引言
在数学的浩瀚海洋中,最值问题始终闪耀着智慧的光芒。今天,我们聚焦于一个充满诗意的经典问题——“狐不归”(又称“胡不归”)。它源自中国古代数学思想,融合了几何、代数和物理的精华,成为近年来中考数学与竞赛中的“常客”。本文将带您深入探索这一问题的本质、解法及其现实意义。
一、问题起源:一个寓言般的数学故事
“狐不归”的传说可追溯至中国古代的数学典籍。问题原型描述如下:
> 一只狐狸在直线外某点,需以最短时间到达直线上的家。若狐狸在沙地与草地上的速度不同,如何规划路径?
这一情景被抽象为数学问题:在速度差异约束下,求时间最短路径。其名称“狐不归”(胡不归)既暗含“如何归家”之意,又赋予数学以文化韵味。
二、数学模型:从物理到几何
【问题分析】
,记
即求BC+kAC的最小值.
【问题解决】
将问题转化为求BC+CH最小值,过B点作BH⊥AD交MN于点C,交AD于H点,此时BC+CH取到最小值,即BC+kAC最小.
【模型总结】
在求形如“PA+kPB”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型.
而这里的PB必须是一条方向不变的线段,方能构造定角利用三角函数得到kPB的等线段。
结语:“狐不归”问题以其简洁的表述和深刻的背景,展现了数学的统一之美。正如数学家庞加莱所言:“数学是赋予不同事物相同名字的艺术。”通过此类问题的探索,我们不仅获得解题技巧,更领略到人类智慧的无限可能。
初审:王位锦
复审:王攀峰
终审:杨世华