学

2014-05-27 08:50阅读:


初三临近毕业综合复习时,设置了一组有层级的复习题,综合复习了空间里的轴对称,旋转,平移三种基本空间关系,最终转化为基本问题:两点之间线段最短。


问题1:直线m两侧各有一点A点、B点,动点P在直线m上,当P在什么位置时,满足PA+PB的值最小。

问题2:直线m:同侧有两点A点、B点,动点
P在直线m上,当P在什么位置时,满足PA+PB的值最小。
问题3 关于“两点之间线段最短”的拓展教学ABC是一个锐角三角形,在三角形内有一动点P,当P在什么位置时,满足PA+PB+PC的值最小。

关于“两点之间线段最短”的拓展教学
要点解析:
1题略。
2题利用轴对称知识转化为1问题。
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3题利用旋转,转化为两点之间线段最短的基本问题。
如图分别以BPBC为边做等边BDP和等边BCE,并连接
DE,由边角边可证BPCBDE,则有PD=PBDE=PC。在空间上可以看做BPC绕着B点逆时针旋转60oBDE位置,则PB绕着B点逆时针旋转60oPD位置,PC绕着B点顺时针旋转60oDE位置。如图(1
PA+PB+PC=PA+PD+DE
所以问题转化为AE两点之间,怎样的连线最短。
很明显,APDE在一条直线上时,既PD在线段AE上时,两点之间线段最短,此时PA+PD+DE的值最小,
PA+PB+PC的值最小。
此时BPC=BDE=180O-BDP=120O.则APC=120O。如图(2

怎样确定P点的位置呢?
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如图(3),可知P点在AE上,同理,以AC为边,在ABC外做等边ACF,那么P也在BF上,因此AEBF的交点即为P点。证明如下:
易证明AECFBC,并且AECFBC的空间关系可以看做:FBC绕着C点逆时针旋转60oAEC的位置,因此易证明AEBF的交角APF=BPE=60o
C点向BFAE做垂线段,由全等三角形对应边上的高相等,可知C点在EPF的角平分线上,所以EPC=FPC=60o
BPC=BDE=APC=120O成立。



拓展:
11)如果ABC是钝角三角形,钝角BAC小于120O,那么ABC也一定存在一个点,它到三角形各顶点连线段之和最短,且该点一定满足这三条连线之间的夹角均为120O,
(2)如果ABC是钝角三角形,钝角BAC等120O,那么到三角形各顶点连线段之和最短的点在哪儿呢?
(3)如果ABC是钝角三角形,钝角BAC大120O,那么到三角形各顶点连线段之和最短的点在哪儿呢?为什么?
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2、如果四边形ABCD对角线ACBD相互垂直,那么对角线交点P到四边形各顶点连线段之和最短。你能证明这个结论吗?
要点说明:如右图,设平面内另有一点Q, 那么有
QB+QDPB+PD,QA+QCPA+PC,
故有AQ+QC+QB+QDPA+PC+PB+PD,仅当QP重合时,等号成立,取得最小值。



3、根据前面的结论,你能否做出合情推理,如果五边形内如果存在一点,当该点与五边形的每个顶点的连线满足什么条件时,该点到五边形各顶点连线段之和最短?
要点:如果该点与五边形的每个顶点的相邻连线夹角为72o时,该点到五边形各顶点连线段之和最短。如图所示。
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