13.4最短路径问题

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人教版数学八年级上册13.4最短路径问题教案

人教版数学八年级上册13.4最短路径问题教案
首先,我发现通过生活中的实际问题引入新课,极大地激发了学生的兴趣。他们能够将数学知识与现实生活联系起来,感受到数学的实用性和趣味性。在今后的教学中,我还要多设计一些贴近生活的案例,让学生感受到数学的无处不在。
其次,在新课讲授环节,我发现学生们对轴对称性质的理解较为扎实,但在将其应用于最短路径问题的求解过程中,部分学生还是显得有些吃力。针对这一点,我在讲解过程中尽量放慢速度,通过详细的步骤解析和直观的图形演示,帮助他们理解。在之后的课堂中,我还需要加强对学生的个别辅导,确保他们能够真正掌握这一知识点。
(2)确定最短路径问题中的对称轴:在实际问题中,确定对称轴可能较为困难,尤其是当问题涉及多个线段或点时。
难点解析:通过具体例子,展示如何寻找和确定线段、点到线段的最短路径问题中的对称轴。
(3)计算最短路径长度的方法:在确定对称轴和对称点后,如何进行有效计算,避免复杂和繁琐的步骤。
难点解析:教授学生运用几何图形的直观和代数计算相结合的方法,简化计算过程,如利用勾股定理等。
(五)总结回顾(用时5分钟)
今天的学习,我们了解了轴对称的基本概念、最短路径问题的求解方法及其在实际中的应用。同时,我们也通过实践活动和小组讨论加深了对这些知识点的理解。我希望大家能够掌握这些知识点,并在日常生活中灵活运用。最后,如果有任何疑问或不明白的地方,请随时向我提问。
五、教学反思
在今天的课堂上,我们探讨了人教版数学八年级上册13.4节“最短路径问题”。这节课让我感受到了学生们对几何问题的热情,也让我意识到了一些教学中的亮点和需要改进的地方。
4.培养学生的团队合作意识,通过小组讨论和合作完成最短路径问题的求解,提高学生的沟通与协作能力。
三、教学难点与重点
1.教学重点
(1)轴对称图形的性质及其应用:轴对称图形的对称轴、对称点等基本概念,以及如何利用这些性质解决最短路径问题。

13.4轴对称之最短路径问题人教版2024—2025学年八年级上册

13.4轴对称之最短路径问题人教版2024—2025学年八年级上册

13.4轴对称之最短路径问题人教版2024—2025学年八年级上册二、例题讲解例1.如图,C为线段BD上一动点,分别过点B、D作AB⊥BD,ED⊥BD,连接AC、EC,已知线段AB=4,DE=2,BD=8,设CD=x.(1)用含x的代数式表示AC+CE的长;(2)请问点C满足什么条件时,AC+CE最小?最小为多少?(3)根据(2)中的规律和结论,请构图求代数式的最小值.变式1.如图,C为线段BD上一动点,分别过点B,D作AB⊥BD,ED⊥BD,连结AC,EC,已知AB=5,DE=1,BD=8.(1)请问点C什么位置时AC+CE的值最小?最小值为多少?(2)设BC=x,则AC+CE可表示为,请直接写出的最小值为.例2.如图,直线l是一条河,P,Q是两个村庄,欲在l上的某处修建一个水泵站,向P,Q两地供水,现有如下四种铺设方案,图中实线表示铺设的管道,则所需管道最短的是()A.B.C.D.变式1.如图,在⊥ABC中,BA=BC,BD平分⊥ABC,交AC于点D,点M、N 分别为BD、BC上的动点,若BC=10,⊥ABC的面积为40,则CM+MN的最小值为.变式2.如图,等腰三角形ABC的底边BC长为8,面积是24,腰AC的垂直平分线EF分别交AC,AB于E,F点,若点D为BC边的中点,点M为线段EF 上一动点,则⊥CDM的周长的最小值为()A.7B.8C.9D.10变式3.如图,在平面直角坐标系中,矩形OACB的顶点O在坐标原点,顶点A、B分别在x轴、y轴的正半轴上,OA=3,OB=4,D为边OB的中点.(1)点D的坐标为;(2)若E为边OA上的一个动点,当⊥CDE的周长最小时,求点E的坐标.例3.如图,⊥AOB内一点P,P1,P2分别是P关于OA、OB的对称点,P1P2交OA于点M,交OB于点N.若⊥PMN的周长是6cm,则P1P2的长为()A.6cm B.5cm C.4cm D.3cm变式1.已知点P在⊥MON内.如图1,点P关于射线OM的对称点是G,点P 关于射线ON的对称点是H,连接OG、OH、OP.(1)若⊥MON=50°,求⊥GOH的度数;(2)如图2,若OP=6,当⊥P AB的周长最小值为6时,求⊥MON的度数.变式2.如图,⊥MON=45°,P为⊥MON内一点,A为OM上一点,B为ON上一点,当⊥P AB的周长取最小值时,⊥APB的度数为()A.45°B.90°C.100°D.135°变式3.如图,⊥AOB=30°,P是⊥AOB内的一个定点,OP=12cm,C,D分别是OA,OB上的动点,连接CP,DP,CD,则⊥CPD周长的最小值为.变式4.如图,在五边形中,⊥BAE=140°,⊥B=⊥E=90°,在边BC,DE上分别找一点M,N,连接AM,AN,MN,则当⊥AMN的周长最小时,求⊥AMN+⊥ANM 的值是()A.100°B.140°C.120°D.80°例4.如图,在⊥ABC中,AB=AC,⊥A=90°,点D,E是边AB上的两个定点,点M,N分别是边AC,BC上的两个动点.当四边形DEMN的周长最小时,⊥DNM+⊥EMN的大小是()A.45°B.90°C.75°D.135°变式1.如图,在平面直角坐标系中,已知点A(0,1),B(4,0),C(m+2,2),D(m,2),当四边形ABCD的周长最小时,m的值是()A.B.C.1D.变式2.如图,在四边形ABCD中,⊥B=90°,AB⊥CD,BC=3,DC=4,点E 在BC上,且BE=1,F,G为边AB上的两个动点,且FG=1,则四边形DGFE 的周长的最小值为.例5.如图,⊥AOB=20°,点M、N分别是边OA、OB上的定点,点P、Q分别是边OB、OA上的动点,记⊥MPQ=α,⊥PQN=β,当MP+PQ+QN最小时,则β﹣α的值为()A.10°B.20°C.40°D.60°变式1.如图,∠AOB=20°,M,N分别为OA,OB上的点,OM=ON=3,P,Q分别为OA,OB上的动点,求MQ+PQ+PN的最小值。

13.4课题学习 最短路径问题 课件(共31张PPT) 初中数学人教版八年级上册

13.4课题学习  最短路径问题   课件(共31张PPT)  初中数学人教版八年级上册
∙B A∙
l C
B′
【探究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)?
如图所示:将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.当 点 N 在什么位置的时候,AM+MN+NB 的值最小?
P 地把河水引向 M、N 两地.下列四种方案中,最节省材料的是( D )
A.
B.
C.
D.
解析:依据垂线段最短,以及两点之间,线段最短, 可得最节省材料的是:
故选:D.
练习 6 如图所示,某条护城河在 CC 处直角转弯,河宽均为 5m,
从 A 处到达 B 处,须经过两座桥(桥宽不计,桥与河垂直),设 护城河以及两座桥都是东西、南北方向的,如何选址造桥可使从 A 处到 B 处的路程最短?请确定两座桥的位置.
∵在△A′N′B中,A′B<A′N′+BN′,
∴A′N+NB<A′N′+BN′.
A
即A′N+NB+MN<A′N′+BN′+M′N′. A′ ∴AM+NB+MN<AM′+BN′+M′N′.
即AM+NB+MN的值最小.
M′
M
N′ N
B
a b
练习 1 如图所示,军官从军营 C 出发先到河边(河流用 AB 表示)饮马,再 去同侧的 D 地开会,应该怎样走才能使路程最短?你能解决这个著名的“将
A
点C,则点C 即为所求的位置, 可以使得 AC+BC 的值最小.

人教版八年级数学上册13.4课题学习最短路径问题优秀教学案例

人教版八年级数学上册13.4课题学习最短路径问题优秀教学案例
3.课堂小结,教师引导学生总结本节课的学习内容,使学生对最短路径问题有一个全面的认识。
4.鼓励学生在课后进行深入研究,不断提高自己的数学素养。
五、案例亮点
1.生活实例引入:通过引入实际生活中的最短路径问题,如旅行路线规划、物流配送等,使学生能够直观地理解最短路径问题的意义和应用,提高学生的学习兴趣。
3.教师引导学生运用坐标系、函数、图论等知识,分析问题、解决问题。
(三)小组合作
1.学生分组进行讨论,培养学生的团队合作意识。
2.教师组织小组间的交流与分享,促进学生间的互帮互助。
3.教师巡回指导,针对不同小组的特点进行针对性指导。
(四)反思与评价
1.教师引导学生对自己的学习过程进行反思,总结最短路径问题的解决方法。
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一、案例背景
本节内容为“人教版八年级数学上册13.4课题学习最短路径问题”,是在学生已经掌握了平面直角坐标系、一次函数和二次函数等基础知识的基础上进行学习的。通过对最短路径问题的探究,旨在培养学生的逻辑思维能力、空间想象能力和解决问题的能力。
3.组织学生探讨、交流最短路径问题的解决方法,培养学生合作学习的能力。
4.引导学生运用图论中的最短路径算法解决实际问题,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
5.对学生进行评价,了解学生对最短路径问题的理解和运用程度,及时进行教学调整。
(三)情感态度与价值观
1.培养学生对数学学科的兴趣,激发学生学习数学的积极性。
2.设计具有挑战性和吸引力的数学问题,激发学生的求知欲。
3.创设轻松、愉快的学习氛围,使学生在课堂上敢于发表自己的观点,培养学生的创新精神。
(二)问题导向
1.引导学生提出问题,如“如何找到两点之间的最短路径?”、“最短路径问题在实际生活中有哪些应用?”等。

人教版数学八年级上册13.4最短路径问题优秀教学案例

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结合课程内容,本节课的主要任务是让学生掌握利用坐标系求解两点间最短路径的方法,并能够运用到实际问题中。为了达到这个目标,我设计了一系列具有层次性的教学活动,如自主探究、合作交流、教师讲解等,旨在激发学生的学习兴趣,培养他们的动手操作能力和解决问题的能力。同时,我还将结合学生的学情,对教学内容进行适当的拓展,以提高学生的思维品质和创新能力。
2.组织学生进行课堂展示,让他们分享自己的学习心得和解决问题的方法,培养他们的表达能力和沟通能力。
3.教师对学生的学习过程和结果进行评价,关注他们的进步和成长,激发他们的学习动力。
(五)作业小结
1.布置具有实践性和拓展性的作业,让学生运用所学知识解决实际问题,提高他们的应用能力。
2.要求学生在作业中总结最短路径问题的解决方法,培养他们的归纳总结能力。
3.教师对学生的学习过程和结果进行评价,关注他们的进步和成长,激发他们的学习动力。
四、教学内容与过程
(一)导入新课
1.利用多媒体展示实际,激发他们的学习兴趣。
2.设计具有挑战性和趣味性的实例,让学生在解决问题的过程中,自然引入最短路径问题的概念和方法。
3.创设合作交流的氛围,让学生在小组内共同探讨问题,激发他们的思考和创造力。
(二)讲授新知
1.引导学生关注最短路径问题的本质,即寻找两点间的最优路径,让学生在解决问题的过程中,自然而然地掌握相关知识。
2.通过提问、设疑等方式,引导学生思考最短路径问题的解决方法,激发他们的求知欲和好奇心。
3.讲解最短路径问题的解决方法,如坐标系法、动态规划法、图论等,让学生了解多种解决思路。
3.教师及时批改作业,给予学生反馈,帮助他们发现不足,提高学习效果。
本节课的教学内容与过程注重知识的传授、方法的训练和情感的培养,充分体现了教育的人文关怀和学生的全面发展。通过本节课的学习,学生将更好地掌握最短路径问题的解决方法,提高他们的数学素养和实际应用能力,为未来的学习和生活打下坚实基础。

13.4课题学习 最短路径问题

13.4课题学习 最短路径问题

作法:作点B关于直线 a 的对称点C,连接AC交直线a于点D,则点D为建抽 水站的位置。
证明:在直线 a 上另外任取一点E,连接AE,CE,BE,BD。
∵点B,C关于直线 a 对称,
点D,E在直线 a上,∴DB=DC,EB=EC, ∴AD+DB=AD+DC=AC,
A
·

a
AE+EB=AE+EC
在△ACE中,AE+EC>AC,
M
C
∴AC+CE+MN>AE+MN, 即AC+CD+DB >AM+MN+BN
ND E
所以桥的位置建在CD处,A、B两地的路程最短。
B
2. 如图,A、B是两个蓄水池,都在河流a的同侧,为了方便 灌溉作物, 要在河边建一个抽水站,将河水送到A、B两地 问该站建在河边什么地方, 可使所修的渠道最短,试在图 中确定该点。
谢谢பைடு நூலகம்赏
You made my day!
我们,还在路上……
即 AE+EC>AD+DB 所以抽水站应建在河边的点D处
D E
C
再见!
•1、书籍是朋友,虽然没有热情,但是非常忠实。2022年3月3日星期四2022/3/32022/3/32022/3/3 •2、科学的灵感,决不是坐等可以等来的。如果说,科学上的发现有什么偶然的机遇的话,那么这种‘偶然的机遇’只能给那些学有素养的人,给那些善于独 立思考的人,给那些具有锲而不舍的人。2022年3月2022/3/32022/3/32022/3/33/3/2022 •3、书籍—通过心灵观察世界的窗口.住宅里没有书,犹如房间里没有窗户。2022/3/32022/3/3March 3, 2022 •4、享受阅读快乐,提高生活质量。2022/3/32022/3/32022/3/32022/3/3

人教版八年级数学上册13.4最短路径问题优秀教学案例

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3.小组合作学习:教师将学生分成小组,鼓励学生进行合作交流,共同探讨最短路径问题的解决方法。通过小组合作,学生可以互相学习、互相借鉴,提高解决问题的能力,同时培养团队合作精神和沟通能力。
4.多媒体教学手段:利用多媒体教学手段,如图片、视频等,展示实际问题情境,让学生更直观地感受到问题的背景和意义,提高学习效果。
在现实生活中,最短路径问题具有广泛的应用,如道路规划、网络路由等。因此,本节课的教学案例将以实际问题为背景,引导学生运用数学知识解决实际问题,培养学生的数学应用意识。
为了提高教学效果,本节课将采用小组合作、讨论交流的教学方法,让学生在探讨最短路径问题的过程中,提高自主学习能力和合作意识。同时,教师将以引导者、组织者的角色参与教学,为学生提供必要的帮助和指导,确保教学活动的顺利进行。
(三)小组合作
1.教师将学生分成小组,鼓励学生进行合作交流,共同探讨最短路径问题的解决方法。
2.教师引导学生进行小组讨论,鼓励学生分享自己的思路和观点,培养学生的合作意识和团队精神。
3.教师巡回指导,参与小组讨论,为学生提供必要的帮助和指导,确保每个学生都能参与到教学活动中来。
(四)反思与评价
1.教师引导学生进行自我反思,总结自己在解决最短路径问题过程中的思路和方法,找出自己的不足之处。
3.教师介绍迪杰斯特拉算法和贝尔曼-福特算法,讲解这两种算法的原理和步骤,并通过示例进行演示。
4.教师引入动态规划思想,讲解如何运用动态规划解决最短路径问题,并给出动态规划解决最短路径问题的步骤。
(三)学生小组讨论
1.教师将学生分成小组,并提出讨论问题,如“比较迪杰斯特拉算法和贝尔曼-福特算法的优缺点”、“如何运用动态规划解决最短路径问题?”等。
2.利用多媒体教学手段,展示实际问题情境,让学生直观地感受到最短路径问题的重要性和实用性。

13.4 课题学习 最短路径问题

13.4 课题学习 最短路径问题

A
点B“移”到l 的另一侧B′处,
l
满足直线l 上的任意一点C,
都保持CB 与CB′的长度相等?
利用轴对称,作出点B关于直线l的对称点B′.
方法揭晓
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.
B
则点C 即为所求.
A
C l
B′
问题3 你能用所学的知识证明AC +BC最短吗?
中BC、AB边的中点,AD=5,点F是AD边上的动
点,则BF+EF的最小值为( B )
A.7.5
B.5
C.4
D.不能确定
解析:△ABC为等边三角形,点D是BC边的中点,即点B与点 C关于直线AD对称.∵点F在AD上,故BF=CF.即BF+EF的最小 值可转化为求CF+EF的最小值,故连接CE即可,线段CE的长 即为BF+EF的最小值.
问题1 现在假设点A,B分别是直线l异侧的两个点,如 何在l上找到一个点,使得这个点到点A,点B的距离的 和最短?
连接AB,与直线l相交于一点C.
A
根据是“两点之间,线段
C
最短”,可知这个交点即
l
为所求.
B
问题2 如果点A,B分别是直线l同侧的两个点,又应该如 何解决?
B
想一想:对于问题2,如何将
方法归纳 解决最短路径问题的方法
在解决最短路径问题时,我们通常利用轴对 称等变换把未知问题转化为已解决的问题,从而 作出最短路径的选择.
课堂小结
原理 线段公理和垂线段最短
最 短 牧马人饮 路 径 马问题 问题
解题方法 轴对称知识+线段公理
造桥选 址问题
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探索新知
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?
·B
作法:(1)作点B 关于 ·A
直线l 的对称点B′; (2)连接AB′,与直
C
l
线l 相交于点C.则点C
即为所求.
B′
你能用所学的知识证明AC +BC最短吗?
探索新知
追问:证明AC +BC 最短时,为什么要在 直线l 上任取一点C′(与点C 不重合),证 明AC +BC <AC′+BC′?这里的“C′”的
A1B,因此AM1+M1N1+BN1 >
AM+MN+BN即从A到B的路径AMNB是最短的。
运用新知 1、直线L的同侧有两点A、B,
在直线L上求两点C、D,使得AC、CD、
DB的和最小,且CD的长为定 值a,点D在点C的右侧。
A
B
作法:①将点A向右平移a个 C D
单位到A1;②作点B关于直线 L的对称点B1;③连结A1B1交
作用是什么?
若直线l 上任意一点(与 点C 不重合)与A,B 两点
·A
·B
的距离和都大于AC +BC,
C C′
l
就说明AC + BC 最小.
B′
运用新知
1.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.
C 山Q 河岸
追问:在如图所示的位置,AC与 C
BC的差小于AB,会有AC与BC
B
的差等于AB的时候吗?
A
作法:连BA,并延长交直线 L于点C,则点C即为所求。 C C’
探索新知
·B
如图,点A,B 在直线l A· 的同侧,点C 是直线上的
一个动点,当点C 在l 的什
l
么位置时,AC 与CB的和
最小?
思考:1、这个问题与前面“确定水泵位置”
的问题有联系吗?
2、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? 3、你能找到符合条件的点B′吗?
上)且相等.对应线段相等,对应角相等。
引例:如图,小明从小河岸边的A地到河的
对面的B地,怎样走距离最近?(只能从桥上
过河)
A

小河
C
B
方法:小明过桥走到C,连接CB,小明走的 路径和是AC+CB,此时所走路经最短.
理由:AC确定不变,C和B之间由“两点之 间,线段最短”可知CB最短.
问题2 如图,A和B两地在一条河的两岸,现
A
A1
B
直线L于点D;④过点A作
AC∥A1D交直线L于点C,连 结BD。则线段AC、CD、DB 的和最小。点C、D即为所求。
CD B1
2、直线L的同侧有两点A、B,在直线L上
求一点C,使CB与CA的差最大。
分析:在我们所学过的知识中,哪个知
识点与两条线段的差有关系?
B
三角形任意两边的差小于第三边。 A
13.4 课题学习
最短路径问题
引例:如图,在小河l的两侧有A村和B村,
要在小河l上修一个水泵站M,请你确定水泵站
M的位置,使它到两个村庄的距离和最小.
A
作法:连结AB,交
M
直线l于点M,则点M l 为水泵站的位置。
前面我们研究B过一些关于“两点的所有连
线中,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”等的 问题,我们称它们为最短路径问题.现实生 活中经常涉及到选择最短路径的问题。
探索新知 问题1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?
你能将这个问题抽象 为数学问题吗?
B
A
C
l
探索新知
将A,B 两地抽象为两个点,将河l 抽象为一
条直线.
·B

l
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.
P A 大桥 B
2.已知:如图A是锐角∠MON内部任意一 点,在∠MON的两边OM,ON上各取一 点B,C,组成三角形,使三角形周长最 小.
B
变式:在角内有两点A、B,在射线OM、
ON上分别求一点C、D,使线段AC、CD、 DB的和最小。
小结
三种类型 (Ⅰ)两点在一条直线异侧 (Ⅱ) 两点在一条直线同侧 (Ⅲ)一点在两相交直线内部
复习
1、平移的概念
图形的平行移动就是平移变换,简称
作平移.
2、平移的性质
C' CΒιβλιοθήκη (1)把一个图形整体沿某一
直线方向移动,会得到一个
A'
新的图形,新图形与原图形
A
B'
的形状和大小完全相同. B
(2)新图形中的每一点,都是由原图形中的
某一点移动后得到的,这两个点是对应点。
连接各组对应点的线段平行(或在同一直线
A
A1 M
N
B
证明:另任作桥M1N1,连接AM1,BN1
A1N1. 由平移性质可知,AM=A1N,
AA1=MN=M1N1,A
AM1=A1N1.
A1
AM+MN+BN=AA1+A1B,
M M1
而AM1+M1N1+BN1
N N1
=AA1+A1N1+BN1.
B
在△A1N1B中,由线段公理知A1N1+BN1>
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)。
分析:由于河岸宽度 A 是固定的,造的桥要
与河垂直,因此路径
M
AMNB中的MN的长
度是固定的。要使路
N
径AMNB最短,只需
B
AM+BN最短。
分析: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。
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