几何最值问题中最难:"胡不归""阿氏圆",这些经典题型必须掌握!

古老的"胡不归问题"

这个问题有一个历史故事,说的是一个身处他乡的小伙子得到父亲病重的消息,便连夜赶回家,当他赶到他父亲床前时,他的父亲已经咽气.人们告诉他,在弥留之谜,老人在不为念叨“胡不归?胡不归?"

这跟数学有关吗?表面上看确实完全没有关系.当然,数学家帮助这个小伙设计了一条回家的路线,可以很好地缩短在路上的时间,说不定还可能见到他父亲最后一面.

A是出发地,B是目的地,AC是驿道,AC上侧是沙地.为了急切的回家,小伙子选择了AB这条路.但是他忽视了沙地会走得更慢这一因素,比走A-C-B或者比A-D-B路径所花的时间更长,即使AB的长度更短.

怎么办呢?设驿道上的速度为V1,沙地的速度为V2,驿道上的速度是沙地上速度的2倍,如何选择才能使行进的时间最小呢?

AD一半如何转化呢?联想起含30度的直角三角形的性质,30度角所对的直角边是斜边的一半,于是借助30度角来进行有效的转化.

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很明显的当A、D、E三点共线时,可取最小值,这样问题就可以顺利解决了.

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我们来举两个典型的例子

问题1:

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问题2

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上述方法其实是可以进行推广的,当PA+xPB中的系数x发生变化时,对应所构造的直角三角形也会发生变化,同学们一般要记住以下几种常见的系数与对应的直角三角形.

阿氏圆

首先,我们来看两个实际的问题!

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如何来解答呢?

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如果将这类问题进行归纳总结,把线段前面的系数进行相应的变化,那还能找到相应的点吗有没有什么方法是通用的呢?那我们就需要学习阿氏圆了.

什么是阿氏圆呢?其实它的确有一个严格的定义,它是由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,后人以此命名.

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那阿氏圆与此题有什么关系呢?其实关系大着呢.

我们发现这类问题总是PA+xPB这种形式,例如PA+1/2PB,x会发生相应的变化,而x通常就是你要在某条线段上找一个点,使这个点刚好可以将xPB转化为一条线段,进面后续才能用三点共线求线段和差最值.基本上,这类题就是这种思路.

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