5. 为切实保障居民用气安全,某地开展天然气设施改造工程。如图所示,某小区(点 A)和天然气站(点 B),分别位于公路两侧,若公路的宽度是一定的(公路的两边 a//b),现要在地下通一条天然气管道接通 A,B 两地,管道通过马路时,为了尽量少破坏马路,管道通过马路的部分与马路的一边 a 互相垂直,求作管道的位置,使得从点 A 到点 B 的管道长度最短。(要求:用无刻度的直尺和圆规作图,保留作图痕迹,简述作法)

答案:5. 如图所示,管道的位置 A→M→N→B 即为所求.
作法如下:过点 A 作直线 AC⊥a,交直线 a 于点 C,交直线 b 于点 D,在线段 AD 上截取 AA' = CD,连接 A'B 交直线 b 于点 N,过点 N 作 MN⊥b 交直线 a 于点 M,管道的位置 A→M→N→B 即为所求.
解析:由作图可得,AA' // MN,AA' = MN,所以线段 MN 可以通过平移线段 AA'得到,所以 AM = A'N.因为公路的宽度是一定的,所以 MN 的长度是一定的,所以 AM + MN + NB = A'N + MN + NB ≥ A'B + MN,所以当 A',N,B 三点共线时,AM + MN + NB 有最小值,所以如图所示,管道的位置 A→M→N→B 即为所求.