理论教育 《趣味数学》架桥最短路程攻略

《趣味数学》架桥最短路程攻略

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:图30在河上什么地方架一座与河岸垂直的桥,能使从A到B的路程最短图31位置如图所示当我们从D点出发,垂直于河岸建起桥DE,如图32所示,我们将E和A连接起来,得到一条从A出发的路径AEDB,其中,AE和CD是互相平行的,ACDE是一个平行四边形,两边AC和ED的长度相等而且互相平行。

《趣味数学》架桥最短路程攻略

问题:

请看图30,有一条河流,两边的河岸基本是平行的,现在要在这条河上建造一架与河岸垂直的桥,使A到B的路程最短,这座桥应该建在哪里呢?

回答:

从A点作一条和河流方向垂直的直线,在这直线上截取和河面等宽的线段AC,连接B和C,这样就能找到D点,在这个D点建桥,能够使AB之间的距离最短。

图30 在河上什么地方架一座与河岸垂直的桥,能使从A到B的路程最短

图31 位置如图所示(www.daowen.com)

当我们从D点出发,垂直于河岸建起桥DE,如图32所示,我们将E和A连接起来,得到一条从A出发的路径AEDB,其中,AE和CD是互相平行的,ACDE是一个平行四边形,两边AC和ED的长度相等而且互相平行。因此,AEDB的长度与ACB的长度相等。我们现在很容易证明任何一条别的路都要长于这条路。

假设存在一条这样的路AMNB(图33),它的距离要比AEDB短,选取一个点M,我们已知,AEDB的长度与ACB的长度相等,那么就是说,它的距离要比ACB短。我们先将C和N连接,可知CN等于AM,这就说明AMNB等于ACNB。但显然,路径CNB比路径CB长,也就是ACNB比ACB长,所以也比AEDB长。通过这个不成立的假设,我们知道,AMNB并不比AEDB短,而是比它长。

图32 DE就是满足要求的桥

图33 AEDB就是最近的路

如果你还不服气,认为一定存在一个这样的M点能使距离更短,那么你还可以用这种证明方法多证明几次,你最终会发现,AEDB始终是最短的一条路径。

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