古希腊有一个著名的“将军饮马问题”,大致内容如下:古希腊一位将军,每天都要巡查河岸同侧的两个军营
A,
B. 他总是先去
A营,再到河边饮马,之后,再巡查
B营.他时常想,怎么走,才能使他每天走的路程之和最短呢?大数学家海伦曾用轴对称的方法巧妙地解决了这个问题.
如图2,作B关于直线l的对称点B′,连结AB′与直线l交于点C, 点C就是所求的位置.
证明:如图3,在直线l上另取任一点C′,连结AC′,BC,B′C′,
∵直线l是点B,B′的对称轴,点C,C′在l上,
∴CB= ▲ ,C′B= ▲ ,
∴AC+CB=AC+CB′= ▲ .
在△AC′B′,
∵AB′<AC′+C′B′,
∴AC+CB<AC′+C′B′即AC+CB最小.
本问题实际上是利用轴对称变换的思想,把A,B在直线同侧的问题转化为在直线的两侧,从而可利用“两点之间线段最短”,即“三角形两边之和大于第三边”的问题加以解决(其中C在AB′与l的交点上,即A,C,B′三点共线).本问题可归纳为“求定直线上一动点与直线外两定点的距离和的最小值”的问题的数学模型.
拓展应用:如图,等腰直角△ABC中,∠ACB= 90°,BD平分∠ABC交AC于D, 点P是BD上一个动点,点M是BC上一个动点,请在图5中画出PC+PM的值最小时P的位置.(可用三角尺)