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设定问题情境,提高教学质量
——以高中数学几何教学为例

2020-10-14薛玉财

高中数理化 2020年16期
关键词:双曲线斜率平行

◇ 薛玉财

在高中数学中,几何一直是数学学习的一大难点,据笔者不完全统计显示,21%的学生对几何较为了解,28%的学生对几何没有学习兴趣,6%的学生能够接受几何的学习,45%的学生在老师讲解下能够听懂一些基础知识.在高中数学学习中,数学的逻辑思维能力和计算能力是比较重要的,其中几何是高中数学知识的重点和难点.为了帮助学生更好地理解几何知识,攻克几何难点,提高学生的学习效率,教师需要在教学过程中设定问题情境,帮助学生探析几何内容,而合适的教学方法则是几何教学中的重点.本文以设定几何的问题情境为例,探析几何的教学方法.

1 激发学生对几何的学习兴趣

高中阶段几何分为解析几何和立体几何两部分,在进行几何教学的过程中,几何问题考查的大部分是基本公式和定理的运用.例题中常出现曲线知识,例如圆、双曲线、抛物线、椭圆等问题,有的还会运用初中的知识,这就要求教师在教学过程中,注重学生对基础知识的掌握和运用.几何知识的掌握都是从点、线、面的认识开始,了解并掌握关于点、线、面的基础方程式对求解几何问题是有很大帮助的.

在解析几何中,以直线方程中两条直线的位置关系为例,在同一水平面上分别存在两条直线,但两条直线运行会出现不同的运行轨迹,分析并讨论这两条直线运行中会出现什么情况,它们的关系又是怎样的,如何去表达两条直线的位置关系.在两条直线运行过程中会出现以下几种位置关系,如表1.设两直线的方程分别为或当时,两直线相交,交点坐标为方程组或的解.

表1

注意1)对于平行和重合的直线,它们的法向量平行.如:(A1,B1)·(A2,B2)=0.

2)如果两直线的斜率都不存在,则两直线平行;如果一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0,则两直线垂直.

3)对于A1A2+B1B2=0来说,无论直线的斜率是否存在,该式都成立.

4)斜率相等时,两直线平行或重合;但两直线平行或重合时,斜率不一定相等,斜率有可能不存在.

在教学过程中设定情境问题,让学生主动观察并思考,激发学生学习的兴趣和热情.教师讲解问题时,由浅入深,由点到面地进行教学,便于学生深入了解.

2 培养学生空间想象能力

立体几何是比较抽象的,教师进行教学时可以充分利用模型教具,帮助学生构建空间图形,培养学生的空间想象力.也可以让学生动手制作空间几何模型,了解立体几何,提升空间想象力,不断提高学生对立体几何问题的解题能力.

图1

例1如图1,四棱锥P-ABCD,底面ABCD为平行四边形,∠DAB=60°,AB=2AD,PD⊥底 面ABCD.

(1)证明:PA⊥BD;

(2)若PD=AD,求二面角A-PB-C的余弦值.

(2)如图2,以D为坐标原点,AD的长为单位长,射线DA为x轴的正半轴建立空间直角坐标系.则A(1,0,0),B(0,

图2

设平面PAB的法向量为n=(x,y,z),则n·因此可取n=

设平 面PBC的 法 向 量 为m=(a,b,c),则可取,则故二面角A-PB-C的余弦值为

在解决几何问题时,教师不要直接帮助学生解答问题,需引导学生独立思考问题,这样不仅可以降低学生的错题率,还能培养学生空间想象能力.

3 及时总结,灵活运用

几何学习中往往会出现很多问题,例如解题方法选择不对、基础知识不牢固、知识结构不完整等,这需要学生在遇到问题时及时总结和归纳,做题时规范表述,找出解题规律,通过对问题不断地总结,攻克难点,提高学习的质量.

例2双曲线上一点P到右焦点的距离是5,则下面结论正确的是( ).

A.P到左焦点的距离为6

B.P到左焦点的距离为15

C.不存在点P

D.P到左焦点的距离不确定

教学时,发现学生容易出现如下两种错误解法.

错解1设双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,由双曲线的定义得|PF1|-|PF2|=±10.因为|PF2|=5,所以|PF1|=|PF2|+10=15,故B正确.

错解2设P(x0,y0)为双曲线右支上一点,则|PF2|=ex0-a,由a=5,|PF2|=5,得ex=10.所以|PF1|=ex0+a=15,故B正确.

正解若|PF2|=5,|PF1|=15,则|PF1|+|PF2|=20,而|F1F2|=2c=26,即|PF1|+|PF2|<|F1F2|.这与三角形两边之和大于第三边矛盾,可见这样的点P是不存在的.因此,正确的结论为C.

在几何教学中,要培养学生学习兴趣,养成良好的学习习惯,增强学生空间想象能力,才能提高教学质量.

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