赵爽弦图中的不等式性质的再探究课件(福建福州三中林珍芳)
全国高中数学青教师展评课:赵爽弦图中的不等式性质的再探究课件(福建福州三中林珍芳)
重点
在利用赵爽弦图学习 勾股定理和基本不等 式的基础上,进一步 挖掘和探究弦图中蕴 含的不等式性质及其 数学内涵.
难点
利用赵爽弦图,通过 数形结合,发现、探 究、深化和完善对基 本不等式链 的认识.
本节课将基本不等式链的探究发现设计成环环相扣、层次分明的 问题链,结合启发式教学原则,采用学生探究和教师讲授相结合 的方法,结合TI-NspireCX-C CAS(图形计算器)辅助教学, 通过观察、分析、归纳、概括、猜想、应用等思维活动,使学生 充分地经历基本不等式链的探究发现和证明应用的过程。
问题:请同学们回忆一下以前借助赵爽弦 图主要研究了什么?
赵爽弦图的直观再现, 基本不等式的重新回 顾,促使学生在直观 丰富的情境下感知公 式的基本特征和形式, 有效强化“抽象知识” 和“几何原型”之间 的本质联系.
问题:a,b是 RtAEB 的两条直角边, 那么,在 RtAEB 中是否还存在其 它关于 a,b的不等关系?
a b a2 b2
2
2
通过搭建符合学生认知规律的脚手架,在学生 亲手操作、亲历体验过程中,在运动和变化的 过程中进行跨界联想,多元交汇,从三角函数, 解析几何等角度观察、分析和解决问题,不断 丰富知识探究过程的真切感和思考层次,从不 同角度理解数学的本质.
1
2
1
ab a b 2
a2 b2 2
高三数学探究课
赵爽弦图中不等式性 质的再探究
福州第三中学:林珍芳
设计的魅是创意 教学的活力是生成
基本不等式是高中最重要 的一个不等式,其结构简单、 均匀对称,意蕴深厚,实现了 概念原理、符号语言、图形语 言与自然语言的有机结合和高 度统一。数学之美、数学之奇、 数学之简、数学之趣尽在其中, 蕴含了丰富的数学文化特征和 多样的数学智慧因素。
赵爽弦图与勾股定理PPT学习教案
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弦图证明勾股定理
a (勾)
b (股)
c (弦)
朱实二 : 2 1 ab 2
朱实四: 4 1 ab 2
中黄实: b a 2
弦实: c2
案弦图,又可以勾股相乘为朱实二,倍之朱实四, 以勾股之差自相乘,为中实黄,加差实亦成弦实。
第4页/共17页
勾股定理的证明
弦图
c b
a b2
a2
第5页/共17页
周髀算经
周公问: “没有梯子可供我们上天,又没有一把合适的尺子可以供
我们量地,那么,怎么确定天有多高地有多广呢?”
商高答: “办法是有的,那就是用勾、股、弦之间的关系,
即勾三、股四、弦五."
第6页/共17页
S
日
日高公式(重差术)
c
日高
O’
h
南戴日下
O
A a CB b
D
日远
A’
B’
前表 h 前 影
h
后表 后影
日高SO
=
c
+
表高h
=
表高h ×表距e 影差d
+
表高h
影差d =后影长BD — 前影长AC = b — a 表距AB = e
第7页/共17页
勾股定理的证明异趣
第8页/共17页
古代传说:
古埃及建造金字塔,使塔基直角的误差不 超过k
古巴比伦“勾股数”; 古代印度,勾股定理的发现与宗教祭祀活
动有关,《绳法经》 古希腊,毕达哥拉斯
赵爽弦图与勾股定理
会计学
1
从赵爽弦图谈起
1 赵爽弦图 2 勾股定理 3 出入相补原理
4 体积计算东西谈 5 希尔伯特第三问题
品数学文化 探微课教学——以“赵爽弦图”为例
品数学文化探微课教学——以“赵爽弦图”为例
黄丽娟
【期刊名称】《数学学习与研究》
【年(卷),期】2022()23
【摘要】近年来,数学文化已成为教育关注的热点,数学文化融入中小学数学教材,
已成为课程改革的一个标志.新的高考考试大纲中这样提出:数学在能力要求内涵方面,增加了数学文化的要求,同时强调增加对数学文化的考查.跟着高考指挥棒,初中数学在教材和中考数学中不可避免地出现了数学文化的内容,学业考试中将数学文化
结合知识技能、数学思想和问题解决等目标进行渗透.本文通过微课对“赵爽弦图”进行介绍,引导学生增强文化自信,践行社会主义核心价值观,体现试题的教育意义.【总页数】3页(P86-88)
【作者】黄丽娟
【作者单位】福建省莆田市城厢区霞林学校
【正文语种】中文
【中图分类】G63
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初中数学精品说题课件:再探赵爽弦图
命题主线 命题立意 命题解析
本题着重考查勾股定理,正方形的性质,
1 知识立意 图形面积的计算等知识。
(1)赵爽弦图嵌套美的赏识。
2
能力立意
(2)设元、数形结合等数学思想方法的建构。 (3)读图,识图,解构图形能力的培养。
(4)探究赵爽弦图类型题的解题基本步骤
的考查是本题的重点。
(2017•温州)四个全等的直角三角形按图示方式围成正方
形ABCD,过各较长直角边的中点作垂线,围成面积为 S的小
正方形EFGH,已知AM为Rt△ABM较长直角边,AMA = 2 2 EF, 则正方形AB CD的面积为( )
A. 12s B. 10s C.9s D.8s
D E
H
设元
表示线段 表示面积
寻找等量关系 F
BM
G
C
1、学生在操作中体验“赵爽弦图”
勾股定理 设元
表示线段 表示面积
寻找等量关系
数形结合
代数式
几何图形
设而不求、消元、方程
(1)、用四个全等的直角三角形围成一个正方形。
(2)、对于右图,引导学生进行编题。
已知小正方形的面积为S,添加条件使得
用S的代数式表示大正方形的面积。
设元Leabharlann 表示线段 表示面积寻找等量关系
2、学生设计构图:选择两个基本“赵爽弦 图”,把其中一个进行缩小、放大、旋转, 嵌套到另一个图中
选择学生设计的一图,保持所有直角三角形短直角 边与长直角边的比值不变。设新图形中的最小正方 形面积为S,那么,最大正方形的面积可以用S表示 吗?
设元
表示线段 表示面积
寻找等量关系
3、问题拓展到三个基本 “赵爽弦图”的嵌套
初中数学精品课件:再探赵爽弦图
如图: △ABF、△BCG、△CDH和 △DAE是四个全等的直角三角形
正方形EFGH的面积为S 则正方形ABCD的面积可 以用S的代数式表示吗? 请你再添加条件,使得:正方形ABCD的面 积可以用S的代数式表 示
学习单
请你们当设计师,要求: (1)选取下列三个中的两个图形(可重复),其中一个记 作A图,另一个记作B图,将A图用缩小、旋转等方法嵌套到 B图的较小正方形中,你可以设计出什么新图形? (2)保持刚才所有直角三角形短直角边与长直角边的比值 不变。设新图形中的最小正方形面积为S,那么,最大正方 形的面积可以用S表示吗?
[2017丽水中考第15题]我国三国时期数学家
赵爽为了证明勾股定理,创制了一幅“弦 图”,后人称其为“赵爽弦图”,如图1所示. 在图2中,若正方形ABCD的边长为14,正方 形IJKL的边长为2,且IJ//AB,则正方形EFGH 的边长为________.
2011温州中 考第16题
[2016宁波中考第12题] 如图是一个由5张纸 片拼成的平行四边形,相邻纸片之间互不重 叠也无缝隙,其中两张等腰直角三角形纸片 的面积都为S1,另两张直角三角形纸片的面 积都为S2,中间一张正方形纸片的面积为S3, 则这个平行四边形的面积一定可以表示为
赵爽弦图在解题中的运用ppt课件
易证△ACB≌△BFD(AAS)
∴BF=AC=4,DF=BC=2
C
∴CF=4+2=6
CD 62 22 2 10
D A
14
③当△ABD以D为直角
顶点时,如图所示 延长CB,作DG⊥CB于点G,作DH⊥AC
GB
D
于H,连接CD 易证△BDG≌△ADH(AAS)
设BG=AH=a
C
HA
∴CG=a+2,CH=4-a
6
直接运用
2.(河池中考)如图,是用4 个全等的直角三角形与1个小 正方形镶嵌而成的正方形图 案.已知大正方形面积为49, 小正方形面积为4.若用x,y 表示直角三角形的两直角边 (x>y),下列四个说法: ①x2+y2=49;②x-y=2;③ 2xy+4=49;④x+y=9,其 中说法正确的是( B) (A)①② (B)①②③ (C) ①②④ (D)①②③④
DE与CF交于点G
A
F
D
(1)如图①,若四边形
G
ABCD是正方形,且DE⊥CF,
E
求证:DE=CF
(2)如图②,若四边形
B
ABCD是矩形,且DE⊥CF,
A
求证:DE AD
CF CD
E
C
F
D
G
B
C
12
应用迁移
2.在△ABC中,AB= 2 5,AC=4,BC=2,以AB为边向
△ABC外作△ABD,使△ABD为等腰直角三角形,求线段
C1、E1、E2、C2、E3、E4、C3在x轴上.若正方形
A1B1C1D1的边长为1,∠B1C1O=60°, B1C1∥B2C2∥B3C3 , 则点A3到x轴的距离是(
赵爽弦图中的不等式性质的再探究点评(福建福州三中林珍芳)
赵爽弦图中的不等式性质的再探究点评(福建福州三中林珍
芳)
《赵爽弦图中的不等式性质的再探究》点评
点评人:福州三中数学教研组组长特级教师林风
由福建省福州第三中学林珍芳老师执教的《赵爽弦图中的不等式性质的再探究》一课,源于教材,又高于教材,以赵爽弦图为媒介,以基本不等式链为脉络开展丰富多彩的探究学习,知识与能力并举,预设与生成相映,技术与数学融合,不仅扩大了学生的数学视野,促进对数学本质的理解,而且优化了认知结构,提高了学生的数学素养,是一节有创意,有高度,有内涵的好课。
1.取材新颖,富有创意
基本不等式是教材中的经典内容,基于赵爽弦图的基本不等式的教学活动不仅具有丰富的数学内涵,而且还具有深邃和广泛人文价值。
本节课教师自然有序地利用赵爽弦图中有关线段、面积的数学关系,挖掘其中蕴含的不等关系,进而得到基本不等式链,体现了教师独特的思考眼光和丰富的教学经验。
2.问题为媒,思想引领
本节课重视知识的发生、发展和深化的过程,没有落入常见的以“一正、二定、三等”为重点的解题套路式教学。
从整节课的展示可以看出教师有意识地在知识的困惑处、思维的突破点和认知的转折处设计有趣、适度、有挑战性的问题串,并且通过一系列的“设问”、“追问”和学生的递进“作答”、“再答”,吸引学生主动“出声地想”去尝试分析,迁移,由浅入深、层层递进,生动活泼地开展数学“微探究”学习。
3.技术搭台,精彩生成
本节课教师适时、恰当的运用TI-NspireCX-C CAS(图形计算器)辅助教学,以技术之长助力问题解决、数学建模和探究发现.学生运用类比的方法重构赵爽弦图(利用正三角形证明基本不等式)是本节课的一个高潮和亮点,既出乎意料的,又在情理之中,是不曾预约的精
彩,有道是“技术巧搭台,生成别样好”。
赵爽弦图中的不等式性质的再探究课件
赵爽弦图中不等式性 质的再探究
设计的魅力是创意
教学的活力是生成
基本不等式是高中最重要 的一个不等式,其结构简单、 均匀对称,意蕴深厚,实现了 概念原理、符号语言、图形语 言与自然语言的有机结合和高 度统一。数学之美、数学之奇、
数学之简、数学之趣尽在其中,
蕴含了丰富的数学文化特征和 多样的数学智慧因素。
ab a 2 b2 ab 1 1 2 2 a b 2
问题:赵爽弦图是在正方形中构造直
角三角形,请大家思考能否在其它图
形中构造类似的弦图来推导基本不等 式?
学生能够运用类比的方法猜
想并重构赵爽弦图,在“变”
的现象中发现“不变”的本 质,从“不变”的本质中探 索“变”的规律,设计“私 人定制”的弦图,探索推导 基本不等式的新途径,是一 种超越,是一种创意.
ab ab 1 1 2 a b 2
a2 b2 2
知识与能力
过程与方法
情感与态度
利用赵爽弦图,深 入挖掘其中蕴含的 丰富的不等关系(
即基本不等式链)
。
启动观察、分析、 归纳、总结、抽象 概括等思维活动, 经历基本不等式链 的发现、建构、应 用,感受数学的拓 广过程,体会数形 结合思想,提高数 学的归纳能力和抽 象能力。
Hale Waihona Puke 通过观察、分析、归纳、概括、猜想、应用等思维活动,使学生 充分地经历基本不等式链的探究发现和证明应用的过程。
问题:请同学们回忆一下以前借助赵爽弦 图主要研究了什么?
赵爽弦图的直观再现, 基本不等式的重新回 顾,促使学生在直观 丰富的情境下感知公
式的基本特征和形式,
有效强化“抽象知识” 和“几何原型”之间 的本质联系.
【精编】赵爽弦图中国——赵爽PPT课件
因为AC大于木板的宽,
所以木板能从门框内通过。
D
C
2m
A
B
1m
1、本节课我们经历了怎样的过程?
经历了从实际问题引入数学问题然后发现定理,再到探 索定理,最后学会验证定理及应用定理解决实际问题的过程。
2、本节课我们学到了什么? 通过本节课的学习我们不但知道了著名的勾股定理,还
知道从特殊到一般的探索方法及借助于图形的面积来探索、 验证数学结论的数形结合思想。
∵x>0 ∴ x=10
∵x>0 ∴ x=12
探y=究0 1
生活中的数学问题
一个门框的尺寸如图所示,一块长3m,
宽2.2m的薄木板能否从门框内通过?为
什么?
D
C
2m
A
B
1m
y=0分析
连结AC,在Rt△ABC中,根据勾股定理:
A 2 C A 2 B 2 C 1 2 2 2 5
因此, AC 52.23.6
①地面吸收_太__阳__辐__射_而增温。
②地面向外辐射能量称为地 面辐射。
③地面辐射是 ____红__外__线__长__波__辐__射_______ ④方向:向上将热量传给大气
太阳辐射 地面辐射
大气上界
(2)大气辐射
①___地__面___是近地面大气的主要、直接的热源。
②对流层大气直接吸收地面 辐射并增温。
学以致y用=,0 做一做
2.求出下列直角三角形中未知边的长度
A
x
A
x
B
6
5
C
8
BC
13
解:(1)在Rt△ABC中,由 (2)在Rt△ABC中,由
勾股定理得:AB2=AC2+BC2 勾股定理:AB2+AC2=BC2
拓展“活”教材演绎“好”数学--以“赵爽弦图中的不等式性质再探究”为例
拓展“活”教材演绎“好”数学--以“赵爽弦图中的不等式性
质再探究”为例
林珍芳
【期刊名称】《中学数学》
【年(卷),期】2015(000)011
【摘要】2014年12月,笔者有幸参加了中国教育学会中学数学教学专业委员会组织的全国高中青年数学教师优秀课展示和培训活动,进行了课题为"赵爽弦图中的不等式性质的再探究"的教学展示.赛后,笔者对这节课进行了回顾与反思.教材是连接课程方案与教学实践的枢纽,是教学的载体.新课程倡导教师"用教材"而不是简单的"教教材",古人云"书不尽言,言不尽意",所以教师需要通过对教材"再加工"。
【总页数】4页(P8-11)
【作者】林珍芳
【作者单位】福建省福州第三中学
【正文语种】中文
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1.拓展教材放飞学生探究的心灵--让数学回归生活 [J], 徐为善
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陈云菊; 顾晓东
5.活用教材习题,推动思维进阶——以苏教版数学三下教材习题拓展教学为例 [J], 陈云菊; 顾晓东
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
拓展“活”教材演绎“好”数学--以“赵爽弦图中的不等式性质再探究”为例
拓展“活”教材演绎“好”数学--以“赵爽弦图中的不等式性质再探究”为例林珍芳【期刊名称】《中学数学》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】4页(P8-11)【作者】林珍芳【作者单位】福建省福州第三中学【正文语种】中文2014年12月,笔者有幸参加了中国教育学会中学数学教学专业委员会组织的全国高中青年数学教师优秀课展示和培训活动,进行了课题为“赵爽弦图中的不等式性质的再探究”的教学展示.赛后,笔者对这节课进行了回顾与反思.教材是连接课程方案与教学实践的枢纽,是教学的载体.新课程倡导教师“用教材”而不是简单的“教教材”,古人云“书不尽言,言不尽意”,所以教师需要通过对教材“再加工”,将简单、静态、固化的教材内容,设计为丰富、生动、开放的“课本剧”,促进学生内化知识、主动探究,领悟数学本质.基于此,笔者设计了高三复习探究课“赵爽弦图中的不等式性质的再探究”.本探究课是以赵爽弦图为载体,以问题为线索,以TI-NspireCX-C CAS(图形计算器)为手段,搭建探究平台,引导学生学会发现、学会探究、学会学习,真正活化教材,传递数学教学的正能量.建构主义教学理论认为每一个知识都不是凭空生成的,必须有一定的经验基础.“温故知新”是教学永恒的规律.学生在初中时通过赵爽弦图认识了勾股定理,赵爽弦图结构精妙,内涵丰富,是数与形完美统一的典范.在推导基本不等式时学生再次研究赵爽弦图,一样的图形背景,不同的问题指向,从等量关系(勾股定理)到不等关系(基本不等式),从平面几何到不等式的研究,是知识和思维的延续、拓展.师:2002年8月国际数学家大会在北京召开,这个大会颁发的菲尔茨奖相当于数学界的诺贝尔奖.大会的会标是根据中国古代的数学家赵爽的弦图设计的,颜色的明暗使它看上去像一个风车,代表中国人民的热情好客.师:(如图1、2)请同学们回忆一下以前借助赵爽弦图主要研究了什么?生1:赵爽弦图是由两个正方形和四个全等的直角三角形构成的.如果设大正方形边长为c,直角三角形的两条直角边分别是a,b(a>b),利用S大正=4S直角+S小正,得到c2=a2+b2,这就是勾股定理.生2:除了等量关系,我们还利用了S大正≥4S直角,得到a2+b2≥2ab,经过换元得到这就是基本不等式.师:很好,同学们不仅记住了基本不等式的结论,而且对它的推导过程和转化方法熟稔于心,为我们进一步的研究奠定了扎实的基础.其实,赵爽弦图的内涵远不止这些,今天,我们一起来深入探究弦图中蕴含的其他有趣的不等关系.教学断想:美国教育家加涅认为:教新知识之前,必须先激活学生长时间记忆中相关的原有知识.公式本身就是一个经典的数学问题,它的生成、发展过程蕴含着经典的数学思想和方法.赵爽弦图的直观再现,基本不等式的重新回顾,唤醒了学生对变与不变的关系、整体与局部的关系、等与不等的关系、一般与特殊的关系的感受,促使学生在直观丰富的情境下感知公式的基本特征和形式,有效强化“抽象知识”和“几何原型”之间的本质联系.“问起于疑,疑源于思”.问题是引发学生思维和探索活动的向导.创设适度并有一定力度的问题是探索的前提,是驱动数学学习的原动力.新课程理念提倡将学习内容以一个或多个具有较高思维价值的开放性问题呈现,教师要善于在学生理解知识的困惑处、思维的突破点设计有趣、有效的问题串,由浅入深、层层递进,充分揭示问题、知识、思想的内在联系与数学本质,让学生在了解知识来龙去脉的同时,积极思考,勇于质疑,不断追问.师:在赵爽弦图中,四个小的直角三角形是重要的图形元素,如果将四个小直角三角形各边中点连接构成一个正方形MNOH,那么此时正方形MNOH的面积是否与四个直角三角形的面积和也存在恒成立的关系?(如图3)生3:我用函数的方法研究这个问题,设正方形边长为a(a=10),直角三角形斜边上的高的垂足为T,AT=x,由于中点正方形MNOH的面积为50cm2,四个直角三角形面积对应的函数为在同一个直角坐标系中作出它们的函数图像(如图4),当0.7<x<9.8时,四个直角三角形面积和大于中点正方形MNOH的面积,当0<x<0.7或9.8<x<10时,大小关系则相反,当x=0.7或x=9.8时,它们面积相等,所以不存在恒成立的不等式.生4:按照这个构造方式,过四个直角三角形的顶点引正方形ABCD各边的垂线,那么四个垂足也构成正方形MNOH,那么这样构成的正方形面积与四个直角三角形的面积的和大小关系又是如何?(如图5)生5:我通过图形计算器的作图功能和zeros命令(解方程),发现当0.022625<x<9.97738时,四个直角三角形面积的和大于垂足正方形MNOH的面积,否则相反,所以它们不存在恒成立的不等关系.(如图6,图7)师:很好!大家借助图形计算器的模拟仿真功能作出函数的图像,进而探究问题.这是利用图形计算器研究数学的优势和特点.赵爽弦图蕴含着勾股定理和基本不等式内容体现了直角三角形直角边a、b(a>b)和斜边c的关系.作为直角三角形的重要元素——斜边上的中线和斜边上的高线,能否探究出其中蕴含着哪些不等关系?生6:根据直角三角形中斜边大于直角边的性质,在Rt△ABE中,过点E作EH⊥AB于点H,取AB中点M,连接ME,我发现EH≤ME,即h(如图8)生7:由直角三角形斜边上的高的问题容易联想到直角三角形的面积,即,则因为所以两边平方得左边分子分母同除以a2b2,得到(其他学生啧啧称奇)生8:我的处理方法略有不同.由ab=ch得到2h,所以ab(课堂上洋溢着阵阵赞许声)师:如果我们把生7、生8的结论稍作整理,就会得到美妙的不等关系,由可以写成生8得到≤ab,由于a2+b2≥2ab,所以得到重要的不等式关系若把a2、b2看成两个正数,就得到均值不等式链上述的发现正是基于直角三角形中斜边上的中线、斜边上的高之间内在的几何不等关系,探究得到了赵爽弦图中蕴含的重要的不等关系——均值不等式链,看似平常却奇绝,形数相映出新意.教学断想:在公式教学中不少教师只是满足于将教材的结论和证明“依样画葫芦”,浅尝辄止,使得公式教学只是蜻蜓点水、盲目模仿、题海战术,片面强调套用公式的技巧,热衷于进行解题训练,忽视公式的来源及其蕴含的丰富的思想方法.教师通过对赵爽弦图中几何性质的追问,引导学生对本质问题深刻挖掘,领悟几何与代数之间的内在联系.从赵爽弦图中直角三角形的直角边、斜边、斜边上的中线、斜边上的高的几何关系中引申出基本不等式及其衍生结论,让学生自由自在、灵活地思考,促进学生在原有知识和经验基础上的主动建构,实现了知识的自然过渡和传承间的“春风化雨,润物无声.”探究性学习的特征之一是教学过程的探索化.著名教育家乔治·波得亚曾说:“最好的数学学习方法是通过自己的发现获得知识,而发现的过程即是探索的过程.”所以探究性教学的焦点应放在知识的探索过程和获得知识的方法上.课堂上师生借助TI-NspireCX-CCAS(图形计算器)把静态的数学现象演绎成动态的探究过程,让学生用眼观察,动手实验,用脑思考,用心探索,就像一个小数学家一样提出问题、分析问题、解决问题,在渐行渐远中体会数学多元关联、动态演变、数形相关、辩证转化的特点.师:上述过程中,我们着重从平面几何中线段的关系去挖掘和思考a、b的不等关系.如果我们用动态的观点研究,那么能否有新的视角和新的手段来探究其中的不等关系呢?现在我们利用图形计算器的动画功能,让赵爽弦图动起来,通过观察看到a、b在变化,c不变,那么a+ b的变化是否有什么规律?生9:我发现,在变化过程中,a+b似乎有上界.生10:用TI-NspireCX-CCAS(图形计算器)模拟发现,点E的轨迹是圆的四分之一.(如图9)生11:设∠EAB=α,则则师:生11看到了变化的“弦图”中点E的运动与∠EAB的变化相关.所以引入角作变量,把a、b这两个变量通过消元转化为同一个角的问题,再利用三角函数求最值.这是一种用运动、转化的观点思考和解决问题,实现了利用三角函数来研究不等式的转化,超越了之前用平面几何来研究不等关系的想法.生12:(如图10)从方程角度还可以看到a2+b2=c2是以原点为圆心,c为半径的圆,由于a≥0,b≥0,所以(a,b)是圆弧上的一个动点.通过整体换元令a+b=t,则b=-a+t,问题转化为直线与圆弧有交点.当直线与圆弧相切,易求得t=c或.则化简得(a+b)2≤ 2(a2+b2),即师:生12的思路更灵活.他将勾股定理联想到圆的方程,实现了不等式和解析几何的跨界联手,展示了数形结合思想的巧妙转化.由开方得这也是一个著名的不等式,即为a、b的算术平均数和平方平均数之间的关系.师:看来大家都是好眼力呀!静与动,方与圆,不等式与三角函数、解析几何在弦图中有机交融,演绎着数学的精彩.只要大家勤思考,勤动脑,就能发现许多隐藏在平凡图形中的数学奥秘.教学断想:上述过程是通过搭建符合学生认知规律的脚手架,在学生亲手操作、亲历体验过程中,在运动和变化的过程中进行跨界联想,多元交汇,从三角函数、解析几何等角度观察、分析和解决问题,不断丰富知识探究过程的真切感和思考层次,使得学生对弦图的探究能够“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”,从不同角度理解数学的本质.正如富兰克林说的那样:告诉我,我会忘记;教给我,我可能记住;让我参与,我才能学会.这种感悟是深刻的,永恒的.数学学习过程是一个知识内化、思想熏陶、主动发现、主动发展的过程.“数学教学的核心是学生的‘再创造’,这种‘再创造’并非机械地重复历史中的‘原始创造’,而是根据自己的体验并用自己的思维方式重新去创造有关的数学知识”(数学教育家弗洛登塔尔语).教学的意义在于学生探索的欲望、心智的觉醒、智慧的生长.叶澜教授曾经充满诗情画意地说过:“课堂应该是向未知方向挺进的旅程,随时都有可能发现意外的通道和美丽的风景,而不是一切都必须遵循固定线路而没有激情的行程.”教学中的预设与生成常常是相生相伴,教师应因势利导,善于倾听,捕捉智慧,敏锐把握不期而至的生成性教学资源,让从知识课堂走向智慧课堂,为学生智慧的生长而教学.师:今天我们通过挖掘赵爽弦图中的几何性质,用不同方法得到基本不等式链体现了数形结合、转化与化归的思想,展现赵爽弦图的无限魅力.(这时有学生举手,示意要发言)生13:赵爽弦图是在正方形中构造直角三角形,我思考能否在正三角形中构造类似的“弦图”来推导基本不等式,但我只是猜想,还没想出证明的方法.师:这个问题提的好,老师先前备课时还没有想过这个问题,大家不妨一起来试试看.生14:我们可以把之前利用面积的整体与部分的不等关系类比到正三角形(如图11).在正三角形中,S小三角形=则因为S△ABC≥3S小三角形,所以c2≥3ab.又因为在△ABE中,由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos120°=a2+b2+ab,则a2+b2+ab≥3ab,即a2+b2≥2ab.(独特的视角、新颖的创意不仅赢得了阵阵掌声,也掀起了更高的探究创造的高潮)生15:我有新的想法.因为正方形是特殊的菱形,所以我把弦图的大正方形设计为边长夹角为α的菱形(如图12,图13),不知能否推导出基本不等式.(顿时课堂上一片寂静)师:大家的想法都非常有创意,都超乎了老师的预设.有道是“节外生枝处常有暗香来”,你们能抓住问题的本质,运用类比的方法设计“私人定制”的弦图可喜可贺,你们的猜想是否正确,有待课后继续研究.教学断想:数学课堂常常因为动态生成而活跃,师生因为动态生成而成长,教学因为动态生成而充满生命的律动.学生能够运用类比的方法猜想并重构赵爽弦图,在“变”的现象中发现“不变”的本质,从“不变”的本质中探索“变”的规律,设计私人定制的“弦图”,探索推导基本不等式的新途径,是一种超越,是一种创意.虽然出乎意料之外,但又在情理之中,是难忘的一次不曾预约的精彩.好的数学教学应当兼顾数学教育的知识取向与价值取向,将知识教学与价值观影响融为一体.赵爽弦图不仅具有丰富的数学内涵和人文价值,而且还具有深邃和广泛的教学作用和意义.教师只有充分挖掘并优化教材中的经典内容,这样才能唱响数学课堂“好声音”.【相关文献】1.王跃辉,黄益全.高中数学人教课标版“基本不等式”教材研读[J].中学数学教学参考(上),2013(1-2).2.王岳.高三复习课“三角函数的值域与最值”的教与思[J].中学数学月刊,2012(11).3.偶伟国.MPCK视角:“以“基本不等式”为例[J].中学数学教学参考(上),2013(10).F。
人教A版高中数学选修3-1- 3.1 《周髀算经》与赵爽弦图-课件(共17张PPT)
Aa
D
b
c
E
c
a-b
Bb C
注:这一方法是向常春 于1994年3月20日构想发 现的新法.
试一试
我们用拼图的方法来说明勾股定理
b
a
是正确的.
ac
cb
证明:上面的大正方形的面积为:c2 4 1 ab b c
2
下面大的正方形的面积为:
a
c
a
b
a2 b2 4 1 ab
∴S矩形ADNM=2S△ADC.
又∵正方形ACHK和△ABK同底、等高,
∴S正方形ACHK=2S△ABK.
G
∵AD=AB,AC=AK,∠CAD=∠KAB, H
F
∴△ADC≌△ABK.
由此可得S矩形ADNM=S正方形ACHK . 同理可证S矩形MNEB=S正方形CBFG.
C
K
ba
A Mc B
∴S矩形ADNM+S矩形MNEB=S正方形ACHK+S正方形CBFG.
即S正方形ADEB=S正方形ACHK+S正方形CBFG , 也就是 a2+b2=c2.
DN
E
赵爽弦图的证法
我国对勾股定理的证明采取的是
割补法,最早的形式见于公元三、四
世纪赵爽的《勾股圆方图注》.在这
朱实
篇短文中,赵爽画了一张他所谓的 “弦图”,其中每一个直角三角形称 c 为“朱实”,中间的一个正方形称为 “中黄实”,以弦为边的大正方形叫
总统巧证勾股定理
由于好奇心驱使伽菲尔德循声向两个小孩走去, 想搞清楚两个小孩到底在干什么。
只见一个小男孩正俯着身子用树枝在地上画着 一个直角三角形。
于是伽菲尔德便问他们在干什么?只见那个小 男孩头也不抬地说:“请问先生,如果直角三角形 的两条直角边分别为3和4,那么这个直角三角形的 斜边长应当为多少呢?”
经典赵爽弦图与勾股定理.ppt
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10
古希腊 毕达哥拉斯
a
b
a
b
a
a
b
c
a bc2 4a 1 a b c2
2
a2 b2 2ab 2ab c2
a b
b
b ac
a2 b2 c2
b
a
b
..。..
11
A
a a
c
c
C
欧几里得
SABC
1 2
a2
同理可得:
b
b
SADE
1 2
b2
D SABC SADE
1 2
a2
1 2
b2
1 2
c2
1 2
b2
1 2
a2
E
c2 b2 a2
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12
中世纪阿拉伯数学家:伊本 库拉
21
3
2
1
3
..。..
13
刘徽《九章算术》
• “勾自乘为朱方,股 自乘为青方,令出入 相补,各从其类,因
朱出
朱方
青入
就其余不移动也,合
成弦方之幂,开方除
之,即弦也。”
青入
青方
出入相补原理 朱入
青出
..。..
青青出出
14
出入相补原理
一个平面(立体)几何图形被分 割成若干部分后,面积(体积)的总 和保持不变。
..。..
15
出入相补原理 在生活中的应用
..。..
16
谢谢聆听
..。..
17
4返回
弦
朱实二 : 2 1 ab 2
朱实四: 4 1 ab 2
中黄实 : b a 2
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问题:a,b是 Rt AEB 的两条直角边, 那么,在 Rt AEB 中是否还存在其 它关于 a,b的不等关系?
2 1 1 a b ab 2
2 1 1 a b
ab
教师通过对弦图中几何性质的追问, 引导学生对本质问题进行深刻挖掘,
领悟几何与代数之间的内在联系,
促进学生在原有知识和经验基础上 的主动建构,实现了知识的自然过 渡和传承间的“春风化雨,润物无 声 .”
通过赵爽弦图中不 等式性质的探究, 培养学生善于思考 、乐于探索的良好 品质.
重 点
在利用赵爽弦图学习
难 点
利用赵爽弦图,通过 数形结合,发现、探 究、深化和完善对基 本不等式链 的认识.
勾股定理和基本不等
式的基础上涵.
本节课将基本不等式链的探究发现设计成环环相扣、层次分明的 问题链,结合启发式教学原则,采用学生探究和教师讲授相结合 的方法,结合TI-NspireCX-C CAS(图形计算器)辅助教学,
ab a 2 b2 ab 1 1 2 2 a b 2
问题:赵爽弦图是在正方形中构造直
角三角形,请大家思考能否在其它图
形中构造类似的弦图来推导基本不等 式?
学生能够运用类比的方法猜
想并重构赵爽弦图,在“变”
的现象中发现“不变”的本 质,从“不变”的本质中探 索“变”的规律,设计“私 人定制”的弦图,探索推导 基本不等式的新途径,是一 种超越,是一种创意.
“赵爽弦图”作为“数学探究”
的素材,以问题为线索,以TINspireCX-C CAS(图形计算器) 为手段,搭建探究平台,引导学 生通过观察,试验,猜想、验证 数形结合 类比联想 转化化归 特殊到一般 及应用,并适当进行扩充或引伸, 从中获得新的结果,新的方法, 新的思想,体验数学发现和创造 的历程。
高三数学探究课
赵爽弦图中不等式性 质的再探究
福州第三中学:林珍芳
设计的魅力是创意
教学的活力是生成
基本不等式是高中最重要 的一个不等式,其结构简单、 均匀对称,意蕴深厚,实现了 概念原理、符号语言、图形语 言与自然语言的有机结合和高 度统一。数学之美、数学之奇、
数学之简、数学之趣尽在其中,
蕴含了丰富的数学文化特征和 多样的数学智慧因素。
问题 :现在我们让赵爽弦图动 起来,通过观察看到 a,b在变
化,C不变,那么 a+b的变化
是否有什么规律?
ab a2 b2 2 2
通过搭建符合学生认知规律的脚手架,在学生 亲手操作、亲历体验过程中,在运动和变化的 过程中进行跨界联想,多元交汇,从三角函数, 解析几何等角度观察、分析和解决问题,不断 丰富知识探究过程的真切感和思考层次,从不 同角度理解数学的本质.
通过观察、分析、归纳、概括、猜想、应用等思维活动,使学生 充分地经历基本不等式链的探究发现和证明应用的过程。
问题:请同学们回忆一下以前借助赵爽弦 图主要研究了什么?
赵爽弦图的直观再现, 基本不等式的重新回 顾,促使学生在直观 丰富的情境下感知公
式的基本特征和形式,
有效强化“抽象知识” 和“几何原型”之间 的本质联系.
ab ab 1 1 2 a b 2
a2 b2 2
知识与能力
过程与方法
情感与态度
利用赵爽弦图,深 入挖掘其中蕴含的 丰富的不等关系(
即基本不等式链)
。
启动观察、分析、 归纳、总结、抽象 概括等思维活动, 经历基本不等式链 的发现、建构、应 用,感受数学的拓 广过程,体会数形 结合思想,提高数 学的归纳能力和抽 象能力。