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[摘要]微积分是高等数学的学习范畴.在初中数学中渗透一些积分思想,能降低解题难度,开阔学生视野.
[关键词]积分原理;初中数学;应用
[中图分类号]G633.6[文献标识码]A[文章编号]16746058(2018)05002602
微积分是高等数学的学习范畴,但在初中数学中有时也可渗透一些积分思想.下面举例谈谈我们在实际教学活动中用到的积分思想,希望能对读者有所启示.
一、背景
在学习一元二次方程及平移之后,经常会出现下面这样一道题.
【例1】如图1,在宽为20m、长为30m的长方形花园中,要修建两条同样宽的矩形道路,余下部分进行绿化,绿化部分面积为551平方米,请求出小路的宽度.
分析与解答:学生有两种做法.第一种方法是用长方形的面积减去两条道路的面积等于551平方米(要注意中间两条道路重叠的地方中能计算一次面积).具体解法为:设路宽为x米,列方程20×30-30x-20x x2=551,解得x1=1,x2=49(舍去),得出小路宽为1米;
另一种解法为平移法.即将图1中的两条道路平移成图
2中靠边的两条道路,这样计算就简单了,不需要考虑重叠部分计算两次的问题,只须计算出左下块矩形面积即可.具体解法为:设路宽为x米,列方程(30-x)(20-x)=551,解得x1=1,x2=49(舍去).
[点评]此类题通过平移转化成单纯求剩下部分(矩形)的面积,大大降低了难度,不失为一种好方法.
二、引入
正是基于“平移”这种方法,学生才在学习中不自觉地将下面一题用平移来做.
【例2】如图3,有一块长30m,宽20m的矩形花园,现要在内修一条等宽(EH=FG)的人行通道,方便行人通过,其余部分种植草皮,要使草皮面积为551平方米,求路宽EH.
误区:学生会将图3中的道路EFGH平移成图4情形,然后计算出图4中的矩形ABFE的面积.
分析与解答:1.这种做法的结果是对的.因为图3中的平行四边形EFGH与图4中的矩形EFGH面积是相等的(同底等高类型).2.这种理解成平移的方法是错的.是因为平移是不改变图形的形状和大小的,而从图3中的平行四边形EFGH平移到图4中成了矩形EFGH,改变了图形的形状.3.具体解法:由于图3中平行四边形的面积等于图4中矩形EFCD的面积(同底等高),设路宽为x米,列方程(30-x)(20-x)=551,解得x1=1,x2=49(舍去).
[点评]解此类题时可以借用平移的方法,将图3的平行四边形道路转变成图4中矩形面积.必须指出,它们是同底等高,面积相等,否则会使人产生误解.
三、拓展
1.思考:可不可以用上面例2的经验解决下面这种类型的试题?
【例3】如图5,在长32米、宽20米的矩形ABCD草坪上建有一条等宽的弯曲小路,若草坪实际面积为540平方米,求小路的宽度.
误区:学生会认为图5中的小路是曲线,不同于例2中的平行四边形,因此不能用例2的方法来解决.
分析:可以將图5中的曲线分成若干个平行四边形(如图6),每个平行四边形都可以按照前面例2的办法平移至矩形草坪右边,这样无数多个平行四边形都移到右边,便成了图7中的矩形EFGH.因此,图7中矩形ABFE的面积等于540平方米.具体解法为:设路宽为x米,列方程(30-x)×20=540,从而可得出正确结果.
[点评]将曲线路划分成无数多个平行四边形,这些平行四边形的面积就等同于曲线小路的面积,其实就是高等数学中的积分思想.虽然学生不知高等数学中微积分知识,但学生发挥其丰富的想象力,是可以理解这种面积的转变方法的.
2.应用
有了上面知识的铺垫,我们就可以解决下面这道题.
【例4】如图8,在长32米、宽20米的矩形草坪上建两条等宽的弯曲小路,
若草坪实际面积为540平方米,求小路的宽度.
分析:根据上面例3的积分原理,可以将图8中的两条小路平移至图9中阴影部分的位置,利用“剩下部分的面积等于540平方米”来列方程求解.其解法为:设小路宽为x米,列方程(32-x)(20-x)=540,解得x1=2,x2=50(舍去).故小路宽为2米.
[点评]借助平移和积分思想解决此类问题,会给学生的学习带来便捷.只要在日常的学习中不断加强练习,学生对此类问题便会得心应手.
(责任编辑黄桂坚)
[关键词]积分原理;初中数学;应用
[中图分类号]G633.6[文献标识码]A[文章编号]16746058(2018)05002602
微积分是高等数学的学习范畴,但在初中数学中有时也可渗透一些积分思想.下面举例谈谈我们在实际教学活动中用到的积分思想,希望能对读者有所启示.
一、背景
在学习一元二次方程及平移之后,经常会出现下面这样一道题.
【例1】如图1,在宽为20m、长为30m的长方形花园中,要修建两条同样宽的矩形道路,余下部分进行绿化,绿化部分面积为551平方米,请求出小路的宽度.
分析与解答:学生有两种做法.第一种方法是用长方形的面积减去两条道路的面积等于551平方米(要注意中间两条道路重叠的地方中能计算一次面积).具体解法为:设路宽为x米,列方程20×30-30x-20x x2=551,解得x1=1,x2=49(舍去),得出小路宽为1米;
另一种解法为平移法.即将图1中的两条道路平移成图
2中靠边的两条道路,这样计算就简单了,不需要考虑重叠部分计算两次的问题,只须计算出左下块矩形面积即可.具体解法为:设路宽为x米,列方程(30-x)(20-x)=551,解得x1=1,x2=49(舍去).
[点评]此类题通过平移转化成单纯求剩下部分(矩形)的面积,大大降低了难度,不失为一种好方法.
二、引入
正是基于“平移”这种方法,学生才在学习中不自觉地将下面一题用平移来做.
【例2】如图3,有一块长30m,宽20m的矩形花园,现要在内修一条等宽(EH=FG)的人行通道,方便行人通过,其余部分种植草皮,要使草皮面积为551平方米,求路宽EH.
误区:学生会将图3中的道路EFGH平移成图4情形,然后计算出图4中的矩形ABFE的面积.
分析与解答:1.这种做法的结果是对的.因为图3中的平行四边形EFGH与图4中的矩形EFGH面积是相等的(同底等高类型).2.这种理解成平移的方法是错的.是因为平移是不改变图形的形状和大小的,而从图3中的平行四边形EFGH平移到图4中成了矩形EFGH,改变了图形的形状.3.具体解法:由于图3中平行四边形的面积等于图4中矩形EFCD的面积(同底等高),设路宽为x米,列方程(30-x)(20-x)=551,解得x1=1,x2=49(舍去).
[点评]解此类题时可以借用平移的方法,将图3的平行四边形道路转变成图4中矩形面积.必须指出,它们是同底等高,面积相等,否则会使人产生误解.
三、拓展
1.思考:可不可以用上面例2的经验解决下面这种类型的试题?
【例3】如图5,在长32米、宽20米的矩形ABCD草坪上建有一条等宽的弯曲小路,若草坪实际面积为540平方米,求小路的宽度.
误区:学生会认为图5中的小路是曲线,不同于例2中的平行四边形,因此不能用例2的方法来解决.
分析:可以將图5中的曲线分成若干个平行四边形(如图6),每个平行四边形都可以按照前面例2的办法平移至矩形草坪右边,这样无数多个平行四边形都移到右边,便成了图7中的矩形EFGH.因此,图7中矩形ABFE的面积等于540平方米.具体解法为:设路宽为x米,列方程(30-x)×20=540,从而可得出正确结果.
[点评]将曲线路划分成无数多个平行四边形,这些平行四边形的面积就等同于曲线小路的面积,其实就是高等数学中的积分思想.虽然学生不知高等数学中微积分知识,但学生发挥其丰富的想象力,是可以理解这种面积的转变方法的.
2.应用
有了上面知识的铺垫,我们就可以解决下面这道题.
【例4】如图8,在长32米、宽20米的矩形草坪上建两条等宽的弯曲小路,
若草坪实际面积为540平方米,求小路的宽度.
分析:根据上面例3的积分原理,可以将图8中的两条小路平移至图9中阴影部分的位置,利用“剩下部分的面积等于540平方米”来列方程求解.其解法为:设小路宽为x米,列方程(32-x)(20-x)=540,解得x1=2,x2=50(舍去).故小路宽为2米.
[点评]借助平移和积分思想解决此类问题,会给学生的学习带来便捷.只要在日常的学习中不断加强练习,学生对此类问题便会得心应手.
(责任编辑黄桂坚)