試題千變?nèi)f化,但有些類型的試題有著相同的源頭,我們稱之為“題源”.以下筆者通過線段和的最值問題,說明題源的生成、應(yīng)用與拓展.
1 題源的生成
問題如圖1,要在燃氣管道l上修建一個泵站,分別向A,B兩城鎮(zhèn)供氣,泵站修在管道的什么位置可使所用的輸氣管線最短?
分析:這個問題的本源是在直線l上找一點P,使它到點A,B的距離之和最小,如圖2所示,即在l上求作一點P,使得PA+PB的值最小.我們知道,兩點之間,線段最短.為了找到點P,可以將A,B中的一個點用它的對稱點來代替,連接對稱點與另外一個點,這兩個點的連線與直線l的交點就是求作的點P.
解:如圖2,作點A關(guān)于直線l的對稱點A′,連接A′B交直線l于點P,連接AP,則泵站修在管道的P點處,可使所用的輸氣管線AP+BP最短.
理由如下:在直線l上任取一點E,連接AE,BE,A′E.
因為點A,A′關(guān)于直線l對稱,所以AP=A′P.
同理,AE=A′E.
因為AP+BP=A′P+BP=A′B,
AE+BE=A′E+BE>A′B,
所以AP+BP<A′E+BE.
因為E是l上的任意一點,所以AP+BP最短.
總結(jié)反思:要求一動點到兩個定點距離之和的最小值,應(yīng)采用“化折為直”的方法,先作其中一個定點的對稱點,再將對稱點與另一個固定點連線,這條連線與已知直的交點就是要尋找的點.
2 題源的應(yīng)用
從上述題源問題可以發(fā)現(xiàn),此類試題應(yīng)具備兩定點一動點和一固定直線,當動點在固定直線上運動時,題源的解題思路才可以應(yīng)用,問題的關(guān)鍵在于找出問題的四個要素,即兩定一動一定.
應(yīng)用一:先作圖再求值.
如圖3,已知有A,B兩村莊在公路l的同側(cè),A村到公路的距離AC=1 km,B村到公路的距離BD=2 km.現(xiàn)要在公路邊修一個公交車站,使其到A,B兩村的距離之和最短.若CD=4 km,則該公交車站到兩村的最短距離之和為_____.
分析:如圖4所示,直接應(yīng)用題源的方法,即先作點A關(guān)于l的對稱點,再連接對稱點與另一固定點B,找到符合題意的公交車站位置后,構(gòu)造直角三角形,根據(jù)勾股定理求得斜邊長.
分析:本題的固定點為F和B,動點為P,固定直線為線段AE所在的直線.因為菱形ADEF是軸對稱圖形,對角線所在的直線就是對稱軸,所以固定點F的對稱點不用作圖,經(jīng)分析就是點D.因此直接連接BD,BD與AE的交點就是求作的動點P,此時線段BD的長就是PF+PB的最小值.
3 題源的拓展
綜上,教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生挖掘典型題源,提取問題的本質(zhì).同時,反思題源的解題思路與方法,明確題源的模型特點.唯此,才能讓數(shù)學(xué)教學(xué)具有鮮活的味道.