Trong đời sống, việc tối ưu hóa chi phí và nguyên vật liệu là rất quan trọng. Giải bài 9.19 trang 71 đưa ra một tình huống thực tế: Tìm vị trí đặt máy bơm sao cho tổng chiều dài đường ống dẫn nước là ngắn nhất. Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp "lấy đối xứng" – một kỹ thuật kinh điển trong hình học giúp chuyển đổi đường gấp khúc thành đường thẳng.
Hai khu vườn A và B nằm về một phía của con kênh d. Hãy xác định bên bờ kênh cùng phía với A và B, một điểm C để đặt máy bơm nước từ kênh tưới cho hai khu vườn sao cho tổng độ dài đường ống dẫn nước từ máy bơm đến hai khu vườn là ngắn nhất (HD: Gọi B’ là điểm sao cho d là đường trung trực của BB’ (H.9.22). Khi đó CB = CB’. Xem Vận dụng, Bài 33).

Kiến thức áp dụng
Tính chất đường trung trực: Mọi điểm nằm trên đường trung trực của một đoạn thẳng thì cách đều hai đầu mút của đoạn thẳng đó.
Bất đẳng thức tam giác: Với ba điểm $A, C, B'$ bất kỳ, ta luôn có $AC + CB' \ge AB'$. Dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi $C$ nằm trên đoạn thẳng $AB'$.
Chiến lược giải bài
Tổng độ dài đường ống là $AC + CB$. Vì $A$ và $B$ nằm cùng phía so với $d$, ta không thể nối trực tiếp. Bằng cách lấy điểm đối xứng $B'$ của $B$ qua $d$, ta chuyển bài toán từ việc so sánh đường gấp khúc $AC + CB$ sang so sánh đường gấp khúc $AC + CB'$.
Gọi B’ là điểm sao cho d là đường trung trực của BB’.
Vì d là đường trung trực của BB’ và C thuộc d nên CB’ = CB.
Khi đó AC + CB = AC + CB’ ≥ AB’.
Khi đó giá trị nhỏ nhất của AC + CB’ bằng AB’.
AC + CB’ = AB’ khi C nằm giữa A và B’.
Vậy C là điểm nằm giữa A và B’ với B’ là điểm sao cho d là đường trung trực của BB’.
Qua bài giải bài 9.19 trang 71 Toán 7 tập 2 Kết nối tri thức, các em cần nắm vững:
Kỹ thuật lấy đối xứng: Giúp đưa các điểm ở cùng một phía về hai phía khác nhau của một đường thẳng, từ đó tận dụng được tính chất "đường thẳng là đường ngắn nhất nối hai điểm".
Ứng dụng thực tế: Đây là nền tảng của các bài toán tối ưu hóa trong xây dựng, quy hoạch mạng lưới điện, nước.
Lưu ý: Nếu $A$ và $B$ đã nằm ở hai phía của con kênh, thì vị trí $C$ tối ưu chỉ đơn giản là giao điểm của $AB$ và $d$.
• Xem thêm: