走进生活,体验“线段”的应用

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  对于生产、生活中的实际问题,经过认真分析,找出一个与实际问题相吻合的数学模型,用数学的方法去解决它,更能凸显数学的魅力及其应用价值. 线段是一种简单的几何图形,但以其为模型可以解决生活中的许多看似很复杂的实际问题.
  一、如何选址
  例1 在同一个学校上学的小明、小伟、小红三位同学住在A、B、C三个住宅区,如图1所示,A、B、C三点共线,且AB = 60米,BC = 100米,他们打算合租一辆接送车去上学,由于车位紧张,准备在此之间只设一个停靠点,为使三位同学步行到停靠点的路程之和最小,你认为停靠点应该设在?摇?摇 ?摇?摇.
  解析:当停靠点设在线段AC外部的一点时,A、C两点到停靠点的距离之和大于160米,且B点到停靠点的距离也会大于60米;当停靠点设在线段AC上的任意一点时,A、C两点到停靠点的距离之和总等于160米,且B点到停靠点的距离也会在0~100米之间,很显然,停靠点设在B点,三位同学步行到停靠点的路程之和最小.
  评注:本题看似复杂,但实际运用的知识非常简单,即选择路线途径与数线段一样,找出规律,抓住所有人到停靠点的距离之和最小来考虑.
  二、应安排多少种不同的火车票
  例2 乘火车从A站出发,沿途经过3个车站可到达B站.
  (1)在A、B两站之间最多需要印制多少种不同标价的火车票?
  (2)在实际运营中,应安排多少种不同的火车票?
  解析:(1)我们知道票价和路程有关,若两站之间路程相等,则票价相同;若两站之间的路程不相等,就应印制不同票价的火车票. 因而当任意两站间的路程都不相等时,印制的不同票价的火车票最多. 如何来确定火车票数呢?我们可将A站到B站近似看做线段,即通过建立线段模型,依照数线段的方法来确定. 如图2,把A、B两站当做线段AB的两个端点,途中3个车站分别用线段AB上的三个点C、D、E表示且任意两点间的距离不相等,易知从点A到点B有多少条线段就应有多少张不同票价的票. 从左到右以A为端点的线段共有4条,以C为端点的线段共有3条,以D为端点的线段共有2条,以E为端点的线段共有1条,所以图1中共有线段4+3+2+1=10(条). 因此需要印制10种不同票价的火车票. (2)在实际运营中,应注意到起点和终点有变化,故同一线段应对应2种车票,故应安排10×2=20(种)不同的火车票.
  三、比赛了几盘?
  例3 甲、乙、丙、丁与小强5位同学一起比赛象棋,每两人都要比赛一盘. 到现在为止,甲已经比赛了4盘,乙比赛了3盘,丙比赛了2盘,丁比赛了1盘,试问小强已经比赛了几盘?
  解析:本题直接思考不容易找到思路,我们可以借助于线段图获得巧解.用平面内的5个点分别表示甲、乙、丙、丁、小强5位同学,两点间连成线段表示两个人已经比赛了一盘(如图3所示).
  甲比赛了4盘,故甲应与乙、丙、丁、小强4个点都用线段连接起来;丁只赛了1盘,而丁已经与甲连接过了,故其他点不能再与丁连接了;乙赛了3盘,而乙与甲连接过了,又不能与丁再连接,故只能与丙、小强连接;图中已满足丙比赛了两盘(丙与甲、乙连接过了).
  从图中可知,小强与甲、乙之间有线段连接,表示小强与甲、乙各比赛了1盘,即小强已经比赛了两盘.
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