造桥选址问题的拓展

造桥选址问题的拓展 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
造桥选址问题的拓展
利用平移变换进行造桥选址,是平移变换的一个重要应用。

下面就课本中一道习题,加以拓展探究,我们可发现其一般规律。

一、原题再现
如图1,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥MN。

桥造在何处才能使从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)。

(人教课标七年级下册2007年第二版37页第7题)
分析:由于河岸宽度是固定的,造的桥要与河垂直,因此路径AMNB中的MN 的长度是固定的。

我们可以将点A沿与河垂直的方向平移MN的距离到A
1
,那么为了使AMNB
最短,只需A
1B最短。

根据两点之间距离最短,连接A
1
B,交河岸于点N,在此
处造桥MN,所得路径AMNB就是最短路径。

如图2。

?
证明:如图3,如果在不同于MN的位置造桥M
1N
1。

由于M
1
N
1
=MN=AA
1
;又根
据“两点之间,线段最短”。

可知,AN
1+N
1
B>A
1
N+NB。

?
所以,路径AMNB要短于AM
1N
1 B。

?
二、拓展应用?
拓展1:如图4,如果A、B两地之间有两条平行的河,我们要建的桥都是与河岸垂直的。

我们如何找到这个最短的距离呢
方法1:仿照上例,可以将点A沿与河垂直的方向平移两个河宽分别到到
A 1、A
2
,路径中两座桥的长度是固定的。

为了使路径最短,只要A
2
B最短。

连接
A 2B,交河流2河岸于N,在此处造桥MN;连接A
1
M,交河流1河岸于P,在此处
造桥PQ。

所得路径AQPMNB最短。

方法2:此题还可以用以下方法来确定建桥位置。

?
如图6,将点A沿与第一条河流垂直的方向平移一个河宽到A
1
,将B沿与第
二条河垂直的方向平移一个河宽到B
1
,连接A1B1与两条河分别相交于N、P,在N、P两处,分别建桥MN、PQ,所得路径AQPMNB最短。

?
拓展2:如图7,如果A、B之间有三条平行的河流呢
?
方法1:仿照拓展二方法1,将点A沿与河垂直的方向平移S三个河宽分别
到到A
1、A
2
、A
3
,路径中三座桥的长度是固定的。

为了使路径最短,只要A
3
B最
短。

连接A3B,交河流3于N,在此处造桥MN;连接A2N,交河流2于P,在此处造桥PQ;连接A1Q,交河流1于R,在此处造桥RS。

所得路径ASRQPMNB最短。

?
方法2:此处还可以先将A沿与河流1河岸垂直的方向平移两个单位到A
1

A 2,再将B沿与河流3河岸垂直的方向平移一个河宽到B
1
;或先将A沿与河岸
垂直的方向平移1个单位到A
1,再将B沿与河岸平移2一个河宽到B
1
、B
2
,来
选择修桥位置。

(请同学们自己画出图形。

)?
拓展3:如图9,如果在上述条件不变的情况下,两条河不平行,又该如何建桥
方法1:如图10,先将点A沿与河流1河岸垂直的方向平移一个河宽到
A 1,再沿与河流2河岸垂直的方向平移一河宽到A
2
,连接A
2
B,交河流2河岸于
N,此处建桥MN;连接A
1
M,交河流1于P,在此处建桥PQ。

所得路径AQPMNB 最短。

方法2:也可以将A沿与河流1垂直的方向平移1个河宽,得到A
1
,再将B
沿与河流2河岸垂直的方向平移1个河宽得到B
1,连接A
1
B
1
与河流1、河流2
分别相交于N、P,分别作桥MN、PQ。

所得路径AQPNMB最短。

由以上拓展,我们不难体会到,造桥选址问题,要使所得到的路径最短,就是要通过平移变换,使除桥长不变外所得到的其他路径经平移后在一条直线上。

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造桥选址问题案例设计甘晓云

造桥选址问题案例设计甘晓云
设计意图:拓展2是对问题2所总结方法的灵活应用,发展学生的思维能力.
六、小结提升
(一)要使所得到的路径最短,就是要通过平移,使除河宽不变外,其他路径经平移后能在一条直线上.最后还是应用“两点之间,线段最短”解决问题.
(二)综合问题1、2,在解决最短路径问题时,我们通常可以利用轴对称、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.
方法2:如图6,将点A沿与第一条河流垂直的方向平移一个河宽到A1,将B沿与第二条河垂直的方向平移一个河宽到B1,连接A1B1与两条河分别相交于N、P,在N、P两处,分别建桥MN、PQ,所得路径AQPMNB最短.
设计意图:拓展1是直接对问题2所总结方法的直接应用,加深对问题2的理解.
拓展2:如图9,如果在上述条件不变的情况下,两条河不平行,又该如何建桥?
所以,基于以上分析,确定本节课的重点:利用平移将最短路径问题转化为“两点之间,线段最短”问题.
二、目标与目标解析
(一)目标
能利用平移解决某些最短路径问题,体会图形的变化在解决最值问题中的作用,感悟转化和化归的思想.
(二)目标解析
本节课所要达成的目标,一是能将实际问题中的“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;二是能利用平移将和最小问题转化为“两点之间,线段最段”问题;三是能通过逻辑推理证明所求距离最短;四是在探索最短路径的过程中,体会平移的“桥梁”作用,感悟数学转化思想.
针对学生可能出现的问题,我的教学策略是这样的:
通过创设具有启发性、学生感兴趣的、有助自主学习和探索的问题情境,使学生在活动丰富、思维积极的状态中进行探究学习,在教学过程中,将学生以6个人为一个小组,通过小组讨论交流学案的形式,相互配合,提出问题,并积极的解决问题,通过讨论、交流得到解决方法,培养学生的合作学习能力.并结合几何画板演示加深学生的理解。在教学模式上,以学生为主体,将课堂还给学生,给学生一个充分展示自己的舞台,在小组合作探究后,让学生代表在白板上演示自己小组的成果展示,使学生在这个过程中获得成功的体验,从而激发对数学的激情。在这节课堂教学中,充分利用白板、几何画板等现代多媒体工具,使学生对抽象、复杂的关系有了更直接、明了具体的感观,激发学生对数学的兴趣.

数学人教版八年级上册最短路径问题——造桥选址问题

数学人教版八年级上册最短路径问题——造桥选址问题

问题延伸一
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)
A
B
问题解决
沿垂直于河岸方向依次把 A点移到A1、A1点移 到A2,使AA1=MN, A1A2 =PQ ; 连接A2B交于B点相邻 河岸于Q点,建桥PQ; 连接A1P交A1的对岸 于N点,建桥MN; 从A点到B点的最短路径 为AM+MN+NP+P Q+QB.
A
A1
M
M1
N
N1
B
理由;另任作桥M1N1,连接AM1,BN1,A1N1. 由平移性质可知,AM=A1N,AA1=MN=M1N1,AM1=A1N1. AM+MN+BN转化为AA1+A1B,而AM1+M1N1+BN1 转 化为AA1+A1N1+BN1. 在△A1N1B中,由线段公理知A1N1+BN1>A1B 因此AM1+M1N1+BN1> AM+MN+BN
A M
M1
A1 N
L1
L2 B
N1
问题:
1、直接连接AB可以吗? 2、路径是哪些线段之和?
3、当桥的位置变化后,路径中哪些是始终不变的? 哪些在变?
4、路径最短就是哪些线段之和最小?
5、路径可以转化为其它哪些线段之和?Fra bibliotek问题解决
如图,平移A沿与河岸垂 直的方向到A1,使AA1 等于河宽,连接A1B交河 岸于N点,建桥MN,此 时路径AM+MN+BN 最短.
A A1 A2 M N P Q B
问题延伸二
A
如图,A和B两地之间 有三条河,现要在两 条河上各造一座桥MN、 PQ和GH.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)

造桥选址问题乐乐课堂

造桥选址问题乐乐课堂

造桥选址问题乐乐课堂
(实用版)
目录
1.造桥选址问题的背景和重要性
2.造桥选址问题的解决方案
3.乐乐课堂的作用和应用
4.结论
正文
1.造桥选址问题的背景和重要性
造桥选址问题一直是桥梁工程中的重要环节,选址的合理性直接影响到桥梁的建设成本、通行效率以及周边环境的影响。

因此,如何科学、合理地选择桥梁的建设位置,是桥梁工程领域长期以来研究的问题。

2.造桥选址问题的解决方案
随着科技的发展,造桥选址问题的解决方案也在不断更新和完善。

目前,常见的造桥选址方法包括:地理信息系统(GIS)辅助选址、人工神经网络选址、遗传算法选址等。

这些方法各有优缺点,需要根据实际情况选择最合适的方法。

3.乐乐课堂的作用和应用
乐乐课堂是一款面向中小学生的在线学习平台,提供了丰富的课程资源和学习工具。

在造桥选址问题的学习中,乐乐课堂可以提供相关的学习视频、练习题和模拟测试,帮助学生深入理解造桥选址的原理和方法。

4.结论
造桥选址问题是桥梁工程中的关键环节,合理的选址可以降低建设成本、提高通行效率和减少环境影响。

最短路径问题——造桥选址问题幻灯片课件

最短路径问题——造桥选址问题幻灯片课件

M N
P Q
G H
B
延伸小结
同样,当A、B两点之间有4、5、 6,...n条河时,我们仍可以利用 平移转化桥长来解决问题.
例如: 沿垂直于河岸方向平移A点依次至 A1、A2、A3 ,...,An,平移距离分 别等于各自河宽,AnB交第n条河近B点河岸于 Nn,建桥MnNn,连接MnAn-1交第(n-1)条河近 B点河岸与Nn-1,建桥Mn-1Nn-1,...,连接 M1A交第一条河近B点河岸于N1,建桥M1N1, 此时所走路径最短.
最短路径问题——造桥选址问 题
问题2(造桥选址问题)如图,A和B两地在一条河的两 岸,现要在河上建一座桥MN,桥造在何处才能使从A 到B的路径AMNB最短?(假设河的两岸是平行的直 线,桥要与河垂直)
A
M1
M
A1
L1
N1
问题:
N
L2
B
1、直接连接AB可以吗?
2、路径是哪些线段之和?
3、当桥的位置变化后,路径中哪些是始终不变的? 哪些在变?
4、路径最短就是哪些线段之和最小?
5、路径可以转化为其它哪些线段之和?
问题解决
如图,平移A沿与河岸垂 A
直的方向到A1,使AA1 等于河宽,连接A1B交河
A1Leabharlann 岸于N点,建桥MN,此时路径AM+MN+BN
最短.
M M1
N
N1
B
理由;另任作桥M1N1,连接AM1,BN1,A1N1.
由平移性质可知,AM=A1N,AA1=MN=M1N1,AM1=A1N1. AM+MN+BN转化为AA1+A1B,而AM1+M1N1+BN1 转 化为AA1+A1N1+BN1.
归纳小结

人教版八年级上册数学课题学习造桥选址问题课件

人教版八年级上册数学课题学习造桥选址问题课件

交所直以线问a题于还点可M以,转当化点为N在:直当线点bN的在什直
么线位b的置什时么,位AM置+时M,N+ANMB+最N小B最?小?
思维分析
人教版八年级上册数学课题学习造桥 选址问 题课件
人教版八年级上册数学课题学习造桥 选址问 题课件
拓展应用
拓展1:如图,如果A、B两地之间有两
条平行的河,我们要建的桥都是与河岸
垂直的。我们如何找到这个最短的距离
呢?
A
河流1
方法
人教版八年级上册数学课题学习造桥 选址问 题课件
图像
河流2 B
பைடு நூலகம்
人教版八年级上册数学课题学习造桥 选址问 题课件
方法:将点A沿与第一条河流垂直的 方向平移一个河宽到A1,将B沿与第 二条河垂直的方向平移一个河宽到B1, 连接A1B1与两条河分别相交于P、M, 在P、M两处,分别建桥PQ 、 MN, 所得路径AQPMNB最短。
人教版八年级上册数学课题学习造桥 选址问 题课件
13.4 课题学习 最短路径问题(2)
造桥选址问题
人教版八年级上册数学课题学习造桥 选址问 题课件
人教版八年级上册数学课题学习造桥 选址问 题课件
教学目标
1、知识与技能: 理解利用平移的方法,解决最短路径问题。 2、过程与方法: (1)在观察、操作、归纳等探索过程中,培养 学生的实际动手能力; (2)在运用知识解决有关问题的过程中,体验 并掌握探索、归纳最短路径选取的方法。 3、情感、态度与价值观 (1)体会数学与现实生活的联系,增强克服困 难的勇气和信心; (2)会应用数学知识解决一些简单的实际问题, 增强应用意识; (3)使学生进一步形成数学来源于实践,反过 来又服务于实践的辩证唯物主义观点。

人教版数学八年级上册13.4课题学习最短路径造桥选址实验教学探究优秀教学案例

人教版数学八年级上册13.4课题学习最短路径造桥选址实验教学探究优秀教学案例
3.教师对学生的学习过程和成果进行全面评价,关注学生的成长和进步。
4.鼓励学生积极参与评价,培养学生的评价能力和批判性思维。
四、教学内容与过程
(一)导入新课
1.教师通过一个有趣的现实生活中的选址问题,如“如何在两个村庄之间建一座桥,使得两地之间的距离最短?”引起学生的兴趣。
2.学生尝试用自己的知识解决此问题,教师引导学生思考问题的方法论。
人教版数学八年级上册13.4课题学习最短路径造桥选址实验教学探究优秀教学案例
一、案例背景
人教版数学八年级上册13.4课题学习“最短路径造桥选址实验教学”探究优秀教学案例,是基于学生在学习了平面直角坐标系、一次函数和二次函数等知识的基础上,对“线性规划”的初步认识。此章节内容旨在让学生通过实验探究,掌握线性规划的基本方法,解决实际问题。
在教学过程中,我以“最短路径造桥选址”为例,让学生结合生活实际,探讨如何在一个城市中选择最佳的桥梁建设位置,以达到连接两个区域、节省路程、提高效率的目的。通过对问题的探究,引导学生运用所学的数学知识,解决实际问题,提高学生的实践能力和创新能力。
在教学设计上,我充分考虑了学生的认知规律和兴趣,将抽象的数学知识与具体的生活情境相结合,以实验教学为主线,让学生在动手操作、观察分析、合作交流的过程中,掌握线性规划的方法。同时,我注重引导学生进行思考,激发学生的学习兴趣,培养学生的自主学习能力。
4.全面提高学生的数学素养:通过对实际问题的解决,本节课不仅使学生掌握了线性规划的基本方法,还培养了学生的观察力、动手能力、思维能力、沟通能力和团队协作能力,全面提高了学生的数学素养。
5.教学策略灵活多样:教师根据学生的认知规律和兴趣,采用了情景创设、问题导向、小组合作等多种教学策略,使学生在轻松愉快的氛围中学习,提高了教学效果。

造桥选址经典例题

造桥选址是一个复杂的问题,需要考虑多种因素,如桥梁的用途、地形、地质、水文、气候等。

以下是一个经典的造桥选址问题例题:假设你被委托设计一座跨海大桥,连接两个岛屿。

这两个岛屿之间的海峡水流湍急,平均深度为50米,最深处达到80米。

海峡的宽度大约为2公里。

你的任务是选择一个最佳的桥址,以确保桥墩能够稳固地立在海底,同时最大限度地减少工程难度和成本。

在选址过程中,你需要考虑以下因素:1. 海底的地质构造,包括岩石、泥沙和珊瑚礁等;2. 海底的坡度;3. 海流的速度和方向;4. 潮汐和波浪的影响;5. 施工难度和成本;6. 对海洋生态的影响。

请详细描述你的选址过程,并解释你选择该桥址的原因。

在解决这个问题时,首先需要对海底的地质情况进行详细的勘察,以确定桥墩的支撑点。

由于海底地形复杂,需要选择地质条件稳定、能承受桥墩重量的区域。

同时,要尽量选择海底坡度较平缓的区域,以减少工程难度和成本。

此外,需要考虑海流的影响。

海流的速度和方向可能会对桥墩造成冲刷和侵蚀,因此需要选择海流较弱的区域。

同时,要尽量避开珊瑚礁和海底障碍物,以免对桥墩造成破坏。

潮汐和波浪的影响也需要考虑。

潮汐和波浪的周期性运动会带来额外的负载和应力,可能对桥墩造成破坏。

因此,需要选择在潮汐和波浪影响较小的区域建造桥墩。

最后,需要考虑施工难度和成本以及对海洋生态的影响。

施工难度和成本是决定桥址的重要因素,需要选择能够便于施工、降低成本的区域。

同时,要尽量减少对海洋生态的影响,如减少珊瑚礁的破坏、降低噪音等。

综上所述,选择桥址需要综合考虑多种因素,包括地质、地形、水文、气候等。

在满足桥梁建设的基本要求下,要最大限度地降低工程难度和成本,同时保护海洋生态。

最终选择的桥址应该是地质条件稳定、海底坡度平缓、海流影响较小、施工难度低且成本效益高的区域。

造桥选址问题的延伸探索




B
2、利用线段公理解决问题我们遇到了什 么障碍呢?
思维火花
我们能否在不改变AM+MN+BN的前提 下把桥转化到一侧呢?什么图形变换能帮助 我们呢?
各抒己见
1、把A平移到岸边. 2、把B平移到岸边. 3、把桥平移到和A相连. 4、把桥平移到和B相连.
学古 子有 搬愚 桥公 ,移 呵山 呵, 今 有
A1 A2 M N P Q G H B1 B
延伸小结
同样,当A、B两点之间有4、5、 6,...n条河时,我们仍可以利用 平移转化桥长来解决问题.
例如: 沿垂直于河岸方向平移A点依次至 A1、A2、A3 ,...,An,平移距离分 别等于各自河宽,AnB交第n条河近B点河岸于 Nn,建桥MnNn,连接MnAn-1交第(n-1)条河近 B点河岸与Nn-1,建桥Mn-1Nn-1,...,连接 M1A交第一条河近B点河岸于N1,建桥M1N1, 此时所走路径最短.
B
理由;另任作桥M1N1,连接AM1,BN1,A1N1.
由平移性质可知,AM=A1N,AA1=MN=M1N1,AM1=A1N1. AM+MN+BN转化为AA1+A1B,而AM1+M1N1+BN1 转 化为AA1+A1N1+BN1. 在△A1N1B中,由线段公理知A1N1+BN1>A1B 因此AM1+M1N1+BN1> AM+MN+BN
M N
P Q
G H
B
问题解决
沿垂直于河岸方向依次把A点平 移至A1、A2、A3,使AA1 =MN,A1A2 =PQ, A2A3 =GH ; 连接A3B交于B点相邻河岸于H 点,建桥GH; 连接A2G交第二河与G对岸的P 点,建桥PQ; 连接A1P交第一条河与A的对岸 于N点,建桥MN. 此时从A到B点路径最短.

造桥选址总结分析

造桥选址总结分析引言在城市建设和交通发展中,桥梁的选址是一个十分关键的环节。

合理的桥梁选址能够有效改善城市交通状况,提高区域经济发展水平。

本文将对造桥选址进行总结分析,以期为相关决策提供参考。

选址因素桥梁的选址需要综合考虑多个因素,包括但不限于以下几个方面:1.经济因素:经济因素是桥梁选址的基础。

选址区域的经济发展情况、交通需求以及预计收益都是影响桥梁选址的重要考虑因素。

2.地理因素:地形、水文等自然因素对桥梁选址有着重要影响。

选址区域的地形起伏、水域分布等都需要被充分考虑,以确保桥梁的可靠性和安全性。

3.环境因素:对于市容市貌和生态环境的保护也是桥梁选址重要考虑因素之一。

选址区域的生态环境、历史文化遗产等都需要得到充分保护和重视。

4.社会因素:桥梁的选址还需要综合考虑社会因素,如对周边居民的影响、交通流量的分析等。

公众的需求和反馈对桥梁选址会有一定影响。

选址分析方法在进行桥梁选址分析时,可以采用多种方法和工具,以下是常用的几种方法:1.地理信息系统(GIS)分析:借助GIS技术,将多源空间数据进行整合和分析,可以得出桥梁选址的建议。

通过GIS分析,可以更全面地了解选址区域的地貌、水文、交通等要素。

2.成本效益分析:进行选址分析时,可以进行成本效益分析,综合考虑桥梁建设对经济、交通等方面的影响,并与建设成本进行比较,以得出最佳选址。

3.交通流量分析:选址区域的交通流量分析是桥梁选址中的重要环节。

通过采集交通数据、开展交通流量模拟分析等手段,可以了解选址区域的交通状况,并为桥梁选址提供依据。

实际案例分析以下是某市的一次桥梁选址案例分析,供参考:该市位于一个河流交汇的地方,因为地形复杂,需要建设一座新的桥梁以便进一步改善当地交通状况。

经过综合考虑经济、地理、环境和社会因素,选择了两个可能的桥梁选址。

通过GIS分析,发现选址一位于城市中心,交通便利,但可能对周边历史文化遗产造成一定影响,需要充分保护并与当地居民进行协商。

造桥选址问题的拓展

造桥选址问题的拓展利用平移变换进行造桥选址,是平移变换的一个重要应用。

下面就课本中一道习题,加以拓展探究,我们可发现其一般规律。

一、原题再现如图1,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥MN。

桥造在何处才能使从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)。

(人教课标七年级下册2007年第二版37页第7题)分析:由于河岸宽度是固定的,造的桥要与河垂直,因此路径AMNB中的MN 的长度是固定的。

我们可以将点A沿与河垂直的方向平移MN的距离到A1,那么为了使AMNB最短,只需A1B最短。

根据两点之间距离最短,连接A1B,交河岸于点N,在此处造桥MN,所得路径AMNB就是最短路径。

如图2。

证明:如图3,如果在不同于MN的位置造桥M1N1。

由于M1N1=MN=AA1;又根据“两点之间,线段最短”。

可知,AN1+N1B>A1N+NB。

所以,路径AMNB要短于AM1N1 B。

二、拓展应用拓展1:如图4,如果A、B两地之间有两条平行的河,我们要建的桥都是与河岸垂直的。

我们如何找到这个最短的距离呢?方法1:仿照上例,可以将点A沿与河垂直的方向平移两个河宽分别到到A1、A 2,路径中两座桥的长度是固定的。

为了使路径最短,只要A2B最短。

连接A2B,交河流2河岸于N,在此处造桥MN;连接A1M,交河流1河岸于P,在此处造桥PQ。

所得路径AQPMNB最短。

方法2:此题还可以用以下方法来确定建桥位置。

如图6,将点A沿与第一条河流垂直的方向平移一个河宽到A1,将B沿与第二条河垂直的方向平移一个河宽到B1,连接A1B1与两条河分别相交于N、P,在N、P两处,分别建桥MN、PQ,所得路径AQPMNB最短。

拓展2:如图7,如果A、B之间有三条平行的河流呢?方法1:仿照拓展二方法1,将点A沿与河垂直的方向平移S三个河宽分别到到A1、A2、A3,路径中三座桥的长度是固定的。

为了使路径最短,只要A3B最短。

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