将军饮马问题作为初中数学中的重要模型,不仅考验学生的几何知识,还要求学生具备灵活的解题思路和空间想象能力。以下是针对将军饮马问题的十大模型解法全解析,结合实战演练,帮助学生们更好地理解和掌握这一难题。
一、模型一:基本将军饮马模型
解法解析
在直线l上找一点P,使得PA + PB的值最小。
- 连接AB,交直线l于点P。
- 根据两点之间线段最短的性质,点P即为所求。
实战演练
如图,在直线l上有点A、B,AB=10cm,点C为直线l上任意一点,求AC + BC的最小值。
解答
连接AB,交直线l于点P。由于AB=10cm,根据基本将军饮马模型,点P即为所求。AC + BC的最小值为10cm。
二、模型二:对称将军饮马模型
解法解析
在直线l上找一点P,使得PA + PB的值最小。
- 作点A关于直线l的对称点A’。
- 连接BA’,交直线l于点P。
- 根据两点之间线段最短的性质,点P即为所求。
实战演练
如图,在直线l上有点A、B,AB=6cm,点C为直线l上任意一点,求AC + BC的最小值。
解答
作点A关于直线l的对称点A’。连接BA’,交直线l于点P。根据对称将军饮马模型,点P即为所求。AC + BC的最小值为6cm。
三、模型三:平移将军饮马模型
解法解析
在直线l上找一点P,使得PA + PB的值最小。
- 将点A沿直线l平移至A’。
- 连接A’B,交直线l于点P。
- 根据两点之间线段最短的性质,点P即为所求。
实战演练
如图,在直线l上有点A、B,AB=8cm,点C为直线l上任意一点,求AC + BC的最小值。
解答
将点A沿直线l平移至A’。连接A’B,交直线l于点P。根据平移将军饮马模型,点P即为所求。AC + BC的最小值为8cm。
四、模型四:多线段和最小值将军饮马模型
解法解析
在直线l上找一点P,使得PA + PB + PC的值最小。
- 将点A、B、C分别沿直线l平移至A’、B’、C’。
- 连接A’B’、B’C’、C’A’,交直线l于点P。
- 根据两点之间线段最短的性质,点P即为所求。
实战演练
如图,在直线l上有点A、B、C,AB=5cm,BC=6cm,AC=7cm,点D为直线l上任意一点,求AD + DE + EF + FC的最小值。
解答
将点A、B、C分别沿直线l平移至A’、B’、C’。连接A’B’、B’C’、C’A’,交直线l于点P。根据多线段和最小值将军饮马模型,点P即为所求。AD + DE + EF + FC的最小值为18cm。
五、模型五:差最大将军饮马模型
解法解析
在直线l上找一点P,使得PA - PB的值最大。
- 作点A关于直线l的对称点A’。
- 连接A’B,交直线l于点P。
- 根据两点之间线段最短的性质,点P即为所求。
实战演练
如图,在直线l上有点A、B,AB=10cm,点C为直线l上任意一点,求AC - BC的最大值。
解答
作点A关于直线l的对称点A’。连接A’B,交直线l于点P。根据差最大将军饮马模型,点P即为所求。AC - BC的最大值为10cm。
六、模型六:造桥选址将军饮马模型
解法解析
在直线l上找一点P,使得PA + PB + PC的值最小。
- 作点A关于直线l的对称点A’。
- 连接A’B,交直线l于点P。
- 根据两点之间线段最短的性质,点P即为所求。
实战演练
如图,在直线l上有点A、B、C,AB=6cm,BC=8cm,AC=10cm,点D为直线l上任意一点,求AD + DE + EF + FC的最小值。
解答
作点A关于直线l的对称点A’。连接A’B,交直线l于点P。根据造桥选址将军饮马模型,点P即为所求。AD + DE + EF + FC的最小值为22cm。
七、模型七:两定两动将军饮马模型
解法解析
在直线l上找两个动点P、Q,使得AP + BQ + CQ的值最小。
- 作点A关于直线l的对称点A’。
- 连接A’B,交直线l于点P。
- 连接B’A’,交直线l于点Q。
- 根据两点之间线段最短的性质,点P、Q即为所求。
实战演练
如图,在直线l上有点A、B、C,AB=5cm,BC=6cm,AC=7cm,点D为直线l上任意一点,求AD + DE + EF + FC的最小值。
解答
作点A关于直线l的对称点A’。连接A’B,交直线l于点P。连接B’A’,交直线l于点Q。根据两定两动将军饮马模型,点P、Q即为所求。AD + DE + EF + FC的最小值为18cm。
八、模型八:一定两动将军饮马模型
解法解析
在直线l上找两个动点P、Q,使得AP + BQ的最小值。
- 作点A关于直线l的对称点A’。
- 连接A’B,交直线l于点P。
- 连接B’A’,交直线l于点Q。
- 根据两点之间线段最短的性质,点P、Q即为所求。
实战演练
如图,在直线l上有点A、B,AB=8cm,点C为直线l上任意一点,求AC + BC的最小值。
解答
作点A关于直线l的对称点A’。连接A’B,交直线l于点P。连接B’A’,交直线l于点Q。根据一定两动将军饮马模型,点P、Q即为所求。AC + BC的最小值为8cm。
九、模型九:轴对称将军饮马模型
解法解析
在直线l上找一点P,使得PA + PB的值最小。
- 作点A关于直线l的对称点A’。
- 连接A’B,交直线l于点P。
- 根据两点之间线段最短的性质,点P即为所求。
实战演练
如图,在直线l上有点A、B,AB=10cm,点C为直线l上任意一点,求AC + BC的最小值。
解答
作点A关于直线l的对称点A’。连接A’B,交直线l于点P。根据轴对称将军饮马模型,点P即为所求。AC + BC的最小值为10cm。
十、模型十:平移+对称将军饮马模型
解法解析
在直线l上找一点P,使得PA + PB的值最小。
- 将点A沿直线l平移至A’。
- 作点A’关于直线l的对称点A”。
- 连接A”B,交直线l于点P。
- 根据两点之间线段最短的性质,点P即为所求。
实战演练
如图,在直线l上有点A、B,AB=6cm,点C为直线l上任意一点,求AC + BC的最小值。
解答
将点A沿直线l平移至A’。作点A’关于直线l的对称点A”。连接A”B,交直线l于点P。根据平移+对称将军饮马模型,点P即为所求。AC + BC的最小值为6cm。
通过以上十大模型的实战演练,学生们可以更好地理解和掌握将军饮马问题,提高解决实际问题的能力。