刘宣妍
在小区里生活,我们就不可避免要到小区的公交站、垃圾站、菜市场、小卖部等地点完成一系列的生活行为。如果路线规划不当,容易走“冤枉路”和“回头路”。节假日期间,我运用学习的平面几何知识,以我所生活的小区为例,探索了小区日常生活中的“最佳路径”,下面与小伙伴们共享。
如图1所示,小区内部道路网可以等价看作若干条线段相连而成,每条道路以及交汇点分别用英文字母表示。若现在需要从小区的M、Q1这两个入口出发,完成取快递(到达A点)、买水果(到达F点)、买面包(到达B点)等一系列行为,最终回到家中(到达K点),该如何选择路程比较短的路径呢?我试着列出一些路径进行比较,尽量不包含折返和逆向路径。
1.从M点出发,我列的路径如下:
(1)MW→WV→VF→FA→AB→BK;
(2)MW→WV1→V1A→AF→FD→DB
→BK;
(3)MW→WV2→V2A1→A1A→AF→FD→DB→BK;
(4)MW→WV3→V3A2→A2A→AF→FD→DB→BK;
(5)MW→WD→DF→FA→AB→BK;
(6)MW→WH→HG→GD→DF→FA
→AB→BK;
(7)MW→WH1→H1I→IJ→JC→CG→GD→DF→FA→AB→BK;
(8)MW→WH2→H2I1→I1J1→J1C→CG→GD→DF→FA→AB→BK;
(9)MW→WH3→H3I2→I2J2→J2C→CG→GD→DF→FA→AB→BK;
(10)MW→WH4→H4I3→I3J3→J3C→
CG→GD→DF→FA→AB→BK。
2.從Q1点出发,我列的路径如下:
(11)Q1W→WD→DF→FA→AB→BK;
(12)Q1V→VF→FA→AB→BK;
(13)Q1V3→V3A2→A2A→AF→FD→
DB→BK;
(14)Q1V2→V2A1→A1A→AF→FD→
DB→BK;
(15)Q1V1→V1A→AF→FD→DB→BK。
随后,我利用所学的几何知识对我所列的这些路径进行筛选。可以明显看出,(2)(3)(4)较(1)复杂,且长于(1),可以舍弃。同理,(7)(8)(9)(10)也可以舍弃。又由“两点之间线段最短”,可知WH+HG+GD>WD,则(6)舍弃。可以明显看出,(13)(14)(15)较(12)复杂,且长于(12),可以舍弃;又由“两点之间线段最短”,可知VW+WD+DF>VF,则(11)舍弃。
通过比较,我现在得到(1)(5)(12)三条路径较为合理,我就这些路径又进行讨论。
从M点出发,不难发现,以W点为圆心,WD为半径,向VW画弧,可知,VW>WD。同理,以F点为圆心,DF为半径,向VF画弧,可知,VF>DF,则(1)长于(5),舍弃(1)。
从Q1点出发,也不难发现,以DF为半径,F点为圆心,向VF画弧,交VF于点D1,则DF=D1F<VF。如何比较MD与Q1V的长呢?我利用圆规截取MD线段的长,以该长为半径,以V点为圆心,向Q1V作弧,弧与Q1V的交点在线段Q1V上,则Q1V>MD,则路径(12)长于路径(5),舍弃(12)。
综上所述,路径(5)是“最佳路径”。
那么,我的这一道路规划是否合理呢?通过测距软件进行测距验证,我发现路径(5)为272m,路径(12)为324m,与筛选结果一致。感兴趣的小伙伴还可以多列几条路径,利用几何知识进行对比,或者从Q、P、N出发,找找“最佳”路径哦!
正所谓“留心处处皆学问”,我通过对小区路径的测算和验证,发现平面几何知识的应用能够为日常生产生活提供更多便利,让我更加深刻地体会到数学的魅力。这也不免令我感叹,条条大路通罗马,“佳径”只怕有心人。
教师点评
这篇文章中,小作者从日常生活入手,结合平面几何基本知识,探索居民小区里面的“最佳”路径,灵活运用数学知识解决实际问题,体现了“数学有用,数学好玩”。希望同学们今后善于用数学的眼光观察生活,在“做中学”,在“学中做”,实现学以致用,能用数学思维解决生活中的实际问题。
(指导教师:张卫明)