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胡不归模型是初中数学中一类非常经典的几何问题。想象一下,你家和姥姥家都在河的同一侧,现在想在河边建一个码头,让你从家走到码头,再从码头到姥姥家,希望总的路程最短。这个码头应该建在哪里呢?这就是胡不归模型要解决的问题。
解决胡不归问题的关键方法是反射,也叫对称。我们把其中一个固定点,比如点B,关于直线L做对称,得到一个新点B撇。对称有一个重要性质:直线L上的任意一点P到点B的距离,都等于它到点B撇的距离。这样,我们原来要求AP加BP的最小值,就变成了求AP加B撇P的最小值。
胡不归模型是一类经典的最值问题。问题的背景是:从点A出发,经过直线L上的某个点P,再到达点B,我们要求这个路径AP加PB的最小值。这类问题在数学中非常重要,因为它体现了将复杂问题转化为简单几何问题的思想。
解决胡不归问题的关键是利用轴对称变换。首先,我们找到点B关于直线L的对称点B撇。然后连接A和B撇,这条线段与直线L的交点就是最优点P。为什么这样做呢?因为对于直线L上的任意点P,PB等于PB撇,所以AP加PB等于AP加PB撇。要使AP加PB撇最小,根据两点之间线段最短的原理,当A、P、B撇三点共线时取得最小值。
现在问题变成了:在直线L上找一点P,使得AP加B撇P的值最小。根据"两点之间线段最短"的原理,当点P恰好在连接A和B撇的线段上时,AP加PB撇的值最小,这个最小值就是线段AB撇的长度。所以,最优的点P就是线段AB撇与直线L的交点。这样,我们就把一个复杂的最值问题转化成了简单的几何问题。
让我们通过一个具体例题来巩固理解。已知A的坐标是1、3,B的坐标是5、1,直线L的方程是y等于2,求AP加PB的最小值。首先,我们求B关于直线y等于2的对称点。B到直线的距离是1,所以B撇的坐标是5、3。然后计算AB撇的长度,等于根号下4的平方加0的平方,等于4。所以最小值是4。
最后,让我们总结胡不归模型的解题策略。可以概括为四步法:第一步,识别模型,看到从一点到直线再到另一点的最值问题;第二步,作对称变换,找到其中一个端点关于直线的对称点;第三步,连线求交点,连接另一端点与对称点,求交点;第四步,计算最值,最小值就是连接线段的长度。记住口诀:一作对称二连线,交点即是最优解。这类问题在光的反射、绳子过滑轮等实际问题中都有应用。
让我们通过一个具体例题来巩固理解。已知A的坐标是1、3,B的坐标是5、1,直线L的方程是y等于2,求AP加PB的最小值。首先,我们求B关于直线y等于2的对称点。B到直线的距离是1,所以B撇的坐标是5、3。然后计算AB撇的长度,等于根号下4的平方加0的平方,等于4。所以最小值是4。
最后,让我们总结胡不归模型的解题策略。可以概括为四步法:第一步,识别模型,看到从一点到直线再到另一点的最值问题;第二步,作对称变换,找到其中一个端点关于直线的对称点;第三步,连线求交点,连接另一端点与对称点,求交点;第四步,计算最值,最小值就是连接线段的长度。记住口诀:一作对称二连线,交点即是最优解。这类问题在光的反射、绳子过滑轮等实际问题中都有应用。