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一、關(guān)于教材與學(xué)情分析
1.教材分析
通過(guò)對(duì)立體幾何第一章的學(xué)習(xí)我們會(huì)感悟到:平面的基本性質(zhì)是立體幾何的基礎(chǔ),線(xiàn)面關(guān)系是中心內(nèi)容、重點(diǎn)內(nèi)容,而線(xiàn)面關(guān)系中的垂直關(guān)系又是重點(diǎn)內(nèi)容的核心,是一根主線(xiàn),它與平行的問(wèn)題、垂直問(wèn)題、距離和角的求解有著密切的關(guān)系。事實(shí)上,立體幾何中有關(guān)線(xiàn)面關(guān)系的許多“問(wèn)題的主題眼”往往都在于垂直關(guān)系的識(shí)別、論證、巧用與挖掘。
2.學(xué)情分析
每當(dāng)立幾第一章的教與學(xué)過(guò)后,從整體上看,學(xué)生對(duì)直線(xiàn)和平面位置關(guān)系中的概念、判定和性質(zhì)以及距離和三大角的要領(lǐng)和求法已經(jīng)基本掌握,對(duì)解證有關(guān)平行、垂直、距離和角等重點(diǎn)內(nèi)容題目的技能正在形成,對(duì)標(biāo)志著空間想象能力的觀察、判斷。繪制立體圖形的能力開(kāi)始適應(yīng)和習(xí)慣;但是不少學(xué)生對(duì)直線(xiàn)、平面位置關(guān)系的諸多要領(lǐng)判斷和性質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系、地位關(guān)系,核心樞紐之所在尚茫然,往往處于一種對(duì)號(hào)入座的狀態(tài),解證題還不夠胸有成竹、運(yùn)用自如,空間想象能力特別是對(duì)變式圖形中舉足輕重的生趣關(guān)系的識(shí)別、判斷能力還有待提高。本節(jié)課正是通過(guò)對(duì)典型例題的剖析,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)其核心,同過(guò)尋求探索出解證垂直關(guān)系問(wèn)題的思維通徑,為今后的學(xué)習(xí)能夠舉一反三、擺脫題海奠定基礎(chǔ)。
3.關(guān)于教學(xué)內(nèi)容的選擇和處理
本節(jié)課圍繞生趣、平行、距離和角等重點(diǎn)內(nèi)容,精選了三道例題,其特點(diǎn)為:(1)選區(qū)題目適度,具有典型性;(2)目標(biāo)明確,具有針對(duì)性;(3)循序漸進(jìn),具有階梯性。
本節(jié)課重在展示學(xué)生的思維活動(dòng),訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律,探索結(jié)論的過(guò)程。對(duì)于例1,我采取和方式是師生共同研討,教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律,對(duì)于例2,我采取和是學(xué)生分組討論的方式,教師鼓勵(lì)學(xué)生積極思考,大膽探索。對(duì)于例3,我采取和是巧設(shè)質(zhì)疑,辨析討論的方式,讓學(xué)生在自主探索的同時(shí),感覺(jué)到有一種成就感,從而對(duì)今后的學(xué)習(xí)增強(qiáng)自信。這在自主探索的同時(shí),感覺(jué)到有一種成就感受,從而對(duì)今后的學(xué)習(xí)增強(qiáng)自信。這在自主探索的同時(shí),感覺(jué)到有一種成就感,從而對(duì)今后的學(xué)習(xí)增強(qiáng)自信。這樣安排,符合學(xué)生年齡特點(diǎn),也符合教學(xué)中的可接受性原則與科學(xué)性原則。
4.教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵
依據(jù)教學(xué)大綱的要求及結(jié)合以上對(duì)教材和學(xué)情的分析,本節(jié)課教學(xué)目標(biāo):
(1)過(guò)對(duì)典型例題目的剖析,使學(xué)生領(lǐng)悟到垂直關(guān)系不在解證線(xiàn)面關(guān)系問(wèn)題中的核心作用及如何尋求解證垂直問(wèn)題的思維通徑。
(2)通過(guò)對(duì)典型例題的研討,培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力,邏輯思維能力以及善于發(fā)現(xiàn)、敢于探索的創(chuàng)造性思維能力。重點(diǎn):垂直關(guān)系在解證線(xiàn)面關(guān)系問(wèn)題中的核。已作用難點(diǎn):對(duì)垂直關(guān)系的捕捉、挖掘、創(chuàng)設(shè)關(guān)鍵:學(xué)生熟練地掌握和運(yùn)用有關(guān)垂直(線(xiàn)線(xiàn)、線(xiàn)面、面面)的定義、定理。
二、關(guān)于教學(xué)方法及教學(xué)手段的選用
關(guān)于教學(xué)方法,本節(jié)課側(cè)重采用的是引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)法。即教師引導(dǎo)發(fā)現(xiàn),學(xué)生自主探索,本節(jié)課每道例題解證及相應(yīng)規(guī)律的發(fā)現(xiàn),主要是在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下或?qū)W生的辨析討論中,學(xué)生積極思考而得出,讓學(xué)生有充分思考機(jī)會(huì),始終處于一種主動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)之中,其遵循的原則主要是主體性原則和創(chuàng)造性原則。
關(guān)于教學(xué)手段,我選擇了多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),其意圖主要有這樣幾點(diǎn):
1.顯示圖形的形成、變化過(guò)程,突出強(qiáng)化教學(xué)重點(diǎn)。如例1
2.展示色彩鮮明、反差強(qiáng)烈的圖形,突破教學(xué)難點(diǎn)。如例2
3.分解復(fù)雜圖形為簡(jiǎn)單圖形,洞察本質(zhì),抓住關(guān)鍵。如例3
4演示圖形的旋轉(zhuǎn)過(guò)程,創(chuàng)設(shè)情境,激趣,如例4
三、關(guān)于學(xué)法指導(dǎo)
“授人以魚(yú),不如授人以漁”,教給學(xué)生如何學(xué)習(xí)是教師的職責(zé)。本節(jié)課教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律,讓學(xué)生通過(guò)自己的努力得到相應(yīng)的結(jié)論,而不是以簡(jiǎn)單方式把結(jié)論直接告訴學(xué)生,同時(shí)讓學(xué)生明白,對(duì)不同問(wèn)題只要不滿(mǎn)足于停留在表面,敢于深入過(guò)去善于歸納總結(jié),就會(huì)有所發(fā)現(xiàn),有所創(chuàng)造,則此使學(xué)生感受到一種成功感,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的興趣與自信,切實(shí)變被動(dòng)為主動(dòng),變學(xué)會(huì)為會(huì)學(xué)。
四、關(guān)于教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)
(一)開(kāi)門(mén)見(jiàn)山,自然引入
自然引入課題,使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的,點(diǎn)明主題。
(二)剖析例題,發(fā)現(xiàn)規(guī)律
1.例1(投影)充分體現(xiàn)垂直關(guān)系中線(xiàn)線(xiàn)、線(xiàn)面、面面之間
‘轉(zhuǎn)化思想’闡明立幾中解證有關(guān)垂直和空間角問(wèn)題的題眼往往在于垂直關(guān)系,提示垂直關(guān)系充分時(shí)----認(rèn)真查找,選擇捷徑。
2.例2(投影)充分體現(xiàn)平行與垂直間的轉(zhuǎn)化思想,闡明立幾中解證有關(guān)干行問(wèn)題的題眼往往在于垂直關(guān)系,提示垂直關(guān)系隱蔽時(shí)----深入挖掘,架設(shè)橋梁
3.例3(投影)闡明立幾中有關(guān)距離問(wèn)題的題眼往往在于垂直關(guān)系,提示垂直關(guān)系不足時(shí)----恰到好處當(dāng)創(chuàng)設(shè),突破障礙。
(一)移訓(xùn)練,鞏固提高
(二)歸納小結(jié),整體把握
在學(xué)生歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上,教師完善補(bǔ)充,使解證線(xiàn)面關(guān)系問(wèn)題的內(nèi)在聯(lián)系、一般規(guī)律、“題眼”所在得以提煉。濃縮、升華。
(三)反饋質(zhì)疑
反饋學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況,解決學(xué)生質(zhì)疑問(wèn)題。
評(píng)析:
一、數(shù)形結(jié)合,化抽象為具體
數(shù)形結(jié)合方法是數(shù)學(xué)中解決習(xí)題的一種常用方式,在數(shù)學(xué)的多種習(xí)題中都有應(yīng)用,比如,函數(shù)類(lèi)問(wèn)題需要結(jié)合函數(shù)圖像進(jìn)行解決,橢圓、雙曲線(xiàn)問(wèn)題需要借助畫(huà)圖等,在立體幾何中,數(shù)形結(jié)合方法也同樣適用,甚至應(yīng)用數(shù)形結(jié)合的方法可以使立體幾何的習(xí)題更加簡(jiǎn)單化.數(shù)形結(jié)合方法就是指,在進(jìn)行習(xí)題的解決過(guò)程中,將數(shù)學(xué)問(wèn)題與立體幾何的圖形問(wèn)題進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化,將原本抽象的數(shù)學(xué)圖形問(wèn)題轉(zhuǎn)換為圖形與代數(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行解決.通過(guò)數(shù)形結(jié)合的解題方法,可以使原本抽象的圖形變得具體化、形象化、方便理解,從而使得解決問(wèn)題的過(guò)程變得更加輕松.在立體幾何中應(yīng)用數(shù)形結(jié)合方法需要我們讀懂題目,了解題目中圖形的具體特征,能夠根據(jù)圖形的特點(diǎn)和規(guī)律構(gòu)造相關(guān)的代數(shù)方程,最終通過(guò)解方程的形式解決立體幾何的相關(guān)問(wèn)題.
例1如圖所示,在一個(gè)長(zhǎng)方體房間中,一只螞蟻要從房間的A點(diǎn)爬到C′點(diǎn),已知長(zhǎng)方體房間為6 m×8 m×10 m,求螞蟻需要爬行的最短距離?
分析題目要求的是螞蟻的最短路程,這是一個(gè)最短距離的問(wèn)題,但是最短距離的問(wèn)題只在平面圖形中涉及,在立體幾何中又該如何解決呢?于是解決問(wèn)題的最簡(jiǎn)單有效的方法就是將立體幾何的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面圖形的問(wèn)題,進(jìn)而通過(guò)代數(shù)運(yùn)算進(jìn)行解決.在這道題目中,可以將立體圖形進(jìn)行展開(kāi),于是所求的最短路程就是平面中線(xiàn)段AC′的距離,計(jì)算的方法就是AC′=(AD+CD)2+CC′2.這樣,通過(guò)將立體幾何的問(wèn)題與代數(shù)問(wèn)題進(jìn)行結(jié)合,就可以使立體幾何的問(wèn)題變得簡(jiǎn)單、具體、易于理解.
二、向量計(jì)算,化復(fù)雜為簡(jiǎn)單
在立體幾何的解決方法中,還有一種簡(jiǎn)單有效的解決問(wèn)題的方法,就是向量計(jì)算法.向量計(jì)算法是指在利用立體幾何的三視圖以及斜二測(cè)圖,通過(guò)在立體幾何中建立三維坐標(biāo)系,代入向量,應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)以及數(shù)學(xué)語(yǔ)言,實(shí)現(xiàn)立體幾何的計(jì)算的方法.立體幾何的計(jì)算往往涉及平方計(jì)算、開(kāi)方計(jì)算,在計(jì)算數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單的情況下,平方與開(kāi)方計(jì)算能夠相對(duì)簡(jiǎn)單,但是在計(jì)算數(shù)據(jù)復(fù)雜的情況下,計(jì)算的難度就大幅度提升,計(jì)算的錯(cuò)誤率也會(huì)隨之提升,而在立體幾何的計(jì)算中應(yīng)用向量可以大大降低計(jì)算的難度.在立體幾何的向量計(jì)算法中,需要對(duì)向量的位置關(guān)系以及數(shù)量關(guān)系進(jìn)行判斷,進(jìn)而找出向量的夾角或者利用向量之間的平行以及垂直關(guān)系實(shí)現(xiàn)題目的計(jì)算.向量計(jì)算的方法在立體幾何求解異面直線(xiàn)間距的問(wèn)題時(shí),可以有效減少計(jì)算的時(shí)間,同時(shí)大大提高解題的正確率.
例2如圖所示,在空間直角坐標(biāo)系中,有一個(gè)正方體ABCO-A′B′C′D′,其棱長(zhǎng)是a,則A′C的中點(diǎn)E與AB的中點(diǎn)F之間的距離為多少?
解析由于題目中給出了直角坐標(biāo)系,顯然是讓我們利用向量法進(jìn)行計(jì)算.由于題目的已知,所以不需要我們?cè)俳⒅苯亲鴺?biāo)系進(jìn)行計(jì)算,我們可以根據(jù)給出的圖,找出所需要的點(diǎn)
三、分割補(bǔ)充,化雜亂為規(guī)則
在數(shù)學(xué)習(xí)題中,對(duì)圖形進(jìn)行分割或者補(bǔ)充來(lái)簡(jiǎn)化原本的題目也是一種數(shù)學(xué)思想.立體幾何中的割補(bǔ)法就是這種數(shù)學(xué)思想的產(chǎn)物,割補(bǔ)法分為兩個(gè)方面,分割:即將原來(lái)的立體圖形進(jìn)行分割,分割成多個(gè)易于計(jì)算的幾何體,方便問(wèn)題的解決.補(bǔ)充:即在原有立體圖形的基礎(chǔ)上,對(duì)原來(lái)的圖形進(jìn)行補(bǔ)充,使之成為一個(gè)易于觀察的幾何體,方便計(jì)算.不管是分割還是補(bǔ)充,其根本目的都是為了簡(jiǎn)化計(jì)算,從而將原本的不規(guī)則立體圖形轉(zhuǎn)換為規(guī)則的立體幾何圖形,通過(guò)這樣的分割和補(bǔ)充的方法解決立體幾何的問(wèn)題,對(duì)數(shù)學(xué)思維以及空間想象能力的培養(yǎng)也大有好處,是一種高效、有益的解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的方法.
例3如圖所示,有一個(gè)被平面截得的圓柱體,被截后,其最長(zhǎng)的母線(xiàn)長(zhǎng)為5,最短的母線(xiàn)長(zhǎng)為2,且圓柱體的底面半徑為3,求被截后的幾何體的體積是多少?
一、理論與實(shí)踐相聯(lián)系,增強(qiáng)學(xué)生
的知識(shí)體驗(yàn)
在立體幾何解題過(guò)程中,我們可發(fā)現(xiàn)不少題目均是架構(gòu)于多種多樣的柱體、球體、錐體中,然而學(xué)生由于缺乏足夠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),未能充分了解與把握空間幾何體的內(nèi)在性質(zhì)與外在形狀.實(shí)際上,在形體展現(xiàn)上,空間幾何體所顯示的直觀圖與其真正形狀還是有一定的區(qū)別,而不少學(xué)生的幾何思想仍停留于初中階段的平面幾何知識(shí)上,因此對(duì)立體幾何存在感知困難.因此,在高中立體幾何教學(xué)中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用正確模型來(lái)解決對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)問(wèn)題,并注意將教學(xué)與實(shí)際相聯(lián)系,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一定的情境,讓學(xué)生于具體情境中去感受與體驗(yàn)知識(shí).
1.認(rèn)識(shí)立體幾何的生活實(shí)際意義
引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到立體幾何知識(shí)在生活實(shí)際中的應(yīng)用是十分廣泛的,并發(fā)揮著重要的作用.如修建橋梁、房屋,還有家具擺放等,均會(huì)應(yīng)用立體幾何知識(shí);機(jī)械加工的各式各樣的圖紙,體現(xiàn)了多種視圖;一些工件也是由不同立方體組合而成的.
例如,在講“空間幾何體”時(shí),教師可向?qū)W生展示一些空間實(shí)物與模型,如球、棱柱、圓錐等,并呈現(xiàn)金字塔圖片、上海浦東建筑物圖片等,讓學(xué)生從圖中找出自己熟悉的幾何體,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到生活中處處有立體幾何知識(shí),同時(shí)這些知識(shí)給我們的生活帶來(lái)許多便利.
2.加強(qiáng)實(shí)踐操作,增強(qiáng)情感體驗(yàn)
在立體幾何教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)有目的、有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力,讓學(xué)生通過(guò)親身體驗(yàn)來(lái)體會(huì)立體幾何知識(shí)的無(wú)限魅力,更深刻地理解知識(shí)與把握知識(shí).如教師可讓學(xué)生通過(guò)折紙游戲,如折一折、試一試、比一比、畫(huà)一畫(huà)、做一做等,以分析與解決一些立體幾何問(wèn)題,讓學(xué)生更深刻地理解知識(shí).
另外,教師還可將學(xué)生分成幾個(gè)小組,讓學(xué)生試一試,依據(jù)三視圖來(lái)擺放空間組合體,比比哪個(gè)小組擺得最快、最正確.亦或讓學(xué)生利用手上的幾何體來(lái)拼出一些新物體.這樣,在具體操作情境中,學(xué)生可以相互交流、討論,從而發(fā)現(xiàn)自己的不足之處,并及時(shí)改進(jìn).同時(shí),在動(dòng)手操作過(guò)程中,學(xué)生還可多方位、多側(cè)面、多角度地觀察、分析與體驗(yàn),然后從中發(fā)掘新知,發(fā)現(xiàn)有關(guān)數(shù)學(xué)規(guī)律,從而對(duì)知識(shí)有更深刻的印象.學(xué)生可以輕松地將空間問(wèn)題向平面問(wèn)題加以轉(zhuǎn)換,幫助學(xué)生聯(lián)系已有知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),分析與解決新的問(wèn)題.
二、巧用多媒體教學(xué),營(yíng)造良好學(xué)
習(xí)氛圍
多媒體因其不可比擬的優(yōu)勢(shì),在教學(xué)領(lǐng)域的運(yùn)用越來(lái)越廣泛,尤其是立體幾何教學(xué).通過(guò)多媒體演示,可以將復(fù)雜問(wèn)題變簡(jiǎn)單,將抽象問(wèn)題變直觀.當(dāng)然,在情境教學(xué)中,多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)更是不用說(shuō),不但能夠豐富教學(xué)環(huán)境,還可創(chuàng)設(shè)一個(gè)和諧、愉快的學(xué)習(xí)氛圍,降低學(xué)生對(duì)新知的陌生感與恐懼感,使教學(xué)更有親切感與趣味性.
第一,在教學(xué)中,教師可借助多種多媒體軟件,如幾何畫(huà)板、Flash、Author ware等軟件,賦予幾何圖形生命與活力,向?qū)W生展示形象、生動(dòng)、具體的立體圖形,以幫助學(xué)生直觀感知知識(shí),拉近學(xué)生與知識(shí)的距離.同時(shí),還可適當(dāng)?shù)嘏渖蟿?dòng)畫(huà)短片與聲音等,讓學(xué)生身臨其境,從而培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力,開(kāi)發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)立體幾何的潛能.
例如,在講“球、圓錐、圓柱等定義”時(shí),很多學(xué)生難以想象出立體幾何是根據(jù)平面圖形多種旋轉(zhuǎn)而成.這時(shí),教師可利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬演示,如矩形圍繞一邊、半圓繞著直徑、直角三角形繞著它的直角邊旋轉(zhuǎn)而成的多種立體圖形,在觀察過(guò)程中,學(xué)生可在腦海中構(gòu)建平面圖形的空間變化.這樣,不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,更有利于學(xué)生理解知識(shí).
第二,在立體幾何教學(xué)中,教師還可通過(guò)圖文并茂的多媒體對(duì)知識(shí)進(jìn)行綜合處理,將相關(guān)的例題編為一題多解,一題多變等形式,并讓學(xué)生選擇性地比較演示,以幫助學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的解題能力.
例如,立體幾何中關(guān)于異面直線(xiàn)所成角的相關(guān)問(wèn)題,不但可以通過(guò)立體知識(shí)求解,還可通過(guò)向量來(lái)求解.如兩點(diǎn)直線(xiàn)解析式的求解,有兩點(diǎn)式、頂點(diǎn)式、一般式等不同解法.這樣,通過(guò)多媒體,讓學(xué)生更直觀地比較知識(shí),運(yùn)用知識(shí).
關(guān)鍵詞:構(gòu)造法;解題;立體幾何;技巧;方式
引言:通過(guò)構(gòu)造法進(jìn)行解題,是在解題的思維當(dāng)中,針對(duì)已經(jīng)掌握的知識(shí)以及解決的方法通過(guò)分解、結(jié)合、變換、對(duì)比、界定、推進(jìn)等方式進(jìn)行思維再創(chuàng)作,切實(shí)的將猜想、總結(jié)、嘗試等重要的數(shù)學(xué)方法融入其中,透過(guò)運(yùn)用各種知識(shí)之間的相互關(guān)系及性質(zhì),有計(jì)劃的建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型,讓出現(xiàn)的問(wèn)題在這個(gè)模型上可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化,進(jìn)而快速、獨(dú)特、新穎、簡(jiǎn)潔地得到解答。構(gòu)造法的使用對(duì)于提升創(chuàng)意意識(shí)有很大幫助,培養(yǎng)了求異思維及創(chuàng)新性思維,提升分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
一、構(gòu)造法的含義
所謂“構(gòu)造法”是數(shù)學(xué)里面的概念和方法通過(guò)固定的形式,經(jīng)過(guò)有限個(gè)步驟可以定義的概念和可以達(dá)成的方法。自從數(shù)學(xué)產(chǎn)生的那天起,數(shù)學(xué)里的構(gòu)造性的方法也就隨之產(chǎn)生了??墒菢?gòu)造性方法這個(gè)術(shù)語(yǔ)的提出,以至將這個(gè)方法推向?qū)嵺`,并致力于研究這個(gè)方法,是和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的直覺(jué)派有關(guān)聯(lián)。由于直覺(jué)派對(duì)數(shù)學(xué)的“可信性”的考慮,提出一個(gè)具有代表性的口號(hào):“存在必須是被構(gòu)造?!边@就是構(gòu)造主義。
二、構(gòu)造性數(shù)學(xué)與非構(gòu)造性數(shù)學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系
為了真正認(rèn)識(shí)構(gòu)造性數(shù)學(xué)同非構(gòu)造性數(shù)學(xué)之間的區(qū)別,文章通過(guò)兩條工作準(zhǔn)則為準(zhǔn)。首先,是可以在非構(gòu)造性數(shù)學(xué)當(dāng)中建立,但是在構(gòu)造性數(shù)學(xué)當(dāng)中無(wú)法建立的原則:排中律;其次,是被比肖伯稱(chēng)作是全能的極限原理,假如(an)是{0,1}上的序列,那么可以說(shuō)對(duì)于所有的n,an=0,也可以說(shuō)對(duì)于N,aN=1。
如圖1中表達(dá),LPO的構(gòu)造性解釋代表的是,我們具有一個(gè)有限的措施,它可以用于任何一個(gè){0,1}上的序列(an),或者可以說(shuō)明對(duì)每一個(gè)n來(lái)講,an是=0,或者可以說(shuō)構(gòu)造一個(gè)N,讓它滿(mǎn)足aN=1的條件。假如真的要通過(guò)這樣的方式,那么,我們就會(huì)有一個(gè)統(tǒng)一的方法來(lái)處理(比如:費(fèi)爾馬的最后定理,黎曼預(yù)測(cè)以及哥德巴赫猜想)很多懸而未決的問(wèn)題,可以判定應(yīng)當(dāng)通過(guò)如此寬泛的統(tǒng)一性解決的方法是無(wú)論如何都無(wú)法找到的,因此LPO并非構(gòu)造數(shù)學(xué)的工作原理。但凡可以稱(chēng)之為經(jīng)典的定義都被構(gòu)造法規(guī)定需要使用LPO,而就算不會(huì)用到LPO,也要通過(guò)另一類(lèi)同LPO構(gòu)造方式相類(lèi)似的原理進(jìn)行,那么,這些從實(shí)質(zhì)上來(lái)講,屬于非構(gòu)造性。
構(gòu)造數(shù)學(xué)和非構(gòu)造數(shù)學(xué)相互間的關(guān)聯(lián)在于“共生性”和“分岔性”兩方面。大家通常都會(huì)有一種錯(cuò)覺(jué),認(rèn)為構(gòu)造數(shù)學(xué)需要“依附”于非構(gòu)造數(shù)學(xué)才可以發(fā)展。其實(shí)并非如此,通常構(gòu)造數(shù)學(xué)要遠(yuǎn)比非構(gòu)造數(shù)學(xué)可以為一些定理給出更加自然、更加明了的證明,甚至還有可能獲得一些新的非構(gòu)造數(shù)學(xué)的定理。因此,這兩個(gè)類(lèi)型的數(shù)學(xué)相互間的關(guān)聯(lián)是相互依偎的共生性關(guān)系。
從另一個(gè)層面來(lái)講,一個(gè)已經(jīng)成熟的定理在認(rèn)證了排中律的條件下,會(huì)出現(xiàn)幾種經(jīng)典等價(jià)的說(shuō)法,其中有的可以構(gòu)造性地進(jìn)行證明,這樣就常常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)經(jīng)典的定理具備很多種異常不同的構(gòu)造性講解。
構(gòu)造性和非構(gòu)造性數(shù)學(xué)不但具備以上區(qū)別,也有一定的關(guān)聯(lián),二者相互依附。數(shù)學(xué)的構(gòu)造性方式在進(jìn)展中會(huì)自然而然的直接通過(guò)非構(gòu)造性數(shù)學(xué)的想法得到的;非構(gòu)造性數(shù)學(xué)里面又經(jīng)常會(huì)具備構(gòu)造性數(shù)學(xué)的因素,百分之百的非構(gòu)造性數(shù)學(xué)是不存在的。
三、使用構(gòu)造法進(jìn)行答題需要注意哪些
第一步,通過(guò)構(gòu)造法進(jìn)行立體幾何題的解答同其他方法解幾何題相同,一定要進(jìn)行認(rèn)真的觀察,首要就是審題,一定要先認(rèn)真審題,弄明白題目中已經(jīng)具備的條件都有哪些,需要解題人要解答的部分有什么?將已掌握的內(nèi)容和最終的目的從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分析,觀察都具備哪些特點(diǎn),各個(gè)部分相互之間存在了哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn),如果結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較隱蔽,就要采取變形的方式,將其特點(diǎn)盡可能的展現(xiàn)出來(lái)。
第二步,在題目的掌握條件、最終目的的兩大部分被找到結(jié)構(gòu)特征時(shí),就要對(duì)其進(jìn)行聯(lián)想。要思考一下,有哪些部分具備以下結(jié)構(gòu)特征:首先,要思考一下這些結(jié)構(gòu)的特征都會(huì)引出怎樣的結(jié)論?會(huì)導(dǎo)出怎樣的過(guò)程?命題要怎樣進(jìn)行?會(huì)出現(xiàn)哪些可能?其次,要通過(guò)針對(duì)這些條件、因素、過(guò)程、結(jié)論采取一一攻破的方式進(jìn)行考察,看看可否同問(wèn)題的目的相聯(lián)系,只要是可以的部分,都應(yīng)當(dāng)把他們進(jìn)行排除。最后,對(duì)于剩余的部分,要進(jìn)一步給予觀察,要從中找出可以同目的聯(lián)系在一起的部分作為構(gòu)造對(duì)象。結(jié)合在以往的內(nèi)容里找不到可以構(gòu)造的對(duì)象,就應(yīng)當(dāng)找出接近的部分,想盡一切方法將其改造成接近結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的部分。
第三步,針對(duì)被確定下來(lái)的構(gòu)造對(duì)象,要考量有哪些可以進(jìn)行的構(gòu)造形式,對(duì)于每一種方式要逐一進(jìn)行考量,查看怎樣的構(gòu)造形式最符合目的的表現(xiàn),并將其選出進(jìn)行構(gòu)造。
四、通過(guò)實(shí)例講解如何巧用構(gòu)造法解立體幾何題
結(jié)合在問(wèn)題條件里面的數(shù)量關(guān)聯(lián)的幾何意義和背景相當(dāng)明顯或者非常隱蔽,或許可以通過(guò)某種形式同幾何圖形創(chuàng)建起聯(lián)系,否則可能要考量透過(guò)構(gòu)造幾何圖形把題目里面的的數(shù)量關(guān)聯(lián)直接表現(xiàn)在圖形當(dāng)中,之后,通過(guò)圖形的性質(zhì)在所構(gòu)造出的圖形當(dāng)中尋找到問(wèn)題的結(jié)論。構(gòu)造的圖形,最好可以是一個(gè)不但具備簡(jiǎn)單的特性,還要熟悉其性質(zhì)的條件,這些幾何圖形包含了平面幾何圖形、立體幾何圖形和透過(guò)創(chuàng)建坐標(biāo)獲得的解析幾何圖形。
所謂的立體幾何題,通常要用簡(jiǎn)易的幾何題作為基礎(chǔ),對(duì)其中的線(xiàn)和面的位置甚至是空間角進(jìn)行討論、計(jì)算,其中,很多題目呈現(xiàn)的并非是標(biāo)準(zhǔn)的正方體、長(zhǎng)方體等幾何體,而是通過(guò)拆解后的多面體,進(jìn)而加大了解題的難度,如果可以透過(guò)補(bǔ)型建立起標(biāo)準(zhǔn)的幾何體,就可以輕松地將題目的難度降低。
例題:如圖2中所示,這是一個(gè)邊長(zhǎng)為1厘米的正方形,四條邊分別由A、B、C、D代替,其中MD┴AB、BC、CD、AD四條邊,NB┴AB、BC、CD、AD四條邊,并且這里面的MD=NB=1,其中,E代表了邊BC的中點(diǎn)。
問(wèn)題:
(1)解答出異面直線(xiàn)NE和AM所構(gòu)成的角的余弦值為多少?
(2)在線(xiàn)段AN當(dāng)中是否有S點(diǎn)存在,形成了ES┴平面A、M、N?如果存在,將AS線(xiàn)段的長(zhǎng)度解答出來(lái);如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由。
結(jié)束語(yǔ):構(gòu)造法的種類(lèi)有很多,本文僅僅通過(guò)解答立體幾何來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的講解,構(gòu)造法在進(jìn)行立體幾何題的解答時(shí),屬于一種創(chuàng)造性思維的活動(dòng),運(yùn)用構(gòu)造法將問(wèn)題解決,不但可以鍛煉學(xué)生的分析能力、處理問(wèn)題的能力,還可以鍛煉學(xué)生的想象能力,并且最重要的是,鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力以及思維品質(zhì),值得關(guān)注的是,構(gòu)造法還通常會(huì)與數(shù)學(xué)歸納法、反證法等一些方式進(jìn)行配合運(yùn)用。構(gòu)造法并不是萬(wàn)能的解題方法,要通過(guò)具體的題目,具體的問(wèn)題進(jìn)行分析和判斷,要靈活的選擇符合該題的解題方式。
參考文獻(xiàn):
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1. 已知[m,n]為兩條不同直線(xiàn),[α,β]為兩個(gè)不同平面,那么使[m∥α]成立的一個(gè)充分條件是( )
A. [m∥β,α∥β]
B. [mβ,αβ]
C. [mn,nα,m?α]
D. [m]上有不同的兩個(gè)點(diǎn)到[α]的距離相等
2. 給定下列四個(gè)命題:①若一個(gè)平面內(nèi)的兩條直線(xiàn)與另一個(gè)平面都平行,那么這兩個(gè)平面互相平行;②若一個(gè)平面經(jīng)過(guò)另一個(gè)平面的垂線(xiàn),那么這兩個(gè)平面互相垂直;③垂直于同一直線(xiàn)的兩條直線(xiàn)互相平行;④若兩個(gè)平面垂直,那么一個(gè)平面內(nèi)與它們的交線(xiàn)不垂直的直線(xiàn)與另一個(gè)平面也不垂直. 其中真命題的序號(hào)是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④
3. 一個(gè)六面體的三視圖如圖所示,其側(cè)視圖[正視圖][側(cè)視圖][俯視圖] [1][2]是邊長(zhǎng)為2的正方形,則該六面體的表面積是( )
A. [12+25]
B. [14+25]
C. [16+25]
D. [18+25]
[ ]4. 如圖,在長(zhǎng)方體[ABCD-A1B1C1D1]中,[AB=BC=2,AA1=1],則異面直線(xiàn)[AC1]與[BB1]所成角的正切值為( )
A. [223] B. [13] C. [2] D. [22]
5. 如圖所示,正方體[ABCD-A1B1C1D1]的棱長(zhǎng)為1,[O]是 [ ]面[A1B1C1D1]的中心,則[O]到平面[ABC1D1]的距離為( )
A. [24] B. [12]
C. [22] D. [32]
6. 如圖,正方體[ABCD-A1B1C1D1]的棱長(zhǎng)為2,動(dòng)點(diǎn)[E,F(xiàn)]在棱[A1B1]上,動(dòng)點(diǎn)[P,Q]分別在棱[AD,CD]上,若[EF=1,A1E=x,][DQ=y,][DP=z]([x,y,z]均大于零),則四面體[PEFQ]的體積( )
[ ]A. 與[x,y,z]都有關(guān)
B. 與[x]有關(guān),與[y,z]無(wú)關(guān)
C. 與[y]有關(guān),與[x,z]無(wú)關(guān)
D. 與[z]有關(guān),與[x,y]無(wú)關(guān)
7. 正三棱錐[P-ABC]的高為2,側(cè)棱與底面[ABC]成45°角,則點(diǎn)[A]到側(cè)面[PBC]的距離為( )
A. [655] B. [355] C. [5] D. [5]
[ ]8. 如圖,四棱錐[P-ABCD]中,四邊形[ABCD]為矩形,[ΔPAD]為等腰三角形,[∠APD=90°],平面[PAD]平面[ABCD],且[AB=1,AD=2,E,F(xiàn)]分別為[PC,BD]的中點(diǎn),則下列結(jié)論不正確的是( )
A. [EF∥]平面[PAD]
B. 四棱錐[P-ABCD]的表面積為6
C. 平面[PDC]平面[PAD]
D. 四棱錐[P-ABCD]的體積為[23]
9. 已知三棱柱[ABC-A1B1C1]的側(cè)棱與底面邊長(zhǎng)都相等,[A1]在底面[ABC]內(nèi)的射影為[ΔABC]的中心[O],則直線(xiàn)[AB1]與底面[ABC]所成角的正弦值為( )
A. [13] B. [23] C. [33] D. [23]
10. 點(diǎn)[A,B,C,D]在同一個(gè)球的球面上,[AB=BC=2,AC=2],若四面體[ABCD]的體積的最大值為[23],則這個(gè)球的表面積為( )
A. [125π6] B. [8π] C. [25π4] D. [25π16]
二、填空題(每小題4分,共16分)
11. 某幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的體積為 .
13. 如圖,四邊形[ABCD]中,[ABAD,AD∥BC,][AD=6,BC=4,AB=2],點(diǎn)[E,F(xiàn)]分別在[BC,AD]上,[EF∥AB].現(xiàn)將四邊形[ABEF]沿[EF]折起,使平面[ABEF]平面[EFDC],則三棱錐[A-CDF]的體積的最大值為 .
14. 已知在三棱錐[T-ABC]中,[TA,TB,TC]兩兩垂直,[T]在底面[ABC]上的投影為[D],給出下列命題:①[TABC,TBAC,TCAB];②[ΔABC]是銳角三角形;③[1TD2=1TA2+1TB2+1TC2];④[S2ΔABC=13S2ΔTAB+S2ΔTBC+S2ΔTAC](注:[SΔABC]表示[ΔABC]的面積). 其中正確的是 .
三、解答題(15、16題各10分,17、18題各12分,共44分)
15. 如圖,在四棱錐[P-ABCD]中,平面[PAD]平面[ABCD],[AB=AD,∠BAD=60°],[E,F(xiàn)]分別是[AP,AD]的中點(diǎn).
(1)求證:直線(xiàn)[EF∥]平面[PCD];
(2)求證:平面[BEF]平面[PAD].
16. 如圖,在棱長(zhǎng)均為4的三棱柱[ABC-A1B1C1]中,[D,D1]分別是[BC,B1C1]的中點(diǎn).
(1)求證:[A1D1∥]平面[AB1D];
(2)若平面[ABC]平面[BCC1B1],[∠B1BC=60°],求三棱錐[B1-ABC]的體積.
17. 如圖1,在矩形[ABCD]中,[AB=2BC],點(diǎn)[M]在邊[DC]上,點(diǎn)[F]在邊[AB]上,且[DFAM],垂足為[E].若將[ΔADM]沿[AM]折起,使點(diǎn)[D]位于[D]位置,連接[DB,DC]得四棱錐[D-ABCM],如圖2.
(1)求證:[AMDF];
(2)若[∠DEF=π3],直線(xiàn)[DF]與平面[ABCM]所成角的大小為[π3],求直線(xiàn)[AD]與平面[ABCM]所成角的正弦值.
18. 如圖所示,在四棱錐[P-ABCD]中,側(cè)面[PAD]底面[ABCD],側(cè)棱[PA=PD=2],底面[ABCD]為直角梯形,其中[BC∥AD],[ABAD],[AD=2AB=2BC=2],[O]為[AD]的中點(diǎn).
(1)求證:[PO]平面[ABCD];