學(xué)習(xí)了平面直角坐標(biāo)系這一章內(nèi)容后,我覺得平面直角坐標(biāo)系中圖形位置的變化與點的坐標(biāo)變化之間的關(guān)系很有趣,但又有些困惑。于是,我對平面直角坐標(biāo)系中兩點的位置變化進(jìn)行了一些探究和思考。
如圖1,點A(-1,0)、B(1,0)關(guān)于y軸對稱,線段AB被y軸垂直平分,那么點O就是線段AB的中點。現(xiàn)將線段AB沿x軸向右平移2個單位(如圖2),則平移后的A、B兩點的坐標(biāo)分別為A(1,0)、B(3,0),對稱軸也隨之向右平移2個單位,線段AB的中點為C(2,0)。繼續(xù)將線段AB沿y軸向上平移1個單位(如圖3),平移后的A、B兩點的坐標(biāo)分別為A(1,1)、B(3,1),此時對稱軸沒有變化,線段AB的中點為C(2,1)。此時,我發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象,三個圖形中線段AB中點的坐標(biāo)和A、B兩點的坐標(biāo)有共同的規(guī)律:線段AB中點的橫坐標(biāo)是A、B橫坐標(biāo)之和的一半,縱坐標(biāo)和A、B縱坐標(biāo)相等。
接下來我改變了點B的位置,在圖3的基礎(chǔ)上將點B向上平移一個單位,此時點B的坐標(biāo)為(3,2),點A的位置不變(如圖4)。這時候我發(fā)現(xiàn),線段AB的中點C仍然在圖3中線段AB的對稱軸上,所以橫坐標(biāo)沒有變化,仍是點A、B橫坐標(biāo)之和的一半;但縱坐標(biāo)發(fā)生了變化,從圖中的位置看,大于點A的縱坐標(biāo),且小于點B的縱坐標(biāo)。如何求出點C的縱坐標(biāo)呢?我陷入了沉思。
在認(rèn)真閱讀了教材中關(guān)于點的坐標(biāo)的概念后,我了解到要求點C的縱坐標(biāo),就是要求出點C到x軸的距離。但苦思冥想后,我還是不知道該如何求解,于是請教了老師。老師提示我要抓住“點C是AB中點”這一關(guān)鍵條件,巧用三角形全等的知識解決這個問題。
在老師的指導(dǎo)下,我順利構(gòu)造了如圖5的一對全等三角形:△ACE與△BCD,其中∠AEC=∠BDC=90°。于是就得到了CE=CD=[12],進(jìn)而求得CH=CE+EH=[12]+1=[32],即點C到x軸的距離為[32],最后得到點C的坐標(biāo)為(2,[32])。這時我發(fā)現(xiàn)點C的縱坐標(biāo)也是點A、B縱坐標(biāo)之和的一半。
于是我作了如下猜想:對于平面直角坐標(biāo)系中任意兩點A(x1,y1)、B(x2,y2),當(dāng)C(x,y)是線段AB中點時,則有x=[x1+x22],y=[y1+y22]。我把自己的猜想和老師進(jìn)行了交流,老師肯定了我的猜想,并鼓勵我和同學(xué)們一起作更一般化的探索。在和同學(xué)們一起討論交流后,我們進(jìn)行了一般化的推理,推理過程如下:
如圖6,過點C作x軸的垂線MN,分別過點A、B作直線MN的垂線,垂足分別為點E、D,則∠AEC=∠BDC=90°。
又∵∠ACE=∠BCD,AC=BC,
所以△ACE≌△BCD。
所以AE=BD,CE=CD,
即x-x1=x2-x,y-y1=y2-y。
所以x=[x1+x22],y=[y1+y22]。
教師點評:
小作者在探究平面直角坐標(biāo)系中點的位置變化與其坐標(biāo)數(shù)量變化之間的關(guān)系時,發(fā)現(xiàn)并自主探索得到了中點坐標(biāo)公式,巧用本學(xué)期剛學(xué)過的三角形全等的知識給出了推理和論證,在探索過程中加深了對數(shù)形結(jié)合這一重要數(shù)學(xué)思想方法的理解。這種基于對數(shù)學(xué)的興趣和好奇而進(jìn)行的探索之旅,體現(xiàn)了小作者樂學(xué)善學(xué),善于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的良好思維品質(zhì)。
(指導(dǎo)教師:方秀林)