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让代数与几何“齐飞”

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摘 要:用代数解决问题书写过程简洁,用几何知识解决问题计算量较少,两方面结合起来解决问题,既能拓展学生思维,又能训练学生综合运用知识能力,并且能使初中数学知识作为一个整体呈现给学生。

关键词:知识结合;思维拓展;解决问题

几何图形以一种直观美带给教师和学生无限的乐趣,代数知识以一种抽象美带给教师和学生无限思考。在初中数学教学中,将代数与几何知识结合起来进行解决问题,对学生思维提升大有益处。在教学中笔者非常重视利用代数和几何这两种方法解决同一个问题,诸如以下问题。

案例一:在学习了绝对值以后,学生对利用绝对值的性质去绝对值符号深有了解,如x-3+x+6=9,求x的取值范围。

利用代数问题解决此题的方法是对x进行分段讨论,即x3这三种情况,在这三种情况下去掉绝对值符号,再结合已知,确定x的取值范围。

利用几何知识求解,绝对值指的是在数轴上,点到原点的距离。我们可以拓展一下,x-3的绝对值表示的是x与3之间的距离;那么x+6的绝对值表示的是x与-6之间的距离,这样问题就转化成了,在数轴上有一点(表示的数为x)到3与-6的距离之和为9,确定这点x的取值范围。

数轴是最原始的将“数”和“形”结合在一起的数学知识,在此问题中学生不仅能用代数知识和几何图形知识解决这个问题,还对绝对值又有了进一步的理解,更重要的是学生有了初步“代数”与“几何”结合思想的认识。

案例二:在直角坐标系中,点A、B的坐标分别为(-4,-1)和(-2,-5);点P是y轴上的一个动点,求点P在何处时,PA+PB的和最小。

这个问题的题干本身就含有代数和几何两方面知识,即平面直角坐标系和轴对称知识。

分析:这个问题实质是在求P点的坐标,首先确定P点。利用轴对称知识分析确定B的对称点B1,连接AB1,交y轴一点,这点即为符合要求的点P。(原因略)

代数解法:根据题中给出的已知条件,可以求出经过A(-4,-1)和B1(2,-5)的一次函数解析式,再求出一次函数解析式与y轴的交点坐标,这个坐标即为所求的P点坐标,点P为(0,-■)。

几何解法:设线段BB1与y轴的交点为N,再过点A做AMy轴,垂足为点M。可以证明AMP与B1NP相似,根据坐标可以确定线段AO=4,线段B1N=2,线段MN=4,不妨设线段PN的长度为a,则线段PM的长度为(4-a),根据相似三角形“对应边成比例”的性质,我们可以求出a=■,这样得出OP的长度为■,因此求点P为(0,-■)。

构建相似三角形的方法并不唯一。重要的是让学生理解可以用代数和几何的知识求解同一个问题。

在解题过程中,利用代数方法解题书写过程简洁,利用几何方法解题计算量有所减少。学生可以根据自己的喜好去选择适合自己的方法。但是在教师课堂授课过程中,如果涉及的问题能利用几何和代数两种方法求解的,一定要全部展示给学生,这样做学生不仅学会了利用代数和几何的方法解决数学问题,还能从中体会到初中数学代数和几何知识的统一。利用几何和代数方法解决问题,使学生既能灵活地运用所学知识,同时又拓展了他们的思维。

参考文献:

王华.数学课堂教学实践・问题与案例:36个与中学数学课堂教学相关的案例故事[M].上海:上海教育出版社,2009.

(作者单位 内蒙古自治区满洲里市第二中学)