师:同学们,大家好。前面几节课我们学习了直线、射线、线段的相关知识,下面一起复习一下。首先学习的线段比较方法有三种:目测法、度量法、叠合法。度量法从数的角度比较,叠合法从形的角度比较。后来学习线段的和差,得出和数一样,线段也能相加减。最后理解了线段的中点,比如 m 是线段 AB 的中点,可得 AM = BM = 1/2 AB ,或者 AB = 2AM = 2BM 。看来同学们对之前知识掌握得不错。接下来继续研究直线、射线、线段。在纸上任意点两点,用线连接,量量长短,看看谁最短。
生:(通过测量后)线段 a、b 最短。
师:如图,从 a 地到 b 地有 4 条道路,能不能再修一条最短的道路?如果能,联系以前知识,在图上画出最短路线。
生:(思考后)连接 AB ,线段 AB 是从 a 地到 b 地最短的道路。
师:通过比较得到线段的基本事实:两点的所有连线中线段最短,简单说就是两点之间线段最短。大家能举出这条性质在生活中的应用吗?
生:把原来弯曲的河道改直,a、b 两地间的河道长度变短,利用了两点之间线段最短。
生:小明家在 a 处,书店在 b 处,小明想尽快到书店,根据两点之间线段最短,可选择到 c 到 f 到 b 的路线。
师:在数学上,连接两点间的线段的长度叫做这两点的距离。注意,两点的距离指的是连接两点间线段的长度,不是线段本身。下面运用刚学的知识解决问题。如图,笔直公路 l 两侧有两个村庄 a、b ,要在公路上建一个汽车站 p ,使汽车站 p 到 a、b 距离之和最小,汽车站应建在哪里?
生:要想使汽车站 p 到 a、b 距离之和最小,根据两点之间线段最短,汽车站应建在线段 a、b 与 l 的交点处。
师:如图,已知 a、b、c、d 为四个居民小区,要在四边形 a CD 内建一个购物中心,不考虑其他因素,画图确定购物中心 o 的位置,使得四个小区到它的距离之和最小,并说明理由。
生:根据两点之间线段最短,连接 AC、BD ,在线段的交点处建购物中心,能使 4 个居民小区到购物中心的距离之和最小。
师:同学们,刚刚的问题做对了吗?接着看。如图,点 a 和点 b 分别在棱长为 20 厘米的正方体盒子上相邻两个面的中心位置,有一只蚂蚁由点 a 爬到点 b ,这只蚂蚁爬行的最短路程是多少?大家自己尝试解决。
生:(思考后)将正方体盒子中含 a、b 两点的两个面展开连接 AB ,由两点之间线段最短,可知蚂蚁沿展开图中的线段 AB 爬行路线最短,因为线段 AB 的长度与正方体盒子的棱长相等,所以蚂蚁爬行的最短路程为 20 厘米。
师:在这里,我们是怎么利用线段的基本事实解决最短路线问题的呢?立体图形中研究两点之间最短路线问题,一般是把立体图形展开成平面图形,进而转化为平面图形中的两点距离问题来解决。下面一起试试。如图,一只蚂蚁要从正方体的一个顶点 a 沿表面爬行到顶点 b ,怎样爬行路线最短?
生:根据两点之间线段最短,蚂蚁沿展开图中的线段 AB 爬行路线最短。
师:如图,点 b、c 是线段 ad 上两点,且 AB : BC : CD = 3 : 2 : 5 ,点 e、f 分别是 ab、cd 的中点,且 EF = 24 ,求线段 AB、BC、CD 的长度。大家拿出练习本试试。
