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python/数学课程/将军饮马问题/模型1-2.md
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2025-08-30 18:35:01 +08:00

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### 将军饮马问题 唐朝诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河. ” 诗中隐含着一个有趣的数学问题. 如图所示,诗中将军在观望烽火之后从山脚下的$A'$点出发,走到河边饮马后再到$B$点宿营.求怎样走才能使总的路程最短。

模型1

就是两点之间直线最短,$A,B$在岸的两边,所以从$A$向$B$连一条线段,就是最短长度。

模型2

$A,B$在岸的同一边,此时,将$A$关于河(直线)做对称,找到$A'$点,其中AC=A'C,所以动点$C$必然在对称点与$B$的连接线与河的交点上。

例题:

解题思路: $P$到$A,B$两点的距离和,很自然想到了将军饮马。 一个三角形面积的关系式,让我们很迷惑,把它翻译一下: S_{\triangle PAB}=\frac{1}{3}S_{矩形ABCD}

由$P$向$AB$引一条垂线,计为PH,

则有: 1/2 \times AB \times PH = 1/3 \times AB \times AD

\therefore PH=2 所以,将$A$关于$PH=2$这条直线做对称,找到A' AA'=4,而AB=5,所以$A到B$最短距离就可以通过勾股定理计算斜边得到\sqrt{4*4+5*5}=\sqrt{41} 答案:D