【摘 要】 初中數(shù)學(xué)代數(shù)與幾何是分章學(xué)習(xí)的,引入直角坐標(biāo)知識(shí),就將數(shù)與形有機(jī)的統(tǒng)一到坐標(biāo)軸上進(jìn)行研究了,這一統(tǒng)一不光是代數(shù)知識(shí)和幾何知識(shí)建立了聯(lián)系平臺(tái),而且為數(shù)學(xué)思想的進(jìn)步與發(fā)展提供了條件,是數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域的拓展,在這一統(tǒng)一點(diǎn)上學(xué)生的數(shù)學(xué)思維得到了鍛煉和培養(yǎng)。教學(xué)時(shí),教師要學(xué)生認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),學(xué)生就能在宏觀把握數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,做到研究有方向,討論有目標(biāo),學(xué)習(xí)有信心,思維有發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】 形與數(shù);統(tǒng)一;培養(yǎng)學(xué)生;數(shù)學(xué)思維
初中數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)應(yīng)用數(shù)學(xué),提高學(xué)生數(shù)學(xué)水平,不是專門訓(xùn)練學(xué)生題目,提高卷面成績(jī),而是滲透數(shù)學(xué)思想,訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維方式,和研究問(wèn)題,探討問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,教學(xué)中我從以下幾個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的。
一、觀察圖形,訓(xùn)練學(xué)生的整體感知能力
問(wèn)題是思維的起點(diǎn),圖形是思維的落腳點(diǎn),平面直角坐標(biāo)系里,往往都是數(shù)與形相互結(jié)合的題目。分析這樣的題目,準(zhǔn)確的繪制圖形、正確的觀察圖形、仔細(xì)的分析圖形十分重要,如果題目不提供圖形,學(xué)生要繪制出圖形來(lái),這樣才能把抽象思維轉(zhuǎn)化為形象思維,使數(shù)與形的統(tǒng)一體能較清楚的呈現(xiàn)在學(xué)生面前,學(xué)生的整體感知能力才能得到較好的訓(xùn)練。
例1:在下列直角坐標(biāo)系中,(1)請(qǐng)寫出在平行四邊形ABCD內(nèi)(不包括邊界)橫、縱坐標(biāo)均為整數(shù)的點(diǎn),且和為零的點(diǎn)的坐標(biāo);(2)在平行四邊形ABCD內(nèi)(不包括邊界)任取一個(gè)橫、縱坐標(biāo)均為整數(shù)的點(diǎn),求該點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)之和為零的概率。
分析:(1)橫、縱坐標(biāo)均為整數(shù),且和為零的點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)在一三象限坐標(biāo)軸角平分線上;(2)應(yīng)找完在平行四邊形內(nèi)的所有整數(shù)點(diǎn)。
解:(1)看圖可知A(-2,2),B(-3,-2),C(2,-2)D(3,2),在其內(nèi)部橫、縱坐標(biāo)均為整數(shù),且和為零的點(diǎn)的坐標(biāo)有(-1,1),(0,0),(1,-1)。
(2)由圖可知:∵在平行四邊形ABCD內(nèi)橫、縱坐標(biāo)均為整數(shù)的點(diǎn)有15個(gè),其中橫、縱坐標(biāo)和為零的點(diǎn)有3個(gè)?!郟= = 。
坐標(biāo)與圖形性質(zhì);平行四邊形的性質(zhì);概率公式是解答本題涉及到的知識(shí)點(diǎn)。解決本題的關(guān)鍵是理解橫、縱坐標(biāo)均為整數(shù),且和為零的點(diǎn)的坐標(biāo)在一三象限坐標(biāo)軸角平分線上,范圍是平行四邊形內(nèi)。在運(yùn)用概率=所求情況數(shù)與總情況數(shù)之比的關(guān)系式求出結(jié)果。
二、探尋聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生的思維遷移能力
從思維定勢(shì)到思維遷移,是思維發(fā)展的一次飛躍,但遷移要有科學(xué)合理的路徑,這一路徑就是找到不同知識(shí)間的聯(lián)系點(diǎn),否則,遷移就不會(huì)達(dá)到預(yù)想的效果。
例2:圖中△ABC外接圓的圓心坐標(biāo)是
。
分析:本題可先設(shè)圓心坐標(biāo)為(x,y),再根據(jù)“三角形外接圓的圓心到三角形三頂點(diǎn)的距離相等”列出等式,化簡(jiǎn)即可得出圓心的坐標(biāo)。
解:設(shè)圓心坐標(biāo)為(x,y);
依題意得:A(3,6)、B(1,4)、C(1,0),則有:√(3-x)2+(6-y)2=√(1-x)2+(4-y)2=√(1-x)2+y2;即(3-x)2+(6-y)2=(1-x)2+(4-y)2=(1-x)2+y2,化簡(jiǎn)后得:x=5,y=2;因此圓心坐標(biāo)為:(5,2)。
本題考查了三角形外接圓的性質(zhì)和坐標(biāo)系中兩點(diǎn)間的距離公式。解此類題目時(shí)要注意運(yùn)用三角形的外接圓圓心到三角形三點(diǎn)的距離相等這一性質(zhì)。這一性質(zhì)就是三角形與其外接圓的聯(lián)系點(diǎn),這一聯(lián)系點(diǎn),就是思維發(fā)生遷移的啟發(fā)點(diǎn),就是解決問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)。
三、深入討論,體驗(yàn)解決問(wèn)題的多層面性
知識(shí)之間是有聯(lián)系也是有發(fā)展,可以不斷深化的,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注,學(xué)生能否主動(dòng)參與探究活動(dòng),在討論中不斷深化,不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,不斷研究解決問(wèn)題的多樣途徑,也是思維遷移的關(guān)鍵訓(xùn)練。
例3:在研究例2的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討:請(qǐng)?jiān)偾螅?/p>
(1)該圓圓心到弦AC的距離;
(2)以BC為旋轉(zhuǎn)軸,將△ABC旋轉(zhuǎn)一周所得幾何體的全面
積。(所有表面面積之和)
分析:(1)如圖,圓心為P(5,2),作PD⊥AC于D,根據(jù)垂徑定理知道AD=CD,然后利用圖中小正方形可以求出AC,再求出PD,也可直接求出PD;
(2)根據(jù)旋轉(zhuǎn)過(guò)程可以知道旋轉(zhuǎn)后得到的幾何體是一個(gè)以2
為底面圓半徑、6為高的大圓錐,再挖掉一個(gè)以2為底面圓半徑、2為高的小圓錐,它們的母線分別是AB,AC,可以利用小正方形求出,圓錐的側(cè)面展開圖是扇形,利用扇形的面積公式就可以求出全面積了。
解:方法1:如圖,圓心為P(5,2),作PD⊥AC于D,則AD=CD,連接CP,∵AC為是為6、寬為2的矩形的對(duì)角線,
∴AC=√62+22=2√10,同理CP=√42+22=2√5,
∴PD=√CP2-CD2=√10,
方法2:∵圓心為P(5,2),作PD⊥AC于D,則AD=CD,
由直觀,發(fā)現(xiàn)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(2,3)
又∵PD為是為3、寬為1的矩形的對(duì)角線,
∴PD=√32+12=√10 。
(2)∵旋轉(zhuǎn)后得到的幾何體是一個(gè)以2為底面圓半徑、6為高的大圓錐,再挖掉一個(gè)以2為底面圓半徑、2為高的小圓錐,又它們的母線之長(zhǎng)分別為ι小=√22+22=2√2,ι大=√22+62=2√10,∴所求的全面積為:πrι大+πrι小=πr(ι大+ι小)=4(√10+√2)π。
學(xué)生在上一題的基礎(chǔ)上解答本題,教師適當(dāng)加以引導(dǎo)和提示,第一個(gè)問(wèn)題圖形沒(méi)有變化,只是知識(shí)的延伸,引導(dǎo)學(xué)生抓住問(wèn)題的聯(lián)系點(diǎn)進(jìn)行分析,在一般情況下,前面問(wèn)題的解答結(jié)果,對(duì)后面問(wèn)題的思考是有啟發(fā)的。第二個(gè)問(wèn)題是圖形發(fā)生變化,所求的問(wèn)題,也由數(shù)轉(zhuǎn)化為形研究,學(xué)生分組討論,畫圖,演示。教師應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注,圖形由平面到立體的空間聯(lián)想能力;學(xué)生充分體會(huì)圖形變化過(guò)程,及變化后的形體定勢(shì)。再思考形與數(shù)之間的關(guān)系。就能找到解決問(wèn)題的突破口。