在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,我們常常聽到學(xué)生抱怨:“學(xué)習(xí)這些知識(shí)有什么用處呢?沒什么學(xué)習(xí)興趣。”其實(shí)只要我們重視用數(shù)學(xué)的思維方式觀察分析解決生活中和其他學(xué)科學(xué)習(xí)中的問題,可以發(fā)現(xiàn),數(shù)學(xué)就在我們的身邊,和我們的生活息息相關(guān)。除此之外,軸對(duì)稱在生活中還有很多實(shí)際的應(yīng)用。本文僅以軸對(duì)稱這一部分知識(shí)來談?wù)剶?shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用。
一、利用軸對(duì)稱巧妙設(shè)計(jì), 使管道最短
如圖,要在燃?xì)夤艿纋上修建一個(gè)泵站,分別向A,B兩城鎮(zhèn)供氣.泵站修在什么地方,可使所用的輸氣管線最短?
分析:我們可以把燃?xì)夤艿澜频乜闯梢粭l直線l,問題就是要在直線L上找一點(diǎn)C,使AC與BC的和最小。設(shè)B’是B關(guān)于l 的對(duì)稱點(diǎn),本題就是要使AC與CB’的和最小。在連接AB’的線中,線段AB’最短。因此,線段AB’與直線l的交點(diǎn)C的位置即為所求。
利用軸對(duì)稱,求出行走的最短路程
如圖,牧區(qū)內(nèi)住著一家牧民,點(diǎn)A處有一個(gè)馬廄,清晨牧馬人都要從馬廄牽出馬,先到草地某一處讓馬吃草,再到河岸邊飲馬,然后牽馬回到帳篷B處,請(qǐng)你幫牧民設(shè)計(jì)一條最短的行走路線 。
實(shí)際問題數(shù)學(xué)化為:如圖,已知∠MON內(nèi)有兩定點(diǎn)A、B,分別在OM和ON上各點(diǎn)C、D,使AC+CD+BD最小。
解析:作點(diǎn)A關(guān)于OM的對(duì)稱點(diǎn)A1,作點(diǎn)B關(guān)于ON的對(duì)稱點(diǎn)B1,連接A1B1, A1B1與OM、ON分別交于點(diǎn)C、D,則此時(shí)AC+CD+BD最小.
三、利用軸對(duì)稱,在臺(tái)球比賽中準(zhǔn)確擊球
在臺(tái)球比賽中,我們可以發(fā)現(xiàn)選手總是會(huì)用很長(zhǎng)時(shí)間去瞄準(zhǔn)角度,他們根據(jù)什么去確定擊球角度呢?小強(qiáng)和小勇利用課本上學(xué)過的知識(shí)來進(jìn)行臺(tái)球比賽.
(1)小強(qiáng)把白球放在如圖1所示的位置,想通過擊打白球撞擊黑球,使黑球撞AC邊后反彈進(jìn)F洞;想想看小強(qiáng)這樣擊打,黑球能進(jìn)F洞嗎?請(qǐng)畫圖的方法驗(yàn)證你的判斷,并說明理由.
(2)小勇想通過擊打白球撞擊黑球,使黑球至多撞臺(tái)球桌邊一次后進(jìn)A洞,請(qǐng)你猜想小勇有幾種方案?并在下面的臺(tái)球桌上畫出示意圖,解釋你的理由.
分析:這是一道操作型探究題,主要根據(jù)軸對(duì)稱的知識(shí)的有關(guān)進(jìn)行探究.第(1)題可以通過擊打AC邊使球反彈進(jìn)F洞.第(2)題有多種方法.擊球入洞需要對(duì)每一桿的角度進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓浪?,?shí)質(zhì)上等同于幾何角度的計(jì)算,二者有著密切的關(guān)系.要想至多撞臺(tái)球桌邊一次擊黑球于F洞.方案可以有以下情況:(1)不擊臺(tái)球桌邊,直接用白球撞擊黑球;(2)通過白球擊CF邊反彈再撞擊黑球進(jìn)A洞;(3)用白球撞擊DF邊反彈撞擊黑球進(jìn)F洞.要想準(zhǔn)確撞擊黑球,必須找準(zhǔn)擊球的方向角度,準(zhǔn)確估算擊球的方向.在數(shù)學(xué)上,可以借助軸對(duì)稱的知識(shí)來解決問題.
華羅庚說:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,生物之謎,日用之繁,無處不用數(shù)學(xué)。”羅巴切夫斯基說:“不管數(shù)學(xué)的任一分支是多么抽象,總有一天會(huì)應(yīng)用在這實(shí)際世界上。”生活中不是沒有數(shù)學(xué),而是我們?nèi)鄙僖浑p發(fā)現(xiàn)它的眼睛。我們?cè)诮虒W(xué)中始終要像新課標(biāo)要求的那樣,貫穿數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識(shí),讓學(xué)生學(xué)有用的數(shù)學(xué)。
作者簡(jiǎn)介 :張業(yè)慧,出生年月 :1975.03,性別 :女,籍貫 :山東肥城市,最高學(xué)歷 :本科,研究方向:教育教學(xué),郵編 :271600,單位 :肥城市龍山中學(xué)儀陽(yáng)校區(qū)。