老定理,新证法,新教法
2014-10-21潘水军
摘 要:高中解析几何有一个重要的判定定理:直线。中职教材和普高教材一样,都是利用三角函数来证明此定理的,但三角函数是中职生的软肋,因此对于此定理的证明得另辟蹊径,利用向量内积来证明此定理,由于向量内积学生刚学过,因此这种方法的教学效果不错。
关键词:直线斜率;垂直;向量坐标;向量内积
一、教材中的证法和学情
笔者首先给出中职数学教材中直线垂直判定定理(以下简称定理)的证明过程,然后介绍中职生的知识掌握情况。
1.教材中的证法
2.中职生的学情
中职即职高,学生的数学基础薄弱,比不得普高学生,高一第一学期学完,中职生普遍反应三角函数的内容太过抽象,难,尤其是诱导公式。而笔者所在地区的中职学校选用的教材都一样,关于此定理的证明都如上所述。笔者想,如果课堂上就这么去证明此定理,效果肯定不好,反而会引发学生对数学的畏难情绪;但若只给定理结果不证明,那么对学生理解该定理肯定是不利的,况且这个定理是体现解析几何思想的一个好载体,我不愿就此放过。于是在备课时,笔者就想有没有另一种让中职生易接受的证明方法。
这个定理隶属教材第八章“直线和圆的方程”,前一章是平面向量,学生对向量的知识还记忆犹新,因此我寻得了一个方向,并最终确定用向量内积简洁地证明此定理,这样既解决了定理的证明问题,又体现了向量知识的应用价值,可谓一举两得。
二、定理的新证法
这三个定理都是第七章的重点内容,老师强调得多,学生掌握得也不错。
2.新证法
为简化和理解证明过程,课堂上笔者先引导学生作了一个简短的分析,然后再开始证明。
分析:两直线若垂直,平移其中的任一条,都不会改变他们的垂直关系,这说明两直线垂直与否只取决于两直线的倾斜程度即斜率,与截距无关,。那么我们就选取解析式最简单的那类直线,即过原点的直线。
定理:设直线l1与l2的斜率都存在,分别为k1和k2,那么l1⊥l2?圳k1·k2=-1
這种新证法还有一个好处,每一步都是互推的,将充要条件两个方向都证明了。而原教材中的证明只给出了充分性的证明,略了必要性的证明,必要性的证明更难。因此笔者认为在这类体系的教材中,本文的新证法较适合中职生,也具有一定的推广价值。
而对普高学生来说,这个证法亦可以作为教材证法的补充,开阔学生的思维。
作者简介:潘水军,男,就职于浙江省杭州市萧山第三中等职业学校,中学二级,主要研究方向:新教材的知识连贯和思维连续。
编辑 赵飞飞