摘 要:高中解析幾何有一個重要的判定定理:直線。中職教材和普高教材一樣,都是利用三角函數(shù)來證明此定理的,但三角函數(shù)是中職生的軟肋,因此對于此定理的證明得另辟蹊徑,利用向量內(nèi)積來證明此定理,由于向量內(nèi)積學生剛學過,因此這種方法的教學效果不錯。
關(guān)鍵詞:直線斜率;垂直;向量坐標;向量內(nèi)積
一、教材中的證法和學情
筆者首先給出中職數(shù)學教材中直線垂直判定定理(以下簡稱定理)的證明過程,然后介紹中職生的知識掌握情況。
1.教材中的證法
2.中職生的學情
中職即職高,學生的數(shù)學基礎(chǔ)薄弱,比不得普高學生,高一第一學期學完,中職生普遍反應(yīng)三角函數(shù)的內(nèi)容太過抽象,難,尤其是誘導公式。而筆者所在地區(qū)的中職學校選用的教材都一樣,關(guān)于此定理的證明都如上所述。筆者想,如果課堂上就這么去證明此定理,效果肯定不好,反而會引發(fā)學生對數(shù)學的畏難情緒;但若只給定理結(jié)果不證明,那么對學生理解該定理肯定是不利的,況且這個定理是體現(xiàn)解析幾何思想的一個好載體,我不愿就此放過。于是在備課時,筆者就想有沒有另一種讓中職生易接受的證明方法。
這個定理隸屬教材第八章“直線和圓的方程”,前一章是平面向量,學生對向量的知識還記憶猶新,因此我尋得了一個方向,并最終確定用向量內(nèi)積簡潔地證明此定理,這樣既解決了定理的證明問題,又體現(xiàn)了向量知識的應(yīng)用價值,可謂一舉兩得。
二、定理的新證法
這三個定理都是第七章的重點內(nèi)容,老師強調(diào)得多,學生掌握得也不錯。
2.新證法
為簡化和理解證明過程,課堂上筆者先引導學生作了一個簡短的分析,然后再開始證明。
分析:兩直線若垂直,平移其中的任一條,都不會改變他們的垂直關(guān)系,這說明兩直線垂直與否只取決于兩直線的傾斜程度即斜率,與截距無關(guān),。那么我們就選取解析式最簡單的那類直線,即過原點的直線。
定理:設(shè)直線l1與l2的斜率都存在,分別為k1和k2,那么l1⊥l2?圳k1·k2=-1
這種新證法還有一個好處,每一步都是互推的,將充要條件兩個方向都證明了。而原教材中的證明只給出了充分性的證明,略了必要性的證明,必要性的證明更難。因此筆者認為在這類體系的教材中,本文的新證法較適合中職生,也具有一定的推廣價值。
而對普高學生來說,這個證法亦可以作為教材證法的補充,開闊學生的思維。
作者簡介:潘水軍,男,就職于浙江省杭州市蕭山第三中等職業(yè)學校,中學二級,主要研究方向:新教材的知識連貫和思維連續(xù)。
編輯 趙飛飛