如何通过几何画板学这些定理
世界万物多的数都数不清,从动物到植物、从地上爬的到天上飞的、甚至是水里游得,种类太多了,不是你一时半会能够都知道的。就像数学中的定理,也分代数定理和几何定理,细分下来也是数都数不清,那么在学习的时候,怎样才能学会并熟练运用呢?数学讲究的数形结合、那么在学习的时候就要灵活运用,如果能借助一些数学辅助工具,那肯定能达到事半功倍的效果。比如下面小编正要说的这款–几何画板,它就是目前比较受欢迎的工具,下面就来通过几何画板教程来学习学习数学定理的。
一、勾股定理
在学习勾股定理的相关知识时,课本上有提到用赵爽弦图来验证该定理,在黑板上无法对图形进行动态演示,无法让学生们真正地理解。现在几何画板这一款动态课件制作工具的出现,弥补了黑板式教学的不足,可以用几何画板演示用赵爽弦图证明勾股定理。
点击“还原”操作按钮,就可以将该课件还原到初始状态。如果不知道该课件是如何制作的,点击“隐藏对象”操作按钮,就可以显示出制作该课件的度量数据,方便了解该课件的制作技巧。赵爽的这个证明可谓别具匠心,极富创新意识。他用几何图形的截、割、拼、补来证明代数式之间的恒等关系,既具严密性,又具直观性,为中国古代以形证数、形数统一、代数和几何紧密结合、互不可分的独特风格树立了一个典范。
二、费尔马点定理
内角均小于120°的三角形内一点到三个顶点的距离和取最小值,那么这个点的特点是什么?这就是费尔马研究的几何极值问题。费尔马点就是到三角形的三个顶点的距离之和最短的点。几何画板作为专业的几何绘图工具,可以用来验证几何学中的定理,下面就一起来看看如何用几何画板验证费尔马点定理。
在该课件中,我们任意拖动△ABC中的点E,发现AE+BE+CE的值在不断的变化,但是PA+PB+PC的值始终是最小的,所以得到点P是△ABC的费尔马点。费尔马定理为初等数论中极为重要定理之一,最早由费尔马1640年提出(未证明),后经欧拉推广证明。它是解决二次同余式关键,有许多应用。在 中学,被列入《高中数学竞赛大纲》(二试),主要解数学竞赛中求余数、整除等有关问题。
三、圆幂定理
圆幂定理是平面几何中的一个定理,是相交弦定理、切割线定理及割线定理(切割线定理推论)的统一。几何画板不仅可以方便地制作出各种几何图形,而且可以对几何定理进行实质性的验证。
从上图中我们可以看出,交点为P的两条与圆O相交的直线AB、CD,在两条直线上分别取点E、F,通过演示可以发现分别拖动点E和点F,AP·BP=CP·DP永远成立,从而得出了圆幂定理。
四、弦切角定理
弦切角相信大家都不陌生,它是指顶点在圆上,一边和圆相交,另一边和圆相切的角。弦切角定理:弦切角的度数等于它所夹的弧所对的圆心角度数的一半,等于它所夹的弧所对的圆周角度数,利用几何画板可以来验证弦切角定理。
在该课件中,点击“显示”操作按钮就可以可以将度量的角度数据显示出来,方便观看弦切角的度数和圆心角的度数,从而一目了然就看出它们之间的关系;如果不需要显示这个角度的度量数据,可以点击“隐藏”操作按钮将之隐藏,等到需要用到时在显示出来。该课件具有灵活性,老师们可以拖动点B自由改变弦切角的大小,这样可以通过观看多种情况下弦切角与圆心角的关系,从而发现弦切角定理的正确性。