之前的文章对初中数学几何最值问题提供了五种解决方法,它们基本可以解决同学们遇到的最值问题。但近几年,出现了另外一种形如mAP+nAB的最值问题,运用之前的方法,根本没办法解决,难倒了绝大多数的同学,我把它归纳为加权线段之和的最值。我们先来看一下问题吧。

初中数学几何最值终极大招,助你破解加权线段最值之谜

加权线段之和

如图所示,A,B是两个定点,P点以某种轨迹运动,一个人以V1的速度走到P,然后以V2的速度走到B,求这个人所用的最短时间。这个问题乍一看,好像是将军饮马模型,但将军饮马模型只是这个问题的一个特例。当V1=V2,P点在一条直线上运动时,实际上还是求AP+PB的长度,它就是将军饮马模型,但当V1不等于V2时,即使P点还在一条直线上运动,它成了求mAP+nBP的长度,使用将军饮马模型怎么也求不出来。这个问题,因为加上了速度这一维度,使难度提高了许多,就好比牛顿经典力学遇上了相对论才能解决的问题

在初中阶段,根据P点运动的轨迹,这个问题主要分为两类。一个是P点在一条直线上运动,对于这种问题的解决,使用的是胡不归模型。一个是P点在一个圆上运动,对于这种问题的解决,使用的是阿氏圆模型。

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胡不归模型

首先,我们来看一下胡不归模型。

有两个定点A和B,一个动点P在AC上运动,AP段的速度是V1,PB段的速度是V2,求走完AP+BP的最短时间。它的解决思路是把两个速度作统一化处理,就是把以一个速度V1所完成的路程S1,转化成以另一个速度V2以相同速度所完成的路程S3,这样以V2速度完成的路程S3就可以和以V2速度完成的路程S3进行合并了。说的有点绕,具体到图中就很明白了,在图中,就是把V1完成的路程AP'转化成V2完成的路程P'D',这样它们的速度一样,所以去求P'B+P'D'的最小值。根据垂线段最短,过B作垂线交于P,就是所求的点。下面我们来具体学习一下解题过程。

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胡不归解法

以上的过程,同学们看懂了吗?可以看到,胡不归模型通常要与三角函数相结合,所以,为了方便计算,用到的数字比例,通常是特定角的三角函数值。

接下来我们来看看例题吧。

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例题

我们来看看如何用胡不归模型来解这道题。当我们看到两条线段的系数不同,动点D在直线上运动,我们就要想到胡不归模型啦。同学们,你们有思路了吗?根据我们之前讲过的模型,要使用T=CD/V1+OD/V2,这道题实际上是求T=CD/2+OD/1,所以V1=2,V2=1,sin角CAO=30,我们要以AC为边再构造出一个30度的角ACF,这样,过O作CF的垂线,交CF于P,OP就是最小值。我们已经知道AB=8,那么OC=4,角OCP等于60,用三角函数,我们是不是很快就算出了结果呀。

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阿氏圆

第二,我们来看一下阿氏圆模型。

古希腊数学家阿波罗尼斯发现,两个定点A和B,一个动点P,当PA/PB等于一个不为1的常数时,P点的运动轨迹是一个圆。反过来就是,当P是圆上的一动点时,它到两个定点的比值相等。接下来我们看一看如何,利用这个知识解决形如mAP+nAB的最值问题

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阿氏圆模型

过程有点复杂,同学们要认真看一下。关键是记住结论哈。下面我们来看一下例题吧。

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例题

大家看到A和B两个定点,P点在圆上运动,想动阿氏圆模型了吗?在这题中C是圆心,m:n=1:4,CP:AC肯定也等于1:4,我们只需要构造CD=1/4CP就可以了,连接BD,求出BD,这道题就解出来了。大家都明白了吗?

好了,胡不归模型和阿氏圆模型讲完了,我相信大家肯定有许多收获。如果考试中以填空题的形式出现,大家一定要直接应用结论,快速算出,不要浪费时间哦。

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