问题情境
【生活情境】图1表示两岸彼此平行的一条河,现在要在这条河上建一座桥。

【问题提出】下面请你来完成这样一项任务:如图2,直线$ l_1 $,$ l_2 $表示一条河的两岸,且$ l_1 // l_2 $,现要在这条河上建一座桥,当桥建在何处时才能使从村庄A经桥过河到村庄B的路程最短?请画出示意图。
【问题分析】利用平行线和平移的知识,将一些重要线段进行转化,即用与它相等的线段替代,从而转化成两点之间线段最短的问题。
【问题解决】
【生活情境】图1表示两岸彼此平行的一条河,现在要在这条河上建一座桥。
【问题提出】下面请你来完成这样一项任务:如图2,直线$ l_1 $,$ l_2 $表示一条河的两岸,且$ l_1 // l_2 $,现要在这条河上建一座桥,当桥建在何处时才能使从村庄A经桥过河到村庄B的路程最短?请画出示意图。
【问题分析】利用平行线和平移的知识,将一些重要线段进行转化,即用与它相等的线段替代,从而转化成两点之间线段最短的问题。
【问题解决】
答案
作BB' 垂直河岸$ l_1 $,使$ BB' $ 等于河宽,连结$ AB' $ 交另一条河岸$ l_2 $ 于点M,过点M作$ MN⊥ $河岸$ l_1 $,垂足为点N,故桥建在M,N处符合题意。
解析
【分析】
要让从A经桥到B的路程最短,首先明确桥必须垂直河岸,因此桥长MN是固定等于河宽的,总路程为AM+MN+NB,所以仅需保证AM+NB的和最小即可。我们可以利用平移的性质转化线段:把点B沿垂直河岸的方向平移河宽的距离得到点B',此时NB与MB'长度相等,AM+NB就转化为AM+MB',根据两点之间线段最短,连接AB'得到的线段就是AM+MB'的最小值,对应找到交点就能确定桥的位置。
【解析】
1. 过点B作BB'垂直于河岸$l_1$,使BB'的长度等于$l_1$与$l_2$之间的河宽;
2. 连接$AB'$,交河岸$l_2$于点M;
3. 过点M作$MN⊥l_1$,垂足为N,MN即为建桥的位置。
原理:由平移性质可知$NB=MB'$,总路程$AM+MN+NB=AM+MB'+MN$,MN为定值,而$AM+MB'$的最小值为线段$AB'$的长度(两点之间线段最短),因此此时总路程最短。
【答案】
作BB' 垂直河岸$ l_1 $,使$ BB' $ 等于河宽,连结$ AB' $ 交另一条河岸$ l_2 $ 于点M,过点M作$ MN⊥ $河岸$ l_1 $,垂足为点N,故桥建在M,N处符合题意。
【知识点】
平移的性质;两点之间线段最短;垂线的性质
【点评】
本题是典型的造桥选址类最短路径问题,核心解题思路是通过平移将固定的桥长分离,把待求最短的分散路径转化为两点之间的线段,体现了转化的数学思想,能有效考查对平移性质的应用能力和最短路径原理的掌握程度。
【难度系数】
0.6
要让从A经桥到B的路程最短,首先明确桥必须垂直河岸,因此桥长MN是固定等于河宽的,总路程为AM+MN+NB,所以仅需保证AM+NB的和最小即可。我们可以利用平移的性质转化线段:把点B沿垂直河岸的方向平移河宽的距离得到点B',此时NB与MB'长度相等,AM+NB就转化为AM+MB',根据两点之间线段最短,连接AB'得到的线段就是AM+MB'的最小值,对应找到交点就能确定桥的位置。
【解析】
1. 过点B作BB'垂直于河岸$l_1$,使BB'的长度等于$l_1$与$l_2$之间的河宽;
2. 连接$AB'$,交河岸$l_2$于点M;
3. 过点M作$MN⊥l_1$,垂足为N,MN即为建桥的位置。
原理:由平移性质可知$NB=MB'$,总路程$AM+MN+NB=AM+MB'+MN$,MN为定值,而$AM+MB'$的最小值为线段$AB'$的长度(两点之间线段最短),因此此时总路程最短。
【答案】
作BB' 垂直河岸$ l_1 $,使$ BB' $ 等于河宽,连结$ AB' $ 交另一条河岸$ l_2 $ 于点M,过点M作$ MN⊥ $河岸$ l_1 $,垂足为点N,故桥建在M,N处符合题意。
【知识点】
平移的性质;两点之间线段最短;垂线的性质
【点评】
本题是典型的造桥选址类最短路径问题,核心解题思路是通过平移将固定的桥长分离,把待求最短的分散路径转化为两点之间的线段,体现了转化的数学思想,能有效考查对平移性质的应用能力和最短路径原理的掌握程度。
【难度系数】
0.6
登录