数学人教版八年级上册最短路径教案.doc

13.4最短路径问题 杨柳池民族中学 许昌荣一、教学内容：本节课的主要内容是利用轴对称研究某些最短路径问题，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连线中，垂线段最短”为知识基础，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故事-“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”的问题。二、教学目标1、能利用轴对称解决简单的最短路径问题2、再谈岁最短路径的过程中，体会“轴对称”的桥梁作用，感悟转化的数学思想。三、教学重难点重点：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。难点：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、教学问题诊断最短路径问题从本质上说是最值问题，作为初中学生，在此前很少涉及最值问题，解决这方面问题的数学经验尚显不足，特别是面对具有实际背景的最值问题，更会感到陌生，无从下手。解答“当点AB在直线l的同侧时，如何在l上找到点C，使AC与BC的和最小”，需要将其转化为“直线l异侧的两点，与直线l上的点的线段的和最小”的问题，为什么需要这样转化，怎样通过轴对称实现转化，一些学生会存在理解上和操作上的困难。在证明“最短”时，需要在直线上任取一点（与所求做的点不重合），证明所连线段和大于所求作的线段和，这种思路和方法，一些学生想不到。教学时，教师可以让学生首先思考“直线l异侧的两点，与直线l上的点的和最小”为学生搭建“脚手架”，在证明最短时，教师要适时点拨学生，让学生体会任意的作用。五、教学过程教师引语：现实生活中经常会有这样的生活经历，比如学校虽然为我们铺设了一些石板甬路，方便同学们的行走，但是很多时候我们却并不在这些小路上行走，这样做的目的是什么呢？（学生一起回答）如果用数学知识来解释这种行为，那就是我们曾经学习的“两点之间、线段最短”或“垂线段最短”，我们称这样的问题为最短路径问题（板书课题）现实生活中经常涉及到最短路径问题，这节课我们学习的主要任务就是最短路径问题，并用所学知识探究数学史上著名的“将军饮马问题”。1、 情境引入相传，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，有一位将军专门拜访海伦，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”。2、探究解决问题的方法问题一：这是一个实际问题，我们首先把它抽象为数学问题，请同学们用自己的语言说明这个问题的意思。师生活动：学生独立思考后小组交换意见，然后尝试回答，相互补充，最后达成共识，教师根据学生的回答写出问题的板书：如图，已知点A和点B在直线L的同侧，在直线L上找一点C，使AC与BC的和最小。设计意图：让学生将实际问题抽象为数学问题，即将最短路径问题抽象为“线段和最小问题”。问题二：由上面的问题我们可以联想到下面的问题：A、B分别是直线L异侧的两点，如何在直线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，画图分析并尝试回答，教师补充。问题三：对于第一个问题，如何将点B移到L的另一侧，B处，满足直线L上的任一点C，都保持CB与CB的长度相等？问题四：你能利用轴对称的知识找到符合条件的点B吗？师生活动：学生独立考，尝试画图，然后小组交流，学生代表汇报交流成果，师生共同补充：只要作出点B关于直线L的对称点B，就可以满足CB=CB,再利用问题二中的方法，连接AB,则AB与直线L的交点即为所求。学生叙述，教师板书并画图，同时学生在练习本上画图。设计意图：通过搭建台阶，为学生探究问题提供“脚手架”将同侧难以解决的问题提转化为异侧容易解决的问题，渗透转化思想。3、 推理证明“最短”问题五：你能用所学的知识证明AC+BC最短吗？师生活动：师生共同分析，然后学生说证明过程，教师板书。证明：在直线L上任取一点C（与点C不重合），连接AC,BC,BC. 由轴对称的性质可知，BC=BC,BC=BC. AC+BC=AC+ BC=AB, AC+ BC= AC+ BC 在ABC中，ABAC+ BCAC+BC AC+ BC即AC+BC最短。 问题六：这里任取一点C的作用是什么？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上任取一点C与A、B两点的距离之和都大于AC+BC，则说明AC+BC最短。设计意图：让学生进一步体会做法的正确性，提高逻辑思维能力。问题七：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？师生共同总结：首先作其中一点关于直线的对称点，然后连接另一点与对称点之间的线段，通过轴对称将两条线段和转化到同一条线段上去，这条线段与直线的交点即为所求，整个过程利用了“轴对称”和“两点之间、线段最短“的知识。设计意图：让学生在反思的过程中，体会轴对称的“桥梁”作用，感悟转化思想，丰富数学活动经验。4、 巩固练习（1） 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，然后将游客送往河岸BC上，再回到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，并相互补充，然后独立完成画图，学生代表上台讲解。基本思路分析：此题中轮船的行走路线共有三段，其中PQ是必经路段，由“两点之间，线段最短”需首先连接PQ，再将河岸BC看成一条直线，这样问题就转化为“点P、Q在直线BC同侧，如何在BC上找一点R，使PR+QR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。（2）如图，XOY内有一点P，在射线OX上找出一点M，在射线OY上找出一点N，使PM+MN+NP最短分析：此题的出题背景就是角。本题主要利用了两点之间线段最短的性质通过轴对称图形的性质确定三角形的另两点分别以直线OX、OY为对称轴，作点P的对应点P1与P2，连接P