1、让学生在学与练的过程中去体味奇妙的数学、学习和领略奥妙的数学;从而提高学习数学的兴趣、勤奋地去开垦数学。本文试图从“利用轴对称性质求最小值”问题入手,在挖掘课本教育资源、注重多题一解、培养学生知识迁移能力方面作一些尝试与探索,与数学同行们交流,抛砖引玉。(一)、课本原型:(七年级下册第196页)如图(1)所示,要在街道旁修建一个奶站,向居民区A、B提供牛奶,奶站应建在什么地方,才能使从A,B到它的距离之和最短?解:如图(2),只要画出A点关于直线L的对称点C,连结BC交直线L于P,则P点就是所求。这时PA+PB=PC+PB为最小,(因为两点之间线段最短)。(证明:如图(2),在L上任取一点P1
2、,连结P1A,P1B,P1C,因为P1A+P1B=P1C+P1BBC=PA+PB。这是根据三角形两边之和大于第三边,所以结论成立。)(二)应用和延伸:例1、(七年级作业本题)如图(3),AOB内有一点P,在OA和OB边上分别找出M、N,使PMN的周长最小。如图(4),只要画出P点关于OB、OA的对称点P1,P2 ,连结P1、P2交OB、OA于M、N,此时PMN的周长PM+PN+MN=P1P2为最小。(证明略)例2、在图(1)中,若A到直线L的距离AC是3千米,B到直线L的距离BD是1千米,并且CD的距离4千米,在直线L上找一点P,使PA+PB的值最小。求这个最小值。如图(1)所示,只要过A1点
3、画直线L的平行线与BD的延长线交于H,在RtA1BH中,A1H=4千米,BH=4千米,用勾股定理求得A1B的长度为4千米。即PA+PB的最小值为4千米。图(1) (三)、迁移和拓展:例1、9(温州2003年中考题)如图(5),在菱形ABCD中,AB=4a,E在BC上,EC=2a,BAD=1200,点P在BD上,则PE+PC的最小值是( )(A) 6a , (B) 5a , (C) 4a , (D) 2a 。如图(6),因为菱形是轴对称图形,所以BC中点E关于对角线BD的对称点E一定落在AB的中点E1,只要连结CE1,CE1即为PC+PE的最小值。这时三角形CBE1是含有300角的直角三角形,P
4、C+PE=CE1=2a 。所以选(D)。例2、(2001年全国数学竞赛题)如图(7),在直角坐标系XOY中,X轴上的动点M(X,0)到定点P(5,5)和到Q(2,1)的距离分别为MP和MQ,那么当MP+MQ取最小值时,点M的横坐标X=。图(7)图(8)如图(8),只要画出点Q关于X轴的对称点Q1(2,-1),连结PQ1 交X于点M,则M点即为所求。点M的横坐标只要先求出经过PQ1两点的直线的解析式,(Y=2X-5),令Y=0,求得X=5/2。(也可以用勾股定理和相似三角形求出答案)。例3、求函数Y= +的最小值。方法()、把原函数转化为Y= + ,因此可以理解为在X轴上找一个点,使它到点(3,
5、1)和(-3,5)的距离之和最小。(解法同上一题)。方法(),如图(9),分别以PM=(3-X)、AM=1为边和以PN=(X+3)、BN=5为边构建使(3-X)和(X+3)在同一直线上的两个直角PAM、PNB,两条斜边的长就是PA= 和PB= ,因此,求Y的最小值就是求PA+PB的最小值,只要利用轴对称性质求出BA1的长,就是Y的最小值。(6)。(四)、思考与练习:1、(2002湖北黄岗竞赛题)如图(10),AOB=450,角内有一点P,PO=10,在角两边上有两点Q、R(均不同于点O),则PQR的周长最小值是 。(提示:画点P关于OA的对称点P1,点P关于OB的对称点P2, AOB=450,
6、P1OP2是等腰直角三角形,P1P2=10)。又问当PQR周长最小时,QPR的度数= 。(1000)。 2、已知点A(-2,1),点B(3,4)。在X轴上求一点P,使得PA+PB的值最小。这个最小值是 。(同例2)3、(北京市竞赛题)如图(11),在矩形ABCD中,AB=20,BC=10,若在AC、AB上各取一点M、N,使BM+MN的值最小,求这个最小值。要使BM+MN的值最小,应设法把折线BM+MN拉直,从而想到用轴对称性质来做。画出点B关于直线AC的对称点B1,则B1N的长就是最小值;又因为N也是动点,所以,当B1NAB时这个值最小,利用勾股定理和三角形面积公式可以求得这个最小值为16。初
7、三的同学也可以用射影定理和面积公式求解。4、(希望杯2001初二数学邀请赛试题),如图(12)在菱形ABCD中,DAB=1200,点E平分BC,点P在BD上,且PE+PC=1,那么边长AB的最大值是 。(因为当PE+PC最小时,AB=CD达到最大,这个最大值是)。5、(美国中学生竞赛题)如图(13),一个牧童在小河南4英里处牧马,河水向正东方流去,而他正位于他的小屋西8英里北7英里处,他想把他的马牵到小河边去饮水,然后回家,他能够完成这件事所走的最短距离是( )(提示:画点A关于小河岸的对称点A1,连结A1B即为最短距离。(A) 4+英里 (B) 16英里 (C) 17英里 (D) 18英里
8、6、(新蕾杯竞赛题)如图(14),正方形ABCD的边长为3,E在BC上,且BE=2,P在BD上,求PE+PC的最小值。(与知识拓展例1类似,因为点C和点A关于直线BD对称,所以AE是PC+PE的最小值,这个值为)。 7、如图(15),在河湾处M点有一个观察站,观察员要从M点出发,先到AB岸,再到CD岸然后返回M点,则该船应该走的最短路线是(先画图,再用字母表示)。,同知识迁移题)8、(温州2001年中考题)如图(16),AB是O的直径,AB=2,OC是O的半径,OCAB,点D在AC()上,AD()=2CD(),点P是半径OC上一个动点,那么AP+PD的最小值是 。(只要找出点D关于半径OC的对称点D1,AD1的长就是AP+PD的最小值。因为ABD1是含有趣300角的直角三角形,所以这个值是)。9、求代数式 + 的最小值。()10、(2000年湖北省选拔赛试题)在直角坐标系中,有四个点A(-8,3)、B(-4,5)、C(0,n)、D(m,0),当四边形ABCD的周长最短时,的值为- 。(因为A、B是定点且长度不变,只要使其它的三条线段的和最小,所以考虑用轴对称的方法将BC、CD、AD这三条折线拉直。画点A关于X轴的对称点A1,点B关于Y轴的对称点B1,只要求出直线A1B1的函数解析式就可以求出点C和点D 的坐标。) (浙江、海盐、西塘中学 杨孝华 ) 2004、11、155