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向量由于具有几何形式和代数形式的“双重身份”,使它成为中学数学知识的一个交汇点,成为联系多项数学内容的媒介,是几何代数化的一个强有力的工具。初中的几何采用的是欧式几何的体系,能把生动直观的图形与严密的论证紧密结合起来,但是它的逻辑结构是串联式而不是放射型的,没有一个突出的中心,没有一个能让学生俯瞰全局的至高点。初中几何中部分定理和性质没有严格的证明,利用初中的知识来解决比较困难,只是感性的认识和运用,有的证明又过于繁琐。高一学习的平面向量,是初高中内容衔接的一座桥梁,利用化归、类比、图形结合、几何代数化等方法问题就迎刃而解。选取初中几何证明题为切入点,是因为内容学生熟悉,在学生的最近发展区。既能巩固旧知识,又能增加新知识,学生能从中体会学习的愉悦。下面从三个方面探讨平面向量和初中几何证明的衔接。
一、垂直问题
初中数学内容中垂直问题很多,可采用的方法也多,但通常是“一题一法”。采用向量法,就转化成了计算向量的数量积,两个非零向量 与 垂直 ,实现多题一解。
点评:由于本例只须通过向量的数量积运算便可得出结论,使学生得到很大的启发,既巩固了向量运算的方法,又明白了向量对于解决数学问题的作用。
二、平行问题
平行问题是初中数学学习花“大力气”研究的内容。平行四边形这一章里涉及平行四边形、矩形、菱形、正方形,内容丰富,“平行”是其中的一个核心问题。利用向量证明垂直问题只需要抓住: // 。
例1、 中E、F分别是AD、BC的中点,求证:四边形BFDE是平行四边形。
证明: E、F分别是 中AD、BC的中点
点评:此题是一个很简单的题,初中学习时就觉得简单,但是用向量法证出来之后,惊呼:还有更简单的!对向量的“感情”更深了。复习平行四边形性质和证明的同时,帮助学生理解相等向量这个概念。
例2 、证明中位線定理即 ABC中E、F分别是AB、AC的中点
点评;中位线定理在初中证明的方法有:三角形相似或添加辅助线构造平行四边形来证明等方法,需要证明位置的关系和长度的关系两个方面。用向量的方法转化成向量的共线问题,只需证明向量的线性关系就可以了。
例3、求证:A(1,0),B(5,-2),C(8,4),D(4,6)是一个矩形的四个顶点。
证明: A(1,0),B(5,-2),C(8,4),D(4,6)
四边形ABCD是矩形,即四个点是矩形的顶点。
点评:这是高中课本的一道习题,利用向量的坐标运算,证明了平行和垂直。即能复习矩形的证明方法,又能使几何问题代数化,本来是个证明题,却在代数计算,甚至该题不画图也能解决,只需在头脑中“画”就可以了。
三、共点问题
共点问题在初中的几何证明中是一个难点。利用向量的相等、线性相关、线性组合等,证明几何中共点就容易了很多。
例1、证明平行四边形的对角线交于一点且互相平分。
证明:如图,在平行四边形ABCD中,设对角线AC的中点为O,连接DO和OB,
所以D、O、B三点共线,点O平分DB.
点评:这是平行四边形对角线的性质,初中学习时学生通过作图, “理所当然”的交于一点,还用证明吗?要证的话,又该如何证?如何下手证明?用向量的加法和共线向量定理太容易。
例2、 求证:三角形的三条高线交于一点
点评:三角形的三条高线交于一点、三条角平分线交于一点、三条中线交于一点的问题,当时学习没要求证明,现在可以解决了,运用向量来证明真是妙,多题可以一种做法!
一、垂直问题
初中数学内容中垂直问题很多,可采用的方法也多,但通常是“一题一法”。采用向量法,就转化成了计算向量的数量积,两个非零向量 与 垂直 ,实现多题一解。
点评:由于本例只须通过向量的数量积运算便可得出结论,使学生得到很大的启发,既巩固了向量运算的方法,又明白了向量对于解决数学问题的作用。
二、平行问题
平行问题是初中数学学习花“大力气”研究的内容。平行四边形这一章里涉及平行四边形、矩形、菱形、正方形,内容丰富,“平行”是其中的一个核心问题。利用向量证明垂直问题只需要抓住: // 。
例1、 中E、F分别是AD、BC的中点,求证:四边形BFDE是平行四边形。
证明: E、F分别是 中AD、BC的中点
点评:此题是一个很简单的题,初中学习时就觉得简单,但是用向量法证出来之后,惊呼:还有更简单的!对向量的“感情”更深了。复习平行四边形性质和证明的同时,帮助学生理解相等向量这个概念。
例2 、证明中位線定理即 ABC中E、F分别是AB、AC的中点
点评;中位线定理在初中证明的方法有:三角形相似或添加辅助线构造平行四边形来证明等方法,需要证明位置的关系和长度的关系两个方面。用向量的方法转化成向量的共线问题,只需证明向量的线性关系就可以了。
例3、求证:A(1,0),B(5,-2),C(8,4),D(4,6)是一个矩形的四个顶点。
证明: A(1,0),B(5,-2),C(8,4),D(4,6)
四边形ABCD是矩形,即四个点是矩形的顶点。
点评:这是高中课本的一道习题,利用向量的坐标运算,证明了平行和垂直。即能复习矩形的证明方法,又能使几何问题代数化,本来是个证明题,却在代数计算,甚至该题不画图也能解决,只需在头脑中“画”就可以了。
三、共点问题
共点问题在初中的几何证明中是一个难点。利用向量的相等、线性相关、线性组合等,证明几何中共点就容易了很多。
例1、证明平行四边形的对角线交于一点且互相平分。
证明:如图,在平行四边形ABCD中,设对角线AC的中点为O,连接DO和OB,
所以D、O、B三点共线,点O平分DB.
点评:这是平行四边形对角线的性质,初中学习时学生通过作图, “理所当然”的交于一点,还用证明吗?要证的话,又该如何证?如何下手证明?用向量的加法和共线向量定理太容易。
例2、 求证:三角形的三条高线交于一点
点评:三角形的三条高线交于一点、三条角平分线交于一点、三条中线交于一点的问题,当时学习没要求证明,现在可以解决了,运用向量来证明真是妙,多题可以一种做法!