“有趣的勾股数”探究活动方案

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  一、 活动的提出
  古往今来,勾股数被太多的人津津乐道,可见其神秘性和趣味性. 《周髀算经》记载的“勾三股四弦五”中的(3,4,5)就是一组最简单的勾股数. 当然,勾股数远远不止这些,由此足见“有趣的勾股数”探索的价值和必要性.
  二、 活动的目的
  (1) 由简单的勾股数发现其内在的规律,进而对勾股数计算公式进行证明,增强方程和分类讨论思想方法的培养和提升;
  (2) 利用类比思想将平面上的问题拓展到空间立体图形上,初步感受科学思维的价值,发展合情推理能力.
  三、 活动的过程
  [创设问题]解不定方程x2 y2=z2,写出尽可能多的解.
  [活动说明]呈现勾股数和方程之间的联系,体会“数”与“形”的紧密结合,学生通过动手尝试,增强了对数的规律的探究欲望.
  [活动1]观察符合要求的勾股数,尝试找出勾股数的基本特征.
  (3,4,5) (5,12,13) (6,8,10) (10,24,26)
  (7,24,25) (8,15,17)(9,40,41)……
  [活动说明]通过呈现全班同学所写出来的勾股数,去发现勾股数应满足的性质和特征,进一步提升学生的分类讨论能力.
  [活动2]根据勾股数的特点,制造出勾股数生成器.
  (1) 当a为奇数时,写出数b和c之间的数量关系;若设a=2n 1,用n表示b和c.(n为正整数)
  (2) 当a为偶数时,写出数b和c之间的数量关系;若设a=2n,用n表示b和c.(n≥2,n为正整数)
  [活动说明]在活动1了解a分奇偶性讨论的前提条件下,运用方程的思想,得到用n表示b和c的代数式,从而在随意给出一个a值的条件下,能快速说出b和c的值,让学生在探究过程中体会成功的乐趣和发现数学的奥秘.
  [活动3]若a=m2-n2,b=2mn,c=m2 n2(m>n,m,n为正整数),a,b,c是勾股数吗?若是请验证,不是请说明理由.
  [活动说明]从乘法公式入手,得到这种表达式是勾股数,所以任意给出两个数,我们可以通过这个生成器得到一组勾股数. 让学生体会创新精神的新鲜和成功.
  四、 活动创新
  四边形ABCD是矩形,AC为对角线,则有AB2 BC2=AC2,即AB、BC、CA的数量关系符合勾股定理.
  ABCD-A1B1C1D1是长方体,若长方体的面ABB1A1、面BCC1B1、面ACC1A1的面积分别用α,β,γ表示,则是否有α2 β2=γ2成立?请说明理由.
  [活动说明]从平面图形到立体图形的变化,告知学生,在数学中,我们常运用类比方法,从低维向高维发展,用已有的知识解决新的问题.
  五、 活动收获
  回顾本次活动对勾股数深入探究的心路历程,相信你有满满的收获,勾股数内在的规律帮助我们辨别一组数是否勾股数,可以省去很多复杂的计算.
  (作者单位:江苏省镇江市外国语学校)
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