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【浅谈高中数学中一个常见“工具性”知识的理解】 高中数学知识点总结

时间:2019-01-16 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  【摘要】 高中数学教材中引入"向量和导数"的知识,我认为其目的很明确:充分体现它们的工具性。但这种"工具性",只有在深刻理解的基础上才能用好,而要想用活,这又需要我们在实践中不断"开发"新的认识,丰富知识网络,形成较完善的"认知模块"、"知识体系"。
  【关键词】 数量积 向量 角度 距离
   高中数学全日制普通高级中学教科书?中关于空间向量的数量积有这样三条性质:
  
  作为"工具性",性质(2)(3)比较明显,会立即得到充分的应用。可是对于性质(1),当时,在上新授课时我总认为有点像"房间里的摆设"――配角。但是随着时间的推移我发现了她的奥妙之处:在后继的有关空间问题中的"三大角度"和"三大基本距离"的坐标法的研究中有着奇妙无穷的用途,并带来意想不到的"知识链"反应,极大地丰富了关于空间向量的"数量积"这一运算的"认知模块"的内涵。本文便梳理和佐证这一认知,以飨读者。
  (一)性质的产生与内含
  ④可以推广为求一条线段在另一条直线上的正射影(此线段所在直线与已知直线的位置关系可以异面直线)。
  (二)性质的"知识链"
  教材引进空间向量的"坐标法"来解决空间中"三大角"问题,我们的学生可以说是欣喜若狂,因为学生觉得这种方法好!可操作性强!但在实际应用中,学生觉得这些结论不易理解,加上这些结论只能逐步形成和完善,靠死记硬背吧,今天记了明天又忘了!等到用时,仍是"生硬、呆板",甚至张冠李戴。如何突破这一问题?我认为其根本原因是:在学生的认知结构里,这一性质未能如愿地形成"知识链"。那么,这一性质是怎样与相关问题产生"对接或联系"的呢?
  (1)它是空间三大角(即线线角、线面角、二面角的平面角)用向量法求解的"对接点"。
  1.1线线角的求法的新认识:
  我们把这两条线赋予恰当的两个向量,问题就化归为两个向量的夹角(两个向量所成的角的范围为,我们能否加以重新认识这个公式呢?如图,
  
  1.3二面角的平面角θ(θ∈[0π])的求法的新认识:
  
  
  (这里刚好满足三角函数中余弦的定义:邻边比斜边)。
  ★三大角的统一理解:
  
  从上述梳理完全可以看出其本质特征:这里的"空间角"的求法,完全与直角三角形中的三角函数的"正弦或余弦的定义"发生了对接――对边或邻边就是斜边的向量在此边向量上的投影.将知识的"生长点"建立在学生认知水平的"最近发展区",那学习就会水到渠成。其本质特征是:一个向量在其所求的距离所在直线的一个向量上的投影,也即数量积此性质的直接应用。空间中的三大角的计算,都隐藏于这个"特定"的数量积的性质之中,体现在这个公式结构的"统一美"之中,把问题的本质揭示得"淋漓尽致",而又不失自然。这给"立体几何" 中向量的工具性的体现,增色了几分美感与统一感!

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