張萍
摘 要:在高中數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)中,平面向量是非常常用的知識點(diǎn),也是比較重要的教學(xué)內(nèi)容。在學(xué)習(xí)與三角函數(shù)相關(guān)的知識、解答不等式、解決幾何難題過程當(dāng)中都會涉及到平面向量相關(guān)的知識。在實(shí)際教學(xué)過程中,筆者也會分析很多用平面向量知識解決數(shù)學(xué)問題的方法,引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)的運(yùn)用平面向量知識解決一些相對較難的數(shù)學(xué)難題。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中三角函數(shù)問題、幾何問題和不等式問題等難度較大也是教學(xué)重點(diǎn)。因此筆者根據(jù)教學(xué)實(shí)踐探究,就平面向量知識的合理運(yùn)用進(jìn)行了以下簡要分析。
關(guān)鍵詞:平面向量;數(shù)學(xué)問題;解題思路
一、平面向量教學(xué)內(nèi)容
平面向量相關(guān)的知識點(diǎn)在學(xué)生進(jìn)入高一階段學(xué)習(xí)就已經(jīng)開始接觸。這是高中數(shù)學(xué)教學(xué)中非常重要的知識點(diǎn)之一。通過教材分析以及探究,我們可以分析出高中階段的平面向量知識,具有這幾類特征:首先向量有大小與方向。其次,向量也具有幾何意義,具有相同的方向以及模長,是證明兩個非零向量的必要條件。再次,向量具備運(yùn)算的特征,同時也可以從向量具備的幾何特點(diǎn)入手進(jìn)行一系列幾何形式的運(yùn)算。通過教材探究我們可以發(fā)現(xiàn)向量的這一特征主要與向量自身的長度、零向量、單位向量、平行向量、相等向量、向量間的加減法、其自身的幾何意義、向量的數(shù)乘運(yùn)算、幾何意義等相關(guān)知識點(diǎn)所共同構(gòu)成。因此在進(jìn)行高中向量知識點(diǎn)教學(xué)時,可以合理地將向量與三角函數(shù)平面幾何、立體幾何、不等式等相關(guān)數(shù)學(xué)知識相互聯(lián)系進(jìn)行教學(xué)。
二、合理運(yùn)用平面向量知識,解決高中數(shù)學(xué)問題的相關(guān)策略
(一)運(yùn)用平面向量解決平面幾何問題
當(dāng)學(xué)生進(jìn)入高中階段進(jìn)行數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)過程當(dāng)中,平面幾何方面的求直線方程式這類問題,成為學(xué)生所面臨的首要難題。當(dāng)學(xué)生接觸到向量相關(guān)的知識點(diǎn)之后就能夠靈活的利用平面向量相關(guān)的知識,去解決平面幾何當(dāng)中一些直線方程式類的問題。筆者在一次教學(xué)過程中,遇到了這類的幾何問題:在一個三角形當(dāng)中給出了三角形ABC三個點(diǎn)的坐標(biāo)分別為:A(0,-4),B(4,0),C(-6,2),而D、E、F分別是BC、AB、AC邊的對應(yīng)中點(diǎn),這時求出直線EF、DE、FD的方程式。在解決這一問題過程中,首先筆者從已經(jīng)給出的條件三角形ABC三個頂點(diǎn)坐標(biāo)開始思考,因此通過分析可以得出如此結(jié)論F點(diǎn)的坐標(biāo)(-2,1),D點(diǎn)的坐標(biāo)是(-1,1),E點(diǎn)的坐標(biāo)(-3,-1),然后可以設(shè)置DE上的一點(diǎn)M坐標(biāo)為(x,y),然后我們根據(jù)已知條件能夠推導(dǎo)出的相關(guān)向量DM,以及向量DE互相平行的這一結(jié)論,這樣就可以分析求出直線DE的相關(guān)方程式,在采用這一方法解決幾何問題的時候,就變的非常方便簡單了。同理分析出另外兩條直線的相關(guān)方程式。
(二)運(yùn)用平面向量知識解決三角函數(shù)問題
在高中階段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程當(dāng)中,三角函數(shù)問題也是學(xué)生日常學(xué)習(xí)過程當(dāng)中所遇到最多的問題之一。同時,這也是高中階段數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)點(diǎn),在面對三角函數(shù)累的問題時,許多學(xué)習(xí)成績處于中等水平的學(xué)生也會經(jīng)常出現(xiàn)畏難情緒,一次可以看出三角函數(shù)問題在高中數(shù)學(xué)知識當(dāng)中是一類難度較大的知識點(diǎn)在教學(xué)過程當(dāng)中,學(xué)生接觸到了三角函數(shù)相關(guān)的知識之后,在解決問題時,時常無法靈活運(yùn)用這里,筆者以這里問題為例:證明,解決這類問題的解題方法有很多種,因此筆者這里以平面向量相關(guān)的知識內(nèi)容來分析解答這個三角函數(shù)問題。當(dāng)然這也是一類非常有效的解決三角函數(shù)問題的方法。在分析這類三角函數(shù)問題的解題過程中,首先可以設(shè)置兩個向量分別是:向量a與向量b,這兩個向量在平面當(dāng)中滿足標(biāo)準(zhǔn)的正交集關(guān)系,再設(shè)置兩個向量分別:向量c與向量d,這兩個向量為平面當(dāng)中的單位向量。這時將設(shè)置為向量a與向量d之間的夾角,將設(shè)置為向量b與向量c之間的夾角。在此過程當(dāng)中夾角小于夾腳,這時就可以運(yùn)用坐標(biāo)()與(,)分別表示兩個向量,向量c與向量d在(a,b)的坐標(biāo),我們已經(jīng)知道向量c與向量d都是單位向量,因此,就可以設(shè)置這兩個向量的模長為1。這樣就可以運(yùn)用到向量坐標(biāo)的乘積公式知識解決這一問題,就可得到:mn=以及mn=,將這兩個公式聯(lián)立之后就能夠得到:。
(三)平面向量知識解決不等式問題
在學(xué)習(xí)不等式相關(guān)的知識之后,不等式問題的解決也是教學(xué)一大難點(diǎn)。教學(xué)中可以利用平面向量的相關(guān)知識解決這類問題。因此筆者這里以這一問題為例:已知x,y都不小于0,同時x+y=1,因此求證: 。在運(yùn)用平面向量相關(guān)的知識解決這一問題時,首先我們應(yīng)從已知的題目開始分析。這時設(shè)置向量,坐標(biāo)為(1,1),將向量的坐標(biāo)可以設(shè)置成(),這時我們就能夠運(yùn)用平面向量知識中數(shù)量積的知識解決這一問題,這樣就能夠得到這樣的公式,(1)2,然后通過公式的簡化就能得到:
結(jié)語:總之,在高中數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)過程當(dāng)中,運(yùn)用平面向量相關(guān)的知識解決高中數(shù)學(xué)當(dāng)中的一些難題,可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程當(dāng)中能夠更加輕松。可以讓學(xué)生巧妙地利用平面向量的知識,解決一些采用傳統(tǒng)解題方式無法解決的一些數(shù)學(xué)難題。在平面向量相關(guān)知識教學(xué)中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真理解教材基礎(chǔ)知識內(nèi)容,這樣方便學(xué)生更好的利用基礎(chǔ)知識解決實(shí)際問題。學(xué)生在不斷的練習(xí)過程當(dāng)中,熟練掌握這些知識。
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