【教学设计】 课题学习 最短路径问题
课题学习最短路径问题教学设计人教版数学八年级上册

高新技术产业开发区XX中学备课日志1.两点之间的所有连线中,什么线最短?2.连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,什么线最短?【课堂引入】已知:如图,A,B在直线l的两侧,在l上求一点P,使得PA+PB最小.提示:连接AB,线段AB与直线l的交点P,就是所求.以学生学过的知识为基础引入课题,培养学生的学习兴趣【探究新知】1.问题1如图,牧马人从草场A 地出发,到一条笔直的河边l 饮马,然后回到帐篷B 地.问:到河边什么地方饮马可使他所走的路线全程最短?追问1这是一个实际问题,你打算首先做什么?你能用自己的语言解释这个题的意思吗?能把它抽象为数学问题吗?(1)将A,B两地抽象为两个点,将河l抽象为一条直线;(2)从A 地出发,到河边l 饮马,然后到B 地;探究活动,使学生经历将实际问题转化为数学问题的建模过程.2思考、合作交流,鼓励学生善于思考、勇于发现、大胆尝试,培养合作意识(3)在河边饮马的地点有无穷多处,把这些地点与A,B 连接起来的两条线段的长度之和,就是从A 地到饮马地点,再回到B 地的路程之和;(4)现在的问题是怎样找出使两条线段长度之和为最短的直线l上的点.设C为直线上的一个动点,上面的问题就转化为:当点C在l的什么位置时,AC与CB的和最小(如图).追问2对于问题1,如何将点B“移”到l的另一侧B′处,满足直线l上的任意一点C,都保持CB与CB′的长度相等?追问3你能利用轴对称的有关知识,找到上问中符合条件的点B′吗?教师讲解作法:如图,点A,B在直线l的同侧,点C是直线上的一个动点,当点C在l的什么位置时,AC与CB的和最小?作法:(1)作点B关于直线l的对称点B′;(2)连接AB′,与直线l相交于点C.则点C即为所求.问题2你能用所学的知识证明AC+BC最短吗?证明:如图,在直线l上任取一点C′(与点C不重合),连接AC′,BC′,B′C′.由轴对称的性质知,BC=B′C,BC′=B′C′.∴AC +BC=AC+B′C=AB′,AC′+BC′=AC′+B′C′.在∴AB′C′中,AB′<AC′+B′C′,∴ AC +BC<AC′+BC′.即AC +BC 最短.师生活动:教师先让学生分组讨论,分析问题,解决问题,对有疑问的地方教师适时引导,最后共同总结.2.仿照上面分析问题的方法,你能解决下面的问题吗?(造桥选址问题)如下图,A,B两地在一条河的两岸,现要在河岸上造一座桥MN,桥造在何处可使从A到B的路径AMNB最短?(假定河的两岸是平行的直线,桥要与河垂直)把河的两岸看成两条平行线a和b,N为直线b上的一个动点,MN垂直于直线b,交直线a于点M.上面的问题就转化为:如图,直线a∴b,N为直线b上的一个动点,MN∴b,交直线a于点M,当点N在直线b的什么位置时,AM+MN+NB最小?由于河岸宽度是固定的,因此当AM+BN最小时,AM+MN+NB最小.这样,问题就进一步转化为:当点N在直线b的什么位置时,AM+NB最小?追问4:能否通过图形的变化(轴对称、平移等),把上图的情况转化为下图的情况?如图,将AM沿与河岸垂直的方向平移,点M移动到点N,点A移动到点A′,则AA′=MN,AM+NB=A′N+NB.这样问题就得到了转化.追问5:你能找到所要求的N点的位置吗?如图,连接A′B,交直线b于点N,则点N即为所求.即在点N处建桥MN,所得路径AMNB最短.追问6:你能证明点N的位置即为所求吗?如图,在直线b上另外任意取一点N′,过点N′作N′M′∴a,垂足为M′,连接AM′,A′N′,N′B.求证:AM+MN+NB<AM′+M′N′+N′B.证明:由作图可知M′N′=MN=AA′.由平移的性质可知AM=A′N,AM′=A′N′.根据“两点之间,线段最短”可知A′N′+N′B>A′B.∴AM′+N′B>AM+NB.∴AM′+N′B+M′N′>AM+NB+MN.师生活动:教师可引导学生分析,对于有疑问的地方进行讲解说明.归纳:在解决最短路径问题时,我们通常利用轴对称、平移等变换把已知问题转化为容易解决的问题,从而作出最短路径.重难点突破【典型例题】例1如图,在正方形网格中有M,N两点,在直线l上求一点P使PM+PN最短,则点P应选在(C)A.A点B.B点C.C点D.D点例2如图直线l1,l2表示一条河的两岸,且l1∴l2,现要在这条河上建一座桥(桥与河的两岸相互垂直),桥建在何处才能使从村庄A经过河到村庄B的路线最短?画出示意图,并说明理由.解:如图所示.理由:由作图过程可知,四边形ADCA′为平行四边形,AD平移至A′C即可得到线段A′B,两点之间,线段最短,由于河宽不变,CD即为桥.进一步巩固学生对最短路径问题的解决方法的掌握【课堂检测】1.如图,A,B是两个居民小区,快递公司准备在公路l上选取点P处建一个服务中心,使PA+PB最短.下面四种选址方案符合要求的是(A)A B C D2.如图,在Rt∴ABC中,∴A=90°,∴C=30°,AB=2,EF是AC的垂直平分线,P是直线EF上的任意一点,则PA+PB的最小值是4.3.如图,一艘旅游船从大桥AB的P处前往山脚下的Q处接游客,然后送往河岸BC上,再回到P处,请画出旅游船的最短路线.解:连接PQ,作P关于BC的对称点P1,连接QP1,交BC于M,再连接MP.最短路线即为PQMP.师生活动:学生进行当堂检测,完成后,教师进行批阅、点评、讲解.针对本课时的主要问题,分层次进行检测,达到学有所成、了解课堂学习效果的目的。
13.4课题学习 最短路径问题教学设计

13.4 课题学习最短路径问题(第一课时)一、内容和内容解析1.内容利用轴对称研究某些最短路径问题。
2.内容解析最短路径问题是人教版八年级上册第十三章第四节内容,本节课以一个实际问题为载体开展对“最短路径问题”的课题研究,让学生将实际问题抽象为数学中线段之和最小问题,并建立数学模型,学会用数学的眼光观察现实世界.初步了解利用图形变换——轴对称的方法来解决最值问题,体会用数学的思维思考现实世界。
从内容上来看,在本章节之前学生已经学习了“两点之间,线段最短”“三角形两边之和大于第三边”等相关理论,以及简单的轴对称知识,这为过渡到本节的学习起着铺垫作用。
本节课既轴对称知识运用的延续,从初中数学的角度来看,也是中考数学的热点问题之一,本节课的教学内容是解决中考最值综合问题的基础,具有承上启下作用。
本节课的教学重点:利用轴对称将最短路径问题转化为“两点之间,线段最短”问题。
二、目标和目标解析1.目标(1)能利用轴对称解决简单的最短路径问题,体会图形的变化在解决最值问题中的作用,感悟转化思想。
(2)通过实际问题的提出,能够抽象为数学问题,并建立数学模型,利用所掌握的数学知识完成严谨的推理过程,然后再解决实际问题。
体会数学在实际生活中的价值。
2.目标解析达成目标 1 的标志是:学生能将实际问题中的“地点”“河”抽象为数学中的“点”“线",把实际问题抽象为数学的线段和最小问题;能利用轴对称将线段和最小问题转化为“两点之间,线段最短”问题;能通过逻辑推理证明所求距离最短;在探索最短路径的过程中,体会轴对称的“桥梁”作用,感悟转化思想。
达成目标 2 的标志是:课题学习本身是考察综合能力,注重现实背景,学生能从生活中自己发现问题,并抽象成数学模型,掌握转化的探究方法,将不熟悉的模型转化成所学过简单的数学模型,通过合作探究,解决问题。
三、教学问题诊断分析已形成的:我校八年级学生已经学习轴对称相关的简单知识,掌握了“两点之间,线段最短”“三角形两边之和大于第三边”等相关理论,思维活跃,敢于尝试,具备一定的动手操作能力和小组合作意识,同时也具备一定的数学抽象能力和数学建模能力。
八年级数学上册《最短路径问题》教案、教学设计

4.方法指导:教师引导学生运用坐标系、网格纸等工具,将实际问题转化为数学模型。
5.课堂小结:总结解决最短路径问题的方法,提炼数学思想。
第二课时:巩固提高,解决实际问题
1.创设情境:提供一些实际生活中的问题,让学生运用所学知识解决。
2.自主探究:学生独立思考,尝试解决实际问题。
2.培养学生面对困难时,勇于挑战、积极思考的良好品质。
3.培养学生合作交流、共同解决问题的团队意识,提高沟通能力。
4.培养学生将所学知识运用到实际生活中的意识,增强学生的实践能力。
5.使学生认识到数学与现实生活的紧密联系,体会数学在解决实际问题中的价值,提高学生对数学学科的认识。
二、学情分析
八年级的学生已经具备了一定的数学基础,对于坐标系、距离计算等概念有初步的了解。在此基础上,他们对最短路径问题充满好奇心,但可能尚未形成系统性的解题思路和方法。因此,在本章节的教学中,应关注以下几个方面:
b.请学生尝试研究:在给定的条件下,如何判断两点之间是否存在最短路径?若存在,如何求解?
作业要求:
1.学生需独立完成作业,确保解题过程清晰、规范。
2.鼓励学生在解决最短路径问题时,尝试不同的方法和思路,培养创新意识。
3.做完作业后,学生应认真检查,确保答案正确,并对解题过程进行总结和反思。
4.作业完成后,及时上交,教师将进行批改和反馈。
五、作业布置
为了巩固本节课所学知识,提高学生解决最短路径问题的能力,特布置以下作业:
1.必做题:
a.请学生绘制一幅包含五个点的坐标系图,任意指定两个点作为起点和终点,找出所有可能的最短路径,并计算出它们的长度。
b.从教材或课外资料中选择两道最短路径问题的题目,运用课堂所学方法进行解答。
课题学习--最短路径问题 优秀教案

课题学习---最短路径问题游戏规则发生了变化,如图,则小明按怎样的路线跑,去捡哪个位置的球,才能最快拿到球跑到终点处?问题1:前面我们已经解决了A、B两点在直线两侧的最短问题,下面请同学们思考并尝试,若这两点居于直线的同侧,该怎样找到那样的点P,使得AP与BP的和最小?问题2:若找到了那样的点,请证明结论的正确性(化异侧为同侧)点点l求.证明:如图,在直线上取一点P质,AP=PAB=AP+PB=AP+PB.由此可知:点距离最短学以致用(将军饮马)传说在古罗马时代的亚历山大城有一位精通数学和物理的学者,名叫海伦.一天,一位将军专程去拜访他,向他请教一个百思不得其解的问题.A边岸的同侧该怎样走才能使路程最短?据说当时海伦略加思索就解决了它们,你知道问题的答案吗?l小明终点现如今,将军遇到了新的问题,你能够替代海伦帮助将军解决这个问题吗?(造桥选址问题)将军从图中的A 地出发,到一条笔直的河边l 饮马,然后淌水到B 地(要求淌水的距离最短).问到河边什么地方饮马并淌水可使他所走的路线全程最短?问题3:本问题又变成了点在直线两侧的问题,但一条直线拓宽成了一条河,请同学们思考,要饮马并淌水过河,饮马点M应选在何处,才能使从A到B的路径AMNB最短?问题4:如何证明你的结论?如图,由于河岸宽度是固定的,淌水的路径最短要与河岸垂直,因此路径AMNB中的MN的长度是固定的. 因此要使AM+MN+NB的值最小,只需AM+NB的值最小即可.如图,几何画板验证,然后使用逻辑推理问题探究经验基础上,把问题引向深入,使得平移变换自然呈现,进一步体现图形变换在最短路径问题中的价值。
教学设计2:13.4课题学习 最短路径问题

13.4 课题学习最短路径问题一、教学目标1.能利用轴对称解决简单的最短路径问题.2.体会图形的变化在解决最值问题中的作用;3.能通过逻辑推理证明所求距离最短,感悟转化思想二、教学过程(一)预习内容自学课本85页,完成下列问题:追问1:观察思考,抽象为数学问题这是一个实际问题,你打算首先做什么?活动1:思考画图、得出数学问题将A,B 两地抽象为两个点,将河l 抽象为一条直线.追问2你能用自己的语言说明这个问题的意思,并把它抽象为数学问题吗?师生活动:学生尝试回答,并互相补充,最后达成共识:(1)从A 地出发,到河边l 饮马,然后到B 地;(2)在河边饮马的地点有无穷多处,把这些地点与A,B 连接起来的两条线段的长度之和,就是从A 地到饮马地点,再回到B 地的路程之和;(3)现在的问题是怎样找出使两条线段长度之和为最短的直线l上的点.设C 为直线上的一个动点,上面的问题就转化为:当点C 在l 的什么位置时,AC 与CB 的和最小(如图).(二)探究学习1、活动2:尝试解决数学问题问题2 :如图,点A,B 在直线l 的同侧,点C 是直线上的一个动点,当点C 在l 的什么位置时,AC 与CB 的和最小?追问1你能利用轴对称的有关知识,找到上问中符合条件的点B′吗?师生活动:学生独立思考,画图分析,并尝试回答,互相补充如果学生有困难,教师可作如下提示作法:(1)作点B 关于直线l 的对称点B′;(2)连接AB′,与直线l 相交于点C,则点C 即为所求三、巩固测评(一)基础训练:1、最短路径问题(1)求直线异侧的两点与直线上一点所连线段的和最小的问题,只要连接这两点,与直线的交点即为所求.如图所示,点A,B分别是直线l异侧的两个点,在l上找一个点C,使CA+CB最短,这时点C是直线l与AB的交点.(2)求直线同侧的两点与直线上一点所连线段的和最小的问题,只要找到其中一个点关于这条直线的对称点,连接对称点与另一个点,则与该直线的交点即为所求.如图所示,点A ,B 分别是直线l 同侧的两个点,在l 上找一个点C ,使CA +CB 最短,这时先作点B 关于直线l 的对称点B ′,则点C 是直线l 与AB ′的交点.2.如图,A 和B 两地之间有两条河,现要在两条河上各造一座桥MN 和PQ.桥分别建在何处才能使从A 到B 的路径最短?(假定河的两岸是平行的直线,桥要与河岸垂直)(二)变式训练:如图,小河边有两个村庄A ,B ,要在河边建一自来水厂向A 村与B 村供水.(1)若要使厂部到A ,B 村的距离相等,则应选择在哪建厂?(2)若要使厂部到A ,B 两村的水管最短,应建在什么地方?茅坪民族中学八(2)班举行文艺晚会,桌子摆成如图a 所示两直排(图中的AO ,BO ),AO 桌面上摆满了橘子,OB 桌面上摆满了糖果,站在C处的学生小明先拿橘(三)综合训练:子再拿糖果,然后到D处座位上,请你帮助他设计一条行走路线,使其所走的总路程最短?图a图b四、课堂小结。
八年级数学上册《学习最短路径问题》教案、教学设计

1.设计练习题:根据教学目标和重难点,设计不同难度的练习题,让学生巩固所学知识。
2.独立完成:学生独立完成练习题,提高解决问题的能力。
3.教师指导:针对学生做题过程中遇到的问题,给予个别指导,帮助学生掌握解题方法。
4.评价与反馈:对学生的练习成果进行评价,及时反馈,促使学生改进和提高。
八年级数学上册《学习最短路径问题》教案、教学设计
一、教学目标
(一)知识与技能
1.理解最短路径问题的基本概念,了解其在现实生活中的应用,如地图导航、网络路由等。
2.学会使用数学方法求解最短路径问题,包括但不限于:欧几里得算法、迪杰斯特拉算法等。
3.能够运用所学的最短路径算法解决实际问题,并能够根据问题背景选择合适的算法。
(五)总结归纳
1.知识点回顾:对本节课所学的最短路径问题、欧几里得算法、迪杰斯特拉算法等知识点进行回顾和总结。
2.学生分享:邀请学生分享自己在学习过程中的收获和感悟,提高学生的表达能力。
3.教师点评:针对学生的分享,给予积极的评价和引导学生认识到数学在解决实际问题中的价值,培养他们勇于探索、积极思考的精神,以及团队合作、尊重他人的品质。
三、教学重难点和教学设想
(一)教学重点
1.最短路径问题的基本概念及其在实际中的应用。
2.欧几里得算法、迪杰斯特拉算法等最短路径求解方法。
3.将实际问题转化为数学模型的能力。
4.培养学生的逻辑思维能力和团队合作意识。
(二)教学难点
1.理解并掌握最短路径算法的原理和步骤。
2.将算法应用于解决实际问题,进行数学建模。
4.掌握最短路径问题的数学表达和建模方法,能够将实际问题转化为数学模型。
(二)过程与方法
在教学过程中,教师应关注以下过程与方法:
最新人教版初中八年级上册数学《课题学习最短路径问题》精品教案

13.4 课题学习最短路径问题【知识与技能】1.了解最短路径问题.2.掌握解决最短路径问题的方法.【过程与方法】通过解决最短路径问题的过程培养学生分析问题的能力.【情感态度】通过对最短路径问题的学习,增强应用数学知识解决实际问题的信心.【教学重点】解决最短路径问题.【教学难点】最短路径的选择.一、情景导入,初步认识问题1 如图,牧马人从A地出发,到一条笔直的河边l饮马,然后到B地.牧马人到河边的什么地方饮马,可使所走的路径最短?问题2 如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥MN.桥造在何处可使从A到B的路径AMNB最短?(假定河的两岸是平行的直线,桥要与河垂直.)【教学说明】(1)C为直线l上的一个动点,那么,上面的问题可以转化为:当点C在l的什么位置时,AC与CB的和最小.作出点B关于l的对称点B′,连接AB′,线段AB′与直线l的交点C的位置即为所求.(2)N为直线b上的一个动点,MN垂直于直线b,交直线a于点M,这样,上面的问题可以转化为下面的问题:当点N在直线b的什么位置时,AM+MN+NB最小?将AM沿与河岸垂直方向平移,移动距离为河宽,则A点移到A′点,连接A′B,线段A′B与直线b的交点N的位置即为所求,即在点N处造桥MN.教师讲课前,先让学生完成“自主预习”.二、思考探究,获取新知例要在燃气管道l上修建一个泵站,分别向A、B两镇供气,泵站修在管道的什么地方,可使所用的输气管道最短?【分析】本问题就是要在l上找一点C,使AC与CB的和最小.设B′是B关于直线l的对称点,本问题也就是要使AC与CB′的和最小.在连接AB′的线中,线段AB′最短.因此,线段AB′与直线l的交点C的位置即为所求.【教学说明】解决最短路径问题通常运用的知识有“过直线作已知点的对称点”,“两点的所有连线中,线段最短”等.三、师生互动,课堂小结这节课主要学习了最短路径问题,让学生相互交流体会与收获,并总结本课所学知识.完成练习册中本课时的练习.本课时教学时要尽量创设与学生生活环境、知识背景相关的教学情境,以生动活泼的形式呈现有关内容,教学时,根据本课内容特点,可依据其学科知识间联系调动课堂气氛,培养学生学习兴趣.非常感谢!您浏览到此文档。
人教版八年级数学上册《课题学习 最短路径问题(第2课时)》示范教学设计

课题学习最短路径问题(第2课时)教学目标1.利用平移、轴对称解决最短路径的问题,进一步感悟化归思想.2.将实际问题抽象成几何图形的过程中,培养学生用符号语言和图形语言表达数学问题的能力.教学重点利用平移、轴对称解决最短路径的问题.教学难点体会图形的变化在解决最短路径问题中的作用,感悟化归思想.教学过程知识回顾上节课我们研究了两类最短路径问题:1.点A,B在直线l异侧:2.点A,B在直线l同侧:【师生活动】教师提出问题,学生作答.【设计意图】通过复习已研究过的最短路径问题,为引出本节课的课题“造桥选址问题”作铺垫.新知探究一、探究学习【问题】(造桥选址问题)如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥MN,桥造在何处可使从A到B的路径AMNB最短?(假定河的两岸是平行的直线,桥要与河垂直.)【师生活动】教师提问:1.这是一个实际问题,想一想可以把它抽象为怎样的数学问题?学生思考并回答:可以把河的两岸看成两条平行线a和b(如图),N为直线b上的一个动点,MN垂直于直线b,交直线a于点M.当点N在直线b的什么位置时,AM+MN+NB最小?教师提问:2.问题是否可以转化?学生回答:由于河岸宽度是固定的(MN长度固定),当AM+NB最小时,AM+MN +NB最小.所以问题可以转化为:当点N在直线b的什么位置时,AM +NB最小.教师提问:3.能否通过图形的变化将问题转化为之前研究过的问题呢?教师提示:可以考虑将问题转化为两点在直线异侧,连接A,B两点,与直线的交点即为N.依据:两点之间,线段最短.根据提示,学生思考并回答:将AM沿与河岸垂直的方向平移,点M移动到点N,点A移动到点A′,则AA′=MN,AM+NB=A′N+NB.所以问题转化为:当点N在直线b的什么位置时,A′N+NB最小?教师提问:4.这是我们上节课讲的哪种类型?问题应该怎样解决?学生回答:这是我们研究的两点在直线异侧时求最短路径问题.在连接A′,B两点的线中,线段A′B最短.线段A′B与直线b的交点N的位置即为所求,即在点N处造桥MN,所得路径AMNB是最短的.教师提问:5.试着说一下作图过程.学生独立思考后,尝试画图,寻求符合条件的点,然后小组交流,学生代表汇报交流结果,师生共同补充.作法:(1)将A沿与河岸垂直的方向平移到A′,使AA′的长度等于桥长;(2)连接A′B,交直线b于点N,点N即为所求;(3)过N作NM⊥a于M,线段MN即为桥的位置.此时从A到B的路径AMNB最短.教师提问:6.你能试着证明一下吗?师生共同分析,然后学生说明证明过程,教师板书.证明:在直线b上任取一点N′,过点N′作N′M′⊥a,连接AM′,A′N′,N′B,由平移性质可知,AM=A′N,AM′=A′N′.所以AM+NB=A′N+NB=A′B,AM′+N′B=A′N′+N′B.由“两点之间,线段最短”可知:A′B<A′N′+N′B,即AM+NB<AM′+N′B,即AM+MN+NB<AM′+M′N′+N′B.【归纳】在解决最短路径问题时,我们通常利用轴对称、平移等变化把已知问题转化为容易解决的问题,从而作出最短路径的选择.【设计意图】通过证明得出新知,让学生进一步体会作法的正确性,提高逻辑思维能力.二、典例精讲【例题】已知线段a,点A,B在直线l的同侧,在直线l上求作两点P,Q(点P在点Q的左侧)且PQ=a,使得四边形APQB的周长最小.【师生活动】教师分析:先在直线l上取PQ=a(如图),连接AP,QB,AB,此时在四边形APQB中,线段PQ和线段AB的长度是固定的,所以当AP+QB最小时,四边形APQB的周长最小.学生根据分析尝试说出作图过程,教师板书.【答案】作法:(1)将点A沿直线l的方向平移到A′,使得AA′=a;(2)作A′关于直线l的对称点A′′;(3)连接A′′B,与直线l交于一点Q,Q即为所求点;(4)在点Q左侧取点P,使得PQ=a,P即为所求点.连接AP,AB,所得四边形APQB的周长最小.【设计意图】让学生进一步巩固解决最短路径问题的基本策略和基本方法.课堂小结板书设计一、将军饮马问题(复习)二、造桥选址问题。
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课题学习最短路径问题
一、内容和内容解析
1.内容
利用轴对称研究某些最短路径问题.
2.内容解析
最短路径问题在现实生活中经常遇到,初中阶段主要以“两点之间,线段最短”“连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短”为基础知识,有时还要借助轴对称、平移、旋转等变换进行研究.
本节课以数学史中的一个经典问题——“将军饮马问题”为载体开展对“最短路径问题”的课题研究,让学生经历将实际问题抽象为数学的线段和最小问题,再利用轴对称将线段和最小问题转化为“两点之间,线段最短”问题.
基于以上分析,确定本节课的教学重点是:利用轴对称将最短路径问题转化为“两点之间,线段最短”问题,培养学生解决实际问题的能力.
二、目标和目标解析
1.教学目标
能利用轴对称解决简单的最短路径问题,体会图形的变换在解决最值问题中的作用,感悟转化思想,进一步获得数学活动的经验,增强应用意识.
2. 教学目标解析
学生能将实际问题中的“地点”“河”抽象为数学中的“点”“线”,把实际问题抽象为数学问题;能利用轴对称将线段和最小问题转化为“两点之间,线段最短”问题;能通过逻辑推理证明所求距离最短;在探索最短路径的过程中,体会轴对称的“桥梁”作用,感悟转化思想.
三、教学问题诊断分析
最短路径问题从本质上说是极值问题,作为八年级的学生,在此之前很少接触,解决这方面问题的经验尚显不足,特别是面对具有实际背景的极值问题,更会感到陌生,无从下手.
对于直线异侧的两点,怎样在直线上找到一点,使这一点到这两点的距离之和最小,学生很容易想到连接这两点,所连线段与直线的交点就是所求的点.但对于直线同侧的两点,如何在直线上找到一点,使这一点到这两点的距离之和最小,一些学生会感到茫然,找不到解决问题的思路.
在证明“最短”时,需要在直线上任取一点(与所求作的点不重合),证明所连线段和大于所求作的线段和,学生想不到,不会用.
教学时,教师可从“直线异侧的两点”过渡到“直线同侧的两点”,为学生搭建“脚手架”.在证明“最短”时,教师可告诉学生,证明“最大”“最小”这类问题,常常要另选一个量,通过与求证的那个“最大”“最小”的量进行比较来
证明.由于另取的点具有任意性,所以结论对于直线上的每一点(C点除外)都成立
本节课的教学难点是:如何利用轴对称将最短路径问题转化为线段和最小问题.四、教学过程设计
1.创设问题情境
问题1 如图,从A地到B地有三条路可供选择,你会选择哪条路距离最短?说说你的理由.
师生活动:学生回答问题,说出理由:两点之间,线段最短.
【设计意图】让学生回顾“两点之间,线段最短”,为引入新课作准备.
问题2:如图,要在燃气管道l上修建一个泵站,分别向A、B两村供气,泵站修在管道的什么地方,可使所用的输气管线最短?
师生活动:学生回答,连接AB,线段AB与l的交点即为泵站修建的位置.【设计意图】让学生进一步感受“两点之间,线段最短”,为把“同侧的两点”转化为“异侧的两点”做铺垫.
2.将实际问题抽象为数学问题
问题3 相传,古希腊亚历山大里亚城里有一位久负盛名的学者,名叫海伦.有一天,一位将军专程拜访海伦,求教一个百思不得其解的问题:
从图中的A 地出发,到一条笔直的河边l 饮马,然后到B 地.到河边什么地方饮马可使他所走的路线全程最短?
精通数学、物理学的海伦稍加思索,利用轴对称的知识回答了这个问题.这个问题后来被称为“将军饮马问题”.
你能将这个问题抽象为数学问题吗?
师生活动:学生尝试回答,并相互补充,最后达成共识:(1)将A,B 两地抽象为两个点,将河l 抽象为一条直线;(2)在直线l上找到一点C,使AC与BC 的和最小?
【设计意图】学生通过动手操作,在具体感知轴对称图形特征的基础上,抽象出轴对称图形的概念.
3.解决数学问题
问题4 如图,点A,B 在直线l 的同侧,在直线l上找到一点C,使AC 与BC 的和最小?
师生活动:学生独立思考,尝试画图,相互交流.
如果学生有困难,教师可作如下提示:
(1)如果点B在点A的异侧,如何在直线l上找到一点C,使AC 与BC的和最小
(2)现在点B与点A在同侧,能否将点B移到l 的另一侧点处,且满足直线l上的任意一点C,都能保持?
(3)你能根据轴对称的知识,找到(2)中符合条件的点吗?
师生共同完成作图,如下图.
作法:(1)作点B 关于直线l 的对称点B′;
(2)连接AB′,与直线l 相交于点C.则点C 即为所求.
【设计意图】教师一步一步引导学生,如何将同侧的两点转化为异侧的两点,为问题的解决提供思路,渗透转化思想.
4.证明AC +BC “最短”
问题4 你能用所学的知识证明AC +BC最短吗?
师生活动:学生独立思考,相互交流,师生共同完成证明过程.
证明:如图,在直线l 上任取一点(与点C 不重合),连接AC′,BC′,.由轴对称的性质知,
,.
∴,
.
在△中,,
∴.
即AC +BC 最短.
追问1:证明AC +BC最短时,为什么要在直线l上任取一点(与点C但不重合)?
师生活动:学生相互交流,教师适时点拨,最后达成共识:若直线l上任意一点(与点C不重合)与A,B两点的距离和都大于AC +BC,就说明AC +BC最小.【设计意图】让学生体会作法的正确性,提高逻辑思维能力.
追问2:回顾前面的探究过程,我们是通过怎样的过程、借助什么解决问题的?师生活动:学生回答,相互补充.
【设计意图】学生在反思中,体会轴对称的桥梁作用,感悟转化思想,丰富数学活动经验.
5.巩固练习
如图,一个旅游船从大桥AB 的P 处前往山脚下的Q 处接游客,然后将游客送
往河岸BC 上,再返回P 处,请画出旅游船的最短路径.
师生活动:学生分析解题思路,独立完成画图,教师适时点拨.
【设计意图】让学生进一步巩固解决最短路径问题的基本策略和基本方法.6.归纳小结
教师和学生一起回顾本节课所学主要内容,并请学生回答以下问题.
(1)本节课研究问题的基本过程是什么?
(2)轴对称在所研究问题中起什么作用?
师生活动:教师引导,学生小结.
【设计意图】:引导学生把握研究问题的基本策略和方法,体会轴对称在解决最短路径问题中的作用,感悟转化思想的重要价值.
7.布置作业:
教科书复习题13第15题.
五、目标检测设计
某实验中学八(1)班举行文艺晚会,桌子摆成如图a所示两直排(图中的AO,BO),AO桌面上摆满了橘子,OB桌面上摆满了糖果,站在C处的学生小明先拿橘子再拿糖果,然后到D处座位上,请你帮助他设计一条行走路线,使其所走的总路程最短?
【设计意图】考查学生解决“最短路径问题”的能力.。