小学奥数知识讲解-最短路线问题

萌到你眼炸
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2020年08月02日 12:48
最佳经验
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鄂东职业学院-我的老师作文450字




最短路线

在日常生活、工作中,经常会遇到有关行程路 线的问
题。比如:邮递员送信,要穿遍所有的街道,为了少走冤枉路,需要
选择一条最短的路线 ;旅行者希望寻求最佳旅行路线,以求能够走最
近的路而达到目的地,等等。这样的问题,就是我们所要 研究学习的
“最短路线问题”。
典型例题

例[1] 假如直线AB是一 条公路,公路两旁有甲乙两个村子,如
下图1。现在要在公路上修建一个公共汽车站,让这两个村子的人 到
汽车站的路线之和最短。问:车站应该建在什么地方?








A

图1
B
A

B

图2
分析
如果只考虑甲村的人距离公路AB 最近,只要由甲村向公
路AB画一条垂直线,交AB于C点,那么C点是甲村到公路AB最


近的点,但是乙村到C点就较远了。
反过来,由乙村向公路AB画垂线,交AB于D点,那 么D点
是乙村到公路AB最近的点。但是这时甲村到公路AB的D点又远了。
因为本题要求我 们在公路AB上取的建站点,能够兼顾甲村和乙村的
人到这个车站来不走冤枉路(既路程之和最短),根 据我们的经验:
两个地点之间走直线最近,所以,只要在甲村乙村间连一条直线,这
条直线与公 路AB交点P,就是所求的公共汽车站的建站点了(图2)。

解 用直线把甲村、乙村 连起来。因为甲村乙村在公路的两侧,
所以这条连线必与公路AB有一个交点,设这个交点为P,那么在 P
点建立汽车站,就能使甲村乙村的人到汽车站所走的路程之和最短。


例[2] 一个邮递员投送信件的街道如图3所示,图上数字表示
各段街道的千米数。他从邮 局出发,要走遍各街道,最后回到邮局。
问:走什么样的路线最合理?全程要走多少千米?




1
2
4 2 1
3
分析
选择最短的路线最合理。那么,什么路线最短呢?一笔画
路线应该是最短的。 邮递员从邮局出发,还要回到邮局,按一笔画问


题,就是从偶点出发,回到偶点。因此, 要能一笔把路线画出来,必
须途径的各点全是偶点。但是图中有8个奇点,显然邮递员要走遍所
有街道而又不走重复的路是不可能的。要使邮递员从邮局出发,仍回
到邮局,必须使8个奇点都变成偶点 ,就是要考虑应在哪些街道上重
复走,也就是相当于在图上添哪些线段,能使奇点变成偶点。如果有不同的添法,就还要考虑哪一种添法能使总路程最短。
为使8个奇点变成偶点,我们可以用图4的4种方法走重复的路
1
2
4
2 1
3
1
2
4
2 1
3
线。



1






图4中添虚线的地方,就是重复走的路线。重复走的路程分别为:
(a) 3×4=12(千米)
(b) 3×2+2×2=10(千米)
(c) 2×4=8(千米)
(d) 3×2+4×2=14(千米)
2
( a )
4
2 1
3
1 2
( b )
4
2 1
3
( c )
图4
( d )


当然 ,重复走的路程最短,总路程就最短。从上面的计算不难找
出最合理的路线了。
解 邮递员应按图4(c)所示的路线走,这条路重复的路程最
短,所以最合理。全程为:
(1+2+4+2+1)×2+3×6+2×4
=20+18+8
=46(千米)

例[3] 图5中的线段表示的是小明从家到学校所能经过的所有
街道。小明上学 走路的方向都是向东或向南,因为他不想偏离学校的
方向而走冤枉路。那么小明从家到学校可以有多少条 不同的路线?


小明家





学校
分析
为了叙述的方便,我们在各交叉点标上字母(见图6)。




小明家
A
B
E
F
F
F
D E


我们从小明家出发,顺序往前推。由于从小 明家到A、B、C、D各
处都是沿直线行走,所以都只有一种走法。我们分别在交叉点处标上
“ 1”。而从小明家到E处,就有先到A或先到D的两种走法,正好
是两个对角上标的数1+1的和。从小 明家到F点,则有3条路线,又
正好是两个对角上标的数1+2的和。
标在各交叉点的数,就 是依次顺序推出的到各交叉点能有多少种
不同的路线的数。从中我们可以看出,每个格内上右角与下左角 两个
对角上的数的和,正好等于下右角上的数。
解 从小明家到学校有13条不同的路线。如图7所示。






M
1
D

小明家
A
1
2
E
2
B
1
3
F
5
N
C
1
4
G
9
K
学校
4
H
13
图7


小结

寻找最短路线,不应该走“回头路”。要按照一定的逻
的图形,可以借助图表来寻找路线。


辑次序来排列可能路线,既要做到不重复数,也不漏数。对比较复杂




最短路线

在日常生活、工作中,经常会遇到有关行程路线的问
题。比如:邮 递员送信,要穿遍所有的街道,为了少走冤枉路,需要
选择一条最短的路线;旅行者希望寻求最佳旅行路 线,以求能够走最
近的路而达到目的地,等等。这样的问题,就是我们所要研究学习的
“最短路 线问题”。
典型例题

例[1] 假如直线AB是一条公路,公路两旁有甲乙两个 村子,如
下图1。现在要在公路上修建一个公共汽车站,让这两个村子的人到
汽车站的路线之和 最短。问:车站应该建在什么地方?








A

图1
B
A

B

图2
分析
如果只考虑甲村的人距离公路AB最近,只要由甲村向公< br>路AB画一条垂直线,交AB于C点,那么C点是甲村到公路AB最


近的点,但是 乙村到C点就较远了。
反过来,由乙村向公路AB画垂线,交AB于D点,那么D点
是乙村到 公路AB最近的点。但是这时甲村到公路AB的D点又远了。
因为本题要求我们在公路AB上取的建站 点,能够兼顾甲村和乙村的
人到这个车站来不走冤枉路(既路程之和最短),根据我们的经验:
两个地点之间走直线最近,所以,只要在甲村乙村间连一条直线,这
条直线与公路AB交点P,就是所求 的公共汽车站的建站点了(图2)。

解 用直线把甲村、乙村连起来。因为甲村乙村在 公路的两侧,
所以这条连线必与公路AB有一个交点,设这个交点为P,那么在P
点建立汽车站 ,就能使甲村乙村的人到汽车站所走的路程之和最短。


例[2] 一个邮递员 投送信件的街道如图3所示,图上数字表示
各段街道的千米数。他从邮局出发,要走遍各街道,最后回到 邮局。
问:走什么样的路线最合理?全程要走多少千米?




1
2
4 2 1
3
分析
选择最短的路线最合理 。那么,什么路线最短呢?一笔画
路线应该是最短的。邮递员从邮局出发,还要回到邮局,按一笔画问< /p>


题,就是从偶点出发,回到偶点。因此,要能一笔把路线画出来,必
须途径的各点 全是偶点。但是图中有8个奇点,显然邮递员要走遍所
有街道而又不走重复的路是不可能的。要使邮递员 从邮局出发,仍回
到邮局,必须使8个奇点都变成偶点,就是要考虑应在哪些街道上重
复走,也 就是相当于在图上添哪些线段,能使奇点变成偶点。如果有
不同的添法,就还要考虑哪一种添法能使总路 程最短。
为使8个奇点变成偶点,我们可以用图4的4种方法走重复的路
1
2
4
2 1
3
1
2
4
2 1
3
线。



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图4中添虚线的地方,就是重复走的路线。重复走的路程分别为:
(a) 3×4=12(千米)
(b) 3×2+2×2=10(千米)
(c) 2×4=8(千米)
(d) 3×2+4×2=14(千米)
2
( a )
4
2 1
3
1 2
( b )
4
2 1
3
( c )
图4
( d )


当然 ,重复走的路程最短,总路程就最短。从上面的计算不难找
出最合理的路线了。
解 邮递员应按图4(c)所示的路线走,这条路重复的路程最
短,所以最合理。全程为:
(1+2+4+2+1)×2+3×6+2×4
=20+18+8
=46(千米)

例[3] 图5中的线段表示的是小明从家到学校所能经过的所有
街道。小明上学 走路的方向都是向东或向南,因为他不想偏离学校的
方向而走冤枉路。那么小明从家到学校可以有多少条 不同的路线?


小明家





学校
分析
为了叙述的方便,我们在各交叉点标上字母(见图6)。




小明家
A
B
E
F
F
F
D E


我们从小明家出发,顺序往前推。由于从小 明家到A、B、C、D各
处都是沿直线行走,所以都只有一种走法。我们分别在交叉点处标上
“ 1”。而从小明家到E处,就有先到A或先到D的两种走法,正好
是两个对角上标的数1+1的和。从小 明家到F点,则有3条路线,又
正好是两个对角上标的数1+2的和。
标在各交叉点的数,就 是依次顺序推出的到各交叉点能有多少种
不同的路线的数。从中我们可以看出,每个格内上右角与下左角 两个
对角上的数的和,正好等于下右角上的数。
解 从小明家到学校有13条不同的路线。如图7所示。






M
1
D

小明家
A
1
2
E
2
B
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3
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N
C
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4
G
9
K
学校
4
H
13
图7


小结

寻找最短路线,不应该走“回头路”。要按照一定的逻
的图形,可以借助图表来寻找路线。


辑次序来排列可能路线,既要做到不重复数,也不漏数。对比较复杂

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