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文档简介

1、十、几何初步知识279什么叫做几何学和几何图形?几何学是数学的一门分科,它是研究物体的形状、大小和相互位置关系的科学,也就是研究现实客观世界空间形式和数量关系的一门科学。在我们的周围世界里,各种物体都具有形状、大小和相互之间的位置关系。例如:课桌的桌面是长方形的,魔方的每个面是正方形的,各种车轮的形状是圆的。魔方有大小之分,魔方的面的大小也是不一样的;汽车有大小,自行车也有大小,同样是车轮,大小也不相同。还应该看到,物体与物体之间,有着相互位置关系。例如:上下关系、前后关系和左右关系等。公元前338年,希腊数学家欧几里得总结了劳动人民在实践中获得的几何知识,并加以系统整理,按照图形在平面或空间

2、的形式,在几何学中分出了“平面几何”和“立体几何”两个分支。由于几何学是研究物体的形状、大小和相互位置关系的科学,根据研究结果加以抽象概括,便产生了几何图形。几何图形是由点、线、面结合而成的,也是点、线、面的集合。一个图形所有的点,都在同一平面内,这样的图形叫做“平面几何图形”,如长方形、正方形、三角形、梯形和圆等图形,都是平面几何图形。如果一个图形的点不全在同一平面内,这个图形就叫做“立体几何图形”,如长方体、圆柱体和圆锥体等图形,都属于立体几何图形。280什么叫做点、线、面、体? 点:在平面上只有位置,没有大小(即没有长、宽、高),不可分割的。线和线相交于一个点。也可以理解为“点”是“线”

3、的界限。在几何中,用大写字母表示点。如,图中的a点、b点、c点。线:如果两个面相交,就会交出一条线来。也就是面和面相交于线。一张纸对折起来的痕迹就是“线”。也可以理解为“线”是“面”的界限。线有直线和曲线等。如:长方体相邻的两个面相交于一条线(也就是长方体的一条棱),就是直线。圆柱体的侧面和一个底面相交的一条线,就是曲线。线只是面与面相交的界限,它没有大小(即粗细),只有长短,或者说,线只有长,而没有宽和高。面:任何物体都占一定的空间,都是用它的表面和周围分割开来。因此,可以说“体”是由“面”围成的。如:课本的封面、黑板的面、粉笔的截面、水桶的侧面和底面等都是“面”。也可以理解为“面”是“体”

4、的界限。由于面是物体的表面,如果放弃物体的本身,只单独想象物体的表面,这样的面就是几何的面。几何里的面是没有厚度的(即:高),所以,面只有长和宽,而没有高。体:当我们只研究一个物体的形状、大小而不研究它的其它性质(如颜色、重量、硬度等)的时候,我们就把这个物体叫做几何体,简称“体”。例如:一块砖与一个和砖完全一样的纸盒,虽然它们的颜色、重量、硬度以及制作材料都不同,只要它们的形状、大小都相同,就可以认为它们是完全相等的两个几何体。就上述的砖和纸盒来说,它们是两个相同的长方体。281直线、射线和线段有什么不同?直线、射线和线段是易于混淆的三个概念,它们之间也是有联系的,直线是基础,射线和线段是直

5、线概念的发展。它们也是有区别的,这是它们之间的主要方面。首先看直线,一点在空间沿着一定方向和相反方向运动,所成的图形就是直线。一张纸的折痕、双手拉紧的线,都给人以直线的形象。我们把直线看作可以向两方无限延伸的,直线是无头无尾的,即是没有端点的。直线可以用表示它上面任意两点的两个大写字母来表示。例如,直线ab,或直线ba;也可以用一个小写字母表示一条直线。例如,直线l(如下图)。经过一点,可以画无数多条直线,但是,经过两点却只能画出一条直线,这就是直线的基本性质。除此之外,两条直线相交,只有一个交点。其次看射线,在直线上某一点一旁的部分叫做射线。这一点叫做射线的端点。射线的另一端是可以无限延伸的

6、,因此,没有端点。射线只有一个端点;是一条半直线。类似探照灯光和手电筒所射出的光线,都可以看作射线的实际例子。射线通常用表示它的端点和射线上另外一点的两个大写字母来表示,并且把表示端点的字母写在前面。例如,以点o为端点的射线,可以在射线上再取一点a,记作:射线oa(如图)。最后再看线段,直线上任意两点间的部分叫做线段。具有一定长度的拉直了的细绳,可看作线段的实际例子。线段是有长短的,因此可以进行度量。线段通常用表示它的两个端点的大写字母来表示。例如,线段ab,或者线段ba。也可以用一个小写字母表示。例如,线段a(如下图)。在连结两点的所有线中,线段最短。这就是线段的基本性质。282什么叫做“角

7、”?几何中所指的“角”的定义是:从一点画出的两条射线所组成的图形,叫做“角”。这里所说的点(即两条射线的端点),叫做角的“顶点”,构成角的两条射线,叫做角的“边”。角的大小与两边的长短无关,只与角两边的相互位置关系有关。这一点,在初学时很容易混淆,必须引起注意。角用符号“”来表示。如:从图2中可以看到:角也可以看作由一条射线绕着它的端点旋转而成的。一个角一般有以下三种表示方法:(1)用“”与三个大写字母表示角。如:图3中的角记作:aob;图4中的角记作:boc,aob,aoc。(2)用“”与一个大写字母表示角。这里所指的一个大写字母,应该是角顶上的字母。而且这种用一个大写字母表示角的方法,只适

8、用于单个的角。如图3,用o来表示,如果是具有共同顶点的两个或两个以上的角时,则不能用这种方法来表示角。如图4,如果用o来表示,就表述不清到底o表示哪个角。(3)用“”与一个小写希腊字母或一个数字表示角。例如:下图中的角分别记作:1、2、。283几何中的角可分为哪几种?(1)周角:一条射线绕着它的端点,按逆时针方向旋转,转到这条射线回到它的原来的位置时,就形成了一个周角。如图图中的oa绕它的端点o按逆时针方向旋转,转到这条射线又回来的位置,形成了一个周角。一个周角等于360,一个周角是一个平角的2倍。(2)平角:一条射线绕着它的端点,按逆时针方向旋转,转到和原来位置成为一条直线,这时所成的角,叫

9、做平角。如图图中的射线oa绕它的端点o,按逆时针方向旋转,转到射线ob的位置上(射线oa与射线ob构成一条直线),形成一个平角。一个平角等于180度,记作180。(3)优角:一个大于平角又小于周角的角,叫做优角。优角在小学数学教材中没有出现,但在教学中常常遇到学生提出这样的问题:比周角小又比平角大的角叫什么角? 181的角是什么角等等。如图优角大于180,小于360。(4)直角:等于平角一半的角,叫做直角。如图直角通常记作“rt”。直角的大小通常用d来表示,这样,平角等于2d,周角等于4d。(5)钝角:一个比平角小又比直角大的角叫做钝角。如图钝角的度数大于90,小于180。(6)锐角:小于直角

10、的角叫做锐角。如图锐角小于90。(7)余角:当两个锐角aob与boc之和等于一个直角aoc时,其中一个角boc叫做另一个角aob的余角。这两个角叫做互为余角。如图(8)邻角:当两个角有一个公共的顶点,有一条公共的边, 这两个角另外两条边在公共边的两侧,这两个角叫做互为邻角。如图图中的oc是aoc与cob的公共边,aoc是cob的邻角;boc也是coa的邻角。(9)补角:两个角的和等于平角,这两个角叫做互为补角。也就是说,其中任一个角是另一个角的补角。如图图中的1是2的补角,2是1的补角,或者说,1与2互为补角。(10)对顶角:把一个角的两边分别向相反方向延长,这两条延长线所夹的角,叫做原角的对

11、顶角。如图图中的aod与boc、aob与doc;两对顶角是相等的。图中的aod=boc;aobdoc;。(11)三线八角:两条直线被第三条直线所截,所得的八个角,叫做三线八角。图中的l1、l2、l3 和1、2、3、4、5、6、7、8就是三线八角。按上述八个角的相互位置,给以下列不同名称:同位角:当形成三线八角时,如果有两个角分别在两条直线的同一方,并且在第三条直线的同一旁,这样的一对角,叫做同位角。如图中的1与5、2与6、4与8、3与7都是同位角。内错角:如果两个角都在两直线的内侧,并且在第三条直线的两侧,那么这样的一对角叫做内错角。图中的6与6、4与5都是内错角。外错角:如果两个角都在两直线

12、的外侧,并且在第三条直线的两侧,那么这样的一对角叫做外错角。图中的1与8、2与7都是外错角。同旁内角:如果有两个角都在两条直线的内侧,并且在第三条直线的同旁,那么这样的一对角,叫做同旁内角。图中的3与5、4与6都是同旁内角。同旁外角:如果有两个角都在两条直线的外侧,并且在第三条直线的同旁,那么这样的一对角,叫做同旁外角。图中的1与7、2与8都是同旁外角。284垂直和垂线有什么不同?垂直和垂线是两个不同的概念。垂直的含义是:两条直线相交成直角,这两条直线叫做互相垂直。图中的直线ab与直线cd相交于o,并且它们所成的角等于90,因此,直线ab与cd互相垂直。在两条相互垂直的直线中,其中一条直线叫做

13、另一条直线的垂线。它们的交点叫做垂足。垂直通常用符号“”来表示。如图中的ab垂直于cd,可记作abcd,读作ab垂直于cd。有时为了把垂足也表示出来,也可以写作 abcd于o,读作: ab垂直于cd于o点。垂线还具有以下两个性质:(1)经过一点且只有一条直线垂直于已知直线;(2)从直线外一点到这条线上的各点所连结的线段中,和这条直线垂直的线段最短。画垂线时的要点是什么?通常画垂线所借助的工具有两种:一种是借助“三角板”画垂线;另一种是借助“直尺、圆规”来画垂线。用三角板画一条直线的垂线,一般所给的条件有两种:(1)过直线外一点画这条直线的垂线。(2)过直线上的一点画这条直线的垂线。如图:例如:

14、已知点p是直线ab外的一点,用三角板过p点作po垂直于ab。如图,把三角板一条直角边靠在直线ab上(即把三角板的一条直角边与直线ab重合),并沿ab移动,使另一条直角边靠上p点,固定住三角板,并用铅笔沿着这另一条直角边画一条直线po,直线po与直线ab交于o点,这样,po就是直线ab的垂线。用一个三角板作垂线时,往往在接近垂足o点处的一段不容易作得很好。可以采用另一种方法,如图所示:用两个三角板,把一个三角板(如虚线中的三角板)先固定住,然后把另一个三角板与它靠紧,再拿去第一个三角板,固定住第二个三角板,用铅笔沿着第二个三角板的一条边(靠上p点的一条边)画一条直线po。这种方法的关键是第二个三

15、角板靠p点的一条边与直线ab相交,因此,在垂足o处,可以画得准确些。又如:已知点p是直线ab上的一点,用三角板过p点作pc垂直于直线ab。如图:如图,把三角板的一条直角边靠在直线ab上,沿着ab移动,使另一条直角边靠上p点(即直角顶点靠上p点)时,把三角板固定,并且用铅笔沿这另一条直角边画一条直线pc与直线ab相交于p点,则pc是ab的垂线。与上例相同,也可以按图所示,用两个三角板,当第一个三角板的一条直角边靠在直线ab上,沿ab移动到另一条直角边靠上p点时,固定住三角板,把第二个三角板的一条边与它靠紧,然后拿掉第一个三角板,用铅笔沿第二个三角板靠p点的一边画一条直线pc,则pc是ab的垂线。

16、用直尺和圆规画一条直线的垂线时,通常有两种情况:(1)过直线ab外的一点p作ab的垂线。(2)过直线ab上的一点p作ab的垂线。如图:如图,以p为圆心,以大于p到ab的距离为半径作弧,交ab于e、pd,pd交ab于o,则pd是ab的垂线,垂足为o。如图,以p点为圆心,以任一长为半径作弧交ab于e、f;以e、的垂线,垂足为p。285平行与平行线有什么关系?平行与平行线是两个不同的概念,它们之间又有着内在的联系。平行的概念是指直线与直线、直线与平面、平面与平面之间的位置关系。当线与线、线与面、面与面平行时,其共同特点是没有公共点。但一组直线平行,除了直线之间没有公共点之外,这组直线必定在同一个平面

17、上。通常用“”表示平行。平行线的概念是指在同一平面内,两条不相交的直线,叫做平行线。如图:直线ab与cd,无论怎样把它们向两方无限地延长出去,这两条直线是永远不会相交的。类似这样的两条直线,就是平行线。可记作 abcd,读作ab平行于cd。平行线具有以下几个性质:(1)经过直线外一点,且只有一条直线平行于这条直线。(2)在同一平面内,如果两条直线都平行于第三条直线,那么这两条直线平行。(3)两条平行线被第三条直线所截,它们的同位角相等。(4)两条平行线被第三条直线所截,它们的内错角相等。(5)两条平行线被第三条直线所截,它们的同旁内角互补。(6)如果一条直线和两条平行线中的一条垂直,那么它也垂

18、直于平行线中的另一条。依据上述平行线的性质,可以对两条直线是否为平行线进行判定。286画平行线时的要点是什么?画平行线时,通常借助的工具是直尺和三角板。其画法的要点是:先把三角板靠在直尺上(如下图)。把三角板顺着直尺滑动,沿着三角板的其它一边,在滑动的不同位置上作两条直线(如图中ab和cd),这两条直线就是平行线。一般情况下,需要通过直线外一点,作已知直线的平行线。其画法的要点是:先把三角板的一条边靠在直线上(如图):三角板所靠的直线为ab,再把直尺贴在三角板的另一边上,然后再把直尺与三角板一起沿着直线ab移动,使直尺边靠在点p上,这时,固定住直尺,把三角板沿着直尺推到与原直线ab靠在一起的一

19、边的点p上,最后用铅笔在这条边上画一条直线cd,这样,直线cd过p点,并且与直线ab平行。287长方形、正方形、菱形都是平行四边形吗?回答这个问题,首先明确一下平行四边形的意义及其性质,才能对此做出肯定或否定的判定。平行四边形的意义是:平面上两组对边分别平行的四边形,叫做平行四边形。根据平行四边形的意义,图中四边形abcd的两组对边 abcd;adbc,因此,四边形 abcd是个顶点时,要用大写字母依次顺序标出。平行四边形的性质是判定平行四边形的主要依据。这些性质有:(1)对边相等。即:ab=cd,adbc。(2)邻角互补。即:ab=b+c=180。(3)对角相等。即:a=c;b=d。(4)对

20、角线互相平分。即:ao=oc;bo=od。根据上述意义和性质,可以对问题做出判定:长方形两组对边分别平行,符合平行四边形的意义,也具备其性质,因此,长方形也属于平行四边形。同时,长方形的四个角都是直角。正方形本身就是特殊的长方形,除了四条边都相等外,具备了长方形的一切特征,因此,正方形也属于平行四边形。菱形的四条边也相等,也具备了平行四边形的意义和性质, 因此,也属于平行四边形。一般情况下,为了突出本身的特征,上述三种图形分别叫它们为长方形、正方形和菱形,从实质上划分,也可以说它们都是特殊的平行四边形。288三角形应该如何分类?由于三角形是由不在同一直线上的三条线段所围成的封闭图形,因此,三角

21、形必有三条边和三个角。三角形通常用符号“”来表示。三角形的分类方法,一般是按“角”和“边”来划分的,角是根据内角的大小,边是根据边的长短。按内角大小来划分,可分为三类:(1)锐角三角形:每个角都是锐角(小于90)的三角形,叫做锐角三角形。左图中的三角形的三个角都是锐角,所以,abc是锐角三角形。(2)直角三角形:有一个内角是直角的三角形,叫做直角三角形。左图中abc的内角a是直角,因此,这个三角形是直角三角形。(3)钝角三角形:有一个内角是钝角的三角形,叫做钝角三角形。左图中abc的内角a是钝角,因此,这个三角形是钝角三角形。钝角三角形与锐角三角形的合称,叫做斜三角形。如果按三角形的边的长短来

22、划分,也可分为三类:(1)不等边三角形:三条边互不相等的三角形,叫做不等边三角形。左图中abc的三条边互不相等,所以,这个三角形是不等边三角形。(2)等边三角形:三条边都相等的三角形,叫做等边三角形。左图中的abc三条边都相等,所以,这个三角形是等边三角形。(3)等腰三角形:有两条边相等的三角形,叫做等腰三角形。左图中的abc的两条边是相等的,即ab=bc,所以,这个三角形是等腰三角形。由于等边三角形abc中,ab=bc=ac,任选两边都相等,符合等腰三角形的条件,所以,等边三角形也是等腰三角形。上述三角形分类情况如下图所示:289什么叫做“勾股定理”?勾股定理是关于直角三角形边与边之间的关系

23、的定理,即:在直角三角形中,两条直角边的平方和等于斜边的平方。如果把一个直角三角形的两条直角边分别记为a、b,把斜边记为c,那么它们之间的关系式是:a2+b2=c2在我国古代,把直角三角形叫做勾股形。如图:一般都把直角三角形中,短的一条直角边叫做“勾”,长的一条直角边叫做“股”,斜边叫做“弦”。所以,我国古代把边与边关系所形成的定理,叫做勾股定理(如图1)。图(2)中的直角三角形abc中,勾ab=3,股bc=4,弦ac=5。按照勾股定理,所揭示三条边的关系为:3242=52这就是我国最古的算书周髀算经(约成书于公元前一世纪左右)一开始就指出的:“勾三、股四、弦五”。这是直角三角形的三条边长都是

24、整数时的例证。古希腊数学家毕达哥拉斯(公元前572年-公元前497年)证明了这个定理。所以在国外,常把这个定理称为毕达哥拉斯定理。290怎样推导三角形的面积公式?在认识三角形特征的基础上,推导出三角形的面积公式,既是教学的自然发展,也是教学的重点。推导三角形的面积公式,一般有以下三种方法:(1)将两个全等的直角三角形转化成长方形:采用这种方法,可让学生动手实践,先准备一张长方形纸,事先量出它的长和宽,并计算出面积。在课堂上,用剪刀沿长方形的对角线剪开,形成两个全等的直角三角形。如图:通过剪完后的观察,启发学生找出长方形的长相当于三角形的底,长方形的宽相当于三角形的高,而长方形面积则等于两个三角

25、形的面积。由此推导出公式:同理,也可以将两个全等的等腰三角形转化成正方形进行推导。(2)将两个全等的锐角三角形转化成平行四边形:这是一种通常的推导三角形面积的方法。先剪出两个全等的锐角三角形,将这两个三角形一正一反地组成平行四边形。然后对照进行推导。如图:转化成平行四边形后,可以观察到:平行四边形的底与三角形的底一样,平行四边形的高与三角形的高也一样,由于平行四边形是两个全等三角形组成,因此,平行四边形面积等于两个三角形面积。由此可推导出公式:也可以将两个全等的锐角三角形转化成长方形进行推导。如图:由图中看到:长方形的长和宽所对应的是三角形的底和高,长方形面积相当于两个全等三角形面积。其公式推

26、导同(1)。(3)将一个三角形转化成长方形:顶点处于同一水平线上,通过割、补即可将这个三角形转化成长方形。如图:这种图形割补的演示方法,也可以让学生动手实践进行剪拼。从图形割补可观察到:三角形转化为长方形后,面积大小没有任何改变,长方形的长相当于三角形的高,长方形的宽相当于三角形底的一半(已割去长方形面积= 长 宽 三角形高 三角形底的一半三角形面积= 高 底2运用交换律得:底 高2291三角形的中线、三角形的中位线以及三角形的高线有什么区别?这是三个完全不同的概念。三角形的中线是指:连结三角形的一个顶点和这个顶点对边的中点的一条线段,叫做三角形的一条中线。下图中,d是bc的中点,ad则是ab

27、c的中线。由于三角形有三个角,也必然有三个顶点,每个顶点都可以与这个顶点对边的中点连结成一条线段,因此,每个三角形有三条中线。三角形的中位线是指:三角形两边中点的连线,叫做三角形的一条中位线。左图中,d、e分别是三角形abc的边ab、ac的中点,在d与e之间作一连线,则de是abc的一条中位线。三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半。同理,三角形有三条中位线。三角形的高线是指:从三角形的一个顶点到它的对边所在的直线作垂线,顶点到垂足之间的线段叫做三角形的高线。简称三角形的高。左图中,adbc于d,线段ad是abc的一条高线。同理,三角形中有三条高线。应该注意的是:(1)直角三角形中,

28、有两条高线与直角边重合。(2)钝角三角形中,有两条高线在三角形之外。如图中的钝角三角形abc,的一个内角c是钝角,则ad是bc边上的高线,be是ac边上的高线。但它们分别与ac、bc的延长线相交于三角形abc的形外。292四边形应该怎样分类?由四条线段围成的封闭图形叫做四边形。如果没有一组对边平行的四边形,就叫做任意四边形。在小学中所涉及的四边形,都是凸的四边形,即:如果延长四边形的任何一边,而整个四边形都在这边延长线的同旁,那么这样的四边形就叫做凸四边形。四边形在教材中包括以下八种(如下图):从上图中可以看到这些都属于四边形的范畴之内,但各自的名称不相同。1是任意四边形;2是平行四边形;3是

29、长方形;4是正方形;5是菱形;6是直角梯形;7是等腰梯形;8是一般梯形。如果把上面图形归类概括,则四边形可做如下分类:293怎样认识三角形的三个内角和是180?三角形的三个内角和是180,这是三角形内角和的性质。在几何初步知识的教学中,这是一个重要的内容。要通过量一量、折一折、想一想和算一算等实践活动,让学生在掌握内容的同时,培养和发展学生的推理判断能力。教学前,先布置课前作业,要求每个学生剪出六个三角形,即:按角分有直角三角形、锐角三角形、钝角三角形;按边分有等边三角形、不等边三角形和等腰三角。形固定,但数据不做统一要求,这样剪出来的三角形是大小不一的。教师谈话后,先让学生量一量。如:拿出一

30、个直角三角形,让学生量出另外一个角的度数,并报出来,教师立即报出第三个角的度数,然后让学生进行测量核实(用量角器)。如此重复数次,就可以激起学习的兴趣和教学中的悬念。在此基础上,全体学生一起动手测量自制的六个三角形三个内角的度数,并把它们加起来,初步明确:无论是什么样的三角形,也无论它的边是多长和多短,它们内角和都是180。接着,让学生折一折,以丰富学生的感性认识。方法(1)把三角形的三个内角沿虚线折过去,使其组成一个平角,证明三个内角和为180。如图:方法(2)先画出一个平角,再将手中的一个三角形的三个角撕下来,拼在平角上,使三个角正好组成一个平角,进一步证明三角形三个内角和是180。方法(

31、3)把一个正方形沿对角线折成两个三角形,因为正方形四个角都是直角(90),它的内角和是360,所以一个三角形的内角和是180。从以上的实践活动,再通过想一想,上升为理性认识,从而形成概念,这是一个抽象概括、归纳总结的过程。想的过程要通过语言的表述进行检验。最后运用练一练的形式,以达到巩固概念、运用概念的目的。练习内容要分基本型和发展型两类。如:基本型求出下面每个三角形中未知角的度数。已知三角形中1是45,2是60,3是多少度?发展型:三角形中 是 62,2是 29,这是一个什么三角形?三角形的三个内角和是180,如果切去一个角,剩下图形的内角和是多少度?294梯形怎样分类? 梯形的定义是:只有

32、一组对边平行的四边形,叫做梯形。梯形可分为一般梯形、直角梯形和等腰梯形三类:(1)一般梯形:梯形的各部分名称是这样的:互相平行的两条边,叫做梯形的底,通常上面的一条边称作上底;下面的一条边称作下底,不平行的两条边称作腰。梯形底边和腰的夹角,称作梯形的底角。上底边和腰的夹角,称作上底角;下底边和腰的夹角,称作下底角。图中的a和b是下底角;c和d是上底角。梯形上、下底之间的距离,叫做梯形的高。图中的deab,de是梯形abcd的高。(2)直角梯形:只有一腰垂直于底边的梯形,叫做直角梯形。图中的adab,因此,梯形abcd是直角梯形。(3)等腰梯形:两条腰相等的梯形,叫做等腰梯形。如图中,ad=bc

33、,因此,梯形abcd是一个等腰梯形。等腰梯形还具有以下两个性质:等腰梯形的上底角相等,下底角也相等。如图中,dab=cba,adc=bcd。等腰梯形的对角线相等。如图中, ac= bd。295怎样进行梯形面积公式的推导?梯形的面积公式是在平行四边形面积公式的基础上进行推导的。在此之前,已建立了梯形的概念,因此,在教学前,可先让学生自制两个全等梯形。铺垫性的准备练习后,拿出4平方厘米的测量板,用数方格的方法,算出梯形面积是多少。(梯形面积占满8个方格,每个方格是4平方厘米,梯形面积为32平方厘米。)然后,让学生将事前准备好的两个全等梯形,一正放,一倒放拼在一起,组成一个平行四边形。提出点拔题:这

34、个平行四边形的底是由梯形的什么组成的?怎样求出平行四边形的面积?怎样求出一个梯形的面积?如图:由此得出:梯形面积=(上底+下底)高 2。也可以用一个梯形通过割、拼的方法,转化成平行四边形。如图:通过上图可以清楚地推导出:还可以通过对一个梯形的割、补,使其转化为三角形,运用求三角形面积的公式,对照观察,从而推导出求梯形面积的公式。对转化后的图观察可知,三角形的底为梯形上底加下底的和,三角形的高相当于原来梯形的高。由此可以推导出梯形面积公式:在此基础上,抽象成求梯形面积的字母公式为:s=(ab)h2。此时,可安排含有具体数字的求梯形面积的练习,以巩固对公式的运用。当推导求梯形面积的第二个公式时,可

35、先让学生在自制的梯形学具上,找出两腰的中点,画出中位线,然后把右下角剪下来,拼在右上方,使梯形转化为平行四边形。如图:割、补后,梯形已转化成平行四边形,面积大小未变。梯形的中位线相当于平行四边形的底,梯形的高也是平行四边形的高。用字母公式表示为:s=mh。第二个公式除转化成平行四边形推导外,还可以转化成长方形进行推导。有了前面的推导基础,这个推导过程,应以学生自己思考为主。由此也可以推导出梯形面积公式:296什么叫做“圆”?在小学数学教材中,圆是平面图形里最后出现的图形。建立圆的概念、明确圆的各部分之间的关系,对于解答圆的周长和面积等实际问题,无疑都是重要的前提条件。圆的概念是:当一条线段绕着

36、它固定的一端(下图中的o点)在平面上旋转一周时,它的另一个端点(下图中的a点)所画成的封闭曲线,叫做圆。到了中学,圆还可以这样下定义:“平面内和一个定点的距离等于定长的点的轨迹”。或者说:“平面内和一个定点的距离等于定长的点的集合。”定点叫做圆的圆心(图中的o点);连接圆心和图上任意一点的线段,叫做圆的半径(图中的oa);过圆心的弦,叫做圆的直径(图中的bc);圆所包围的平面部分,叫做圆面。其表示符号为:圆用符号“”表示,以o为圆心的圆、记作“o”,读作“圆o”;半径用字母“r”表示,直径用字母“d”表示。通过对任意半径和任意直径的测量,可以发现:在同一个圆里,所有的半径都相等,所有的直径都相

37、等,直径等于半径的2倍。其字母公式为:圆是轴对称图形。即:把圆沿着它的任意一条直径对折,直径两边的两个半圆就完全重合在一起。经过圆心的任意一条直线(即直径)都是圆的对称轴。如图:圆又是中心对称图形,圆心就是它的对称中心。297什么叫轴对称和轴对称图形?轴对称和轴对称图形是两个有联系的概念。轴对称是指:对于两个几何图形,如果连结他们的对应点之间的线段均被某一定直线垂直平分,这样的两个图形叫做关于这一定直线对称。也就是说,这两个图形轴对称。这一定直线叫对称轴。轴对称图形是指:如果一个图形关于一定直线的对称图形和它自身重合,这样的图形叫做轴对称图形。这条直线叫做这一图形的对称轴。轴对称图形并不仅限于

38、圆,其他象等腰三角形、等边三角形以及菱形等,也都是轴对称图形。如图:如图中,沿着直线mn对折后,三角形abc全部重合到三角形 ab c上,三角形 abc与三角形 ab c是轴对称图形,直线mn是对称轴。又如右上图中,四边形abcd沿对角线对折后,对角线两旁的图形能全部重合,所以,四边形abcd是以对角线ac为对称轴的轴对称图形。298什么叫中心对称和中心对称图形?中心对称和中心对称图形,这也是两个有联系的概念。中心对称是指:对于两个几何图形,如果连结它们的对应点之间的线段的中点都和某一定点重合,那么这两个图形就叫中心对称,这一定点,叫做对称中心。中心对称图形是指:如果绕着一个定点旋转180后,

39、两个图形中的每一个能够与另一个原来的位置互相重合,那么,这个图形叫做以这个定点为对称中心的中心对称图形。如图:图中的三角形abc绕着定点o旋转180后,与三角形abc的原来位置互相重合,因此,三角形 abc与三角形 abc是以 o点为对称中心的中心对称图形。除此之外,如果一个图形绕着某一点旋转180后,能够和原来图形本身位置重合,就称这个图形为中心对称图形。这一点叫做对称中心。以平行四边形为例:图中的四边形abcd是平行四边形,绕着对角线交点o旋转180后,能够和原来图形位置重合,因此,平行四边形是以对角线交点o为对称中心的中心对称图形。299什么是弦和弧?弦和弧是和圆有关的两个概念,这两个概

40、念是不能混淆的。弦的概念是:对于一个圆,连结圆上任意两点的线段叫做弦。弦里面包括直径,因为通过圆心的弦叫做直径,但弦里面又不限于直径,因为“连结圆上任意两点的线段”并不一定都通过圆心。如图:(l)( 2)的图中, ab是圆 o上的任意两点,所以,线段 ab是圆o上的一条弦。所不同的是:图(1)中的这条兹是圆o的直径;图(2)中的这条弦则不是。弧的概念是:圆上任意两点间的部分,叫做圆弧,简称弧。一般意义下,弧即指曲线,或曲线的部分。弧用符号“”来表示,如:以点a、b为端点的弧,记作ab,为了避免混淆,有时也记作。见下图:在图中,以ab为端点的弧,记作ab;以ac为端点的弧,记作ac。对于同圆(或

41、等圆)的两段弧,可以加以比较:通过运动,使它们的圆心相重合,两弧的端点也重合,则说这两弧是相等的。圆的任一直径的两个端点分圆成两条弧,每条弧都叫做半圆。如上图,bc是圆的直径,以b、c为端点,把圆分成两个半圆。对于圆弧,把小于半圆的弧,叫做劣弧,把大于半圆的弧,叫做优弧。300圆心角和圆周角一样吗?圆心角与圆周角是两个完全不同的概念,前者与圆心有关,后者与圆弧有关。圆心角是指:分别连结圆心到圆弧的两个端点所成的角,叫做这个圆弧的圆心角。在同圆(或等圆)中,如果两个圆心角相等,则该圆心角所夹的弧相等,所对的弦也相等,所对的弦的弦心距(从圆心到弦的距离)也相等。如图:图(1)中,aob的顶点 o即

42、为圆 o的圆心,因此,aob是圆心角。图(2)中ocab,oc是ab的弦心距。圆心角的度数和它所对的弧的度数相等。图(1)中,aob的度数=ab的度数。圆周角是指:顶点在圆上,并且两边都和圆相交的角,叫做圆周角。对于一个圆周角,角的内部必然夹了一段圆弧,通常把圆周角说成是这一弧上的圆周角;角的外部也有一段圆弧,有时也把圆周角说成是这一弧所含的圆周角。如图:圆中的bac的顶点a在圆上,并且角的两边ab、ac都与圆相交,因此,bac是圆o的圆周角。圆周角的度数等于它所对的弧的度数的一半。如301什么是圆和圆的位置关系?圆与圆之间有以下五种位置关系:(1)外离。两个圆没有公共点,并且每个圆上的点都各

43、在另一个的外部时,叫做这两个圆外离。图中两圆的半径分别为r、 r,圆心距为 d,则 dr r外离(其中“”表示等价),即当dr+r时,两圆则外离;反之,当两圆外离时,则dr+r。(2)外切。两个圆有唯一的公共点,并且除了这个公共点以外,每个圆上的点都各在另一个圆的外部时,叫做这两个圆外切。图中的两圆半径分别为r、r,圆心距d,则d=r+r外切。(3)相交。两个圆有两个公共点时,这两个圆叫做相交。图中两圆半径分别为r、r,圆心距为d,则r-rdrr(rr)相交。(4)内切。两个圆有唯一的公共点,并且除了这个公共点之外,一个圆上的点都在另一个圆的内部时,叫做这两个圆内切。这个公共点叫做切点。图中两

44、圆半径分别为r、r,圆心距为d,则d=r-r,(rr)内切。(5)内含。两个圆没有公共点,并且一个圆上的点都在另一个圆的内部时,叫做这两个圆内含(如左图)。右图为同心圆,同心圆则是内含的一种特例。图中两个圆的半径分别为r、r,圆心距为d,则dr-r(rr)内含。302圆周长和圆周率有什么关系?这是两个不同的概念。但计算圆周长时,必须明确什么是圆周率,否则,圆周长的公式将无法推导出来。圆周长是指圆的长度,通常用字母c表示。圆周率是指圆的周长c与直径2r的比值。圆周率通常用希腊字母“”来表示。任何一个圆,不论是大还是小,当用直径去量圆周长时,就会发现圆周长都是它直径的3倍多一点,也就是说,圆的周长

45、和直径的比是一个常数,这个常数是个超越数,或者说:圆周率是一个无限不循环小数。由于是无限不循环小数,它的真值是永远写不完的。31415926535897932384626。在实用中,并不需要如此精密,在小学数学教材里,通常取圆周率的近似值为:314在明确圆周率的基础上,可以推导出圆周长公式。如果圆周长为c,半径为r,直径为d,那么c=2r,或c=d在小学生的数学语言中,圆的周长公式一般概括为:圆的周长=直径例(1)已知圆的半径为5厘米,求圆的周长是多少?c= 2r(或半径2)=23145=314(厘米)答:圆的周长是314厘米。例(2)已知圆的直径为20厘米,求圆的周长是多少?c=d(或直径)

46、= 20 314=628(厘米)答:圆的周长是628厘米。303.值是如何计算的?我国古代的周髀算经里,对于值曾得出“周三径一”的结论。古希腊的学者阿基米德用“逼近法”从圆内接正六边形,一直到正96边形,得我国魏晋南北朝时代的数学家刘徽,也应用“逼近法”用到圆内接正192边形,得到的值为314,南北朝时代的数学家祖冲之(公元429-500年),计算出的近似值在31415926-31415927之间,这是世界上计算值精确到小数点后七位的第一个人,他还运用两个分数来表示直到一千多年后的公元1573年,欧州人奥托才求出来。祖冲之在数学上的伟大贡献得到了世界的公认,为了纪念祖冲之这一贡献,将密率称为“

47、祖率”。1959年10月4日,苏联发射了第三枚宇宙火箭,第一次拍摄了月球背面的照片,并把月球上的“火谷”、“平原都做了命名,把其中一个环形山定名为“祖冲之山”。由此可见,祖冲之在国际上所享有的崇高荣誉。到16世纪,法国人韦达计算出的值是小数点后10位。1615年德国人鲁道夫算到小数点后35位,即:314159265358979323816264338327950288。他死后,人们还把这个数值刻在他的墓碑上。以后英国人夏普算到小数点后72位,到1946年美国人连契算到小数点后808位,1973年有人算到小数位达100万位,1983年达到了16777216位。最近一位美国科学家使用先进的巨型电脑

48、“克雷-2”仅用了28小时,就算出了小数点后有2936万位的值,创下了最新的世界记录。如果把这个惊人的位数全部记录下来,长度可达60千米,或者相当于50本500页的长篇小说。在这么长的数字中,出现了一些奇特的情况,即小数点后第710100位起,320465位起,都连续出现七个3-3333333;一千位中连续出现六个相同的数字的有37次。如 762位开始出现999999,从995998位起,出现23456789;但从2747956位起,又出现876543210。至于值还可以算到小数点后的多少位,还待人们继续耐心地算下去。304怎样推导圆的周长公式?推导圆的周长公式是小学数学教学的重要内容之一。这

49、是因为在这部分知识中,不仅要使学生认识圆的周长、理解圆的周长与直径之间的关系;还要掌握圆的周长公式,并能正确计算圆的周长。在这些教学要求中,推导并掌握圆的周长公式,无疑是教学的重点。新课前,教师要安排必要的铺垫性练习,可从复习长、正方形的周长公式入手,结合提问做如下板书:c2(ab)在长方形周长公式的基础上,出示有关正方形周长的板书:c4a随着铺垫性练习教师可让学生以正方形对角线的交点为圆心,用事先准备好的正方形纸画一个最大的圆,然后量出这个圆的直径,并把这个圆剪下来,明确圆周长的概念,进而自然地导入新知识。新知识的实践,讨论可大体上按下列步骤安排:(1)动手实践:用直尺测量圆的周长。将图沿直

50、尺滚动,并用小线围绕圆周,然后进行测量。测量结果填在下表内。(2)激疑设问:教师可通过圆铅笔的截面、黑板画圆和抡动一端系有物品的小线,提问如何测量这些圆的周长,此时还可以通过投影器中的各种圆,启发学生观察圆的周长与直径的关系。(3)概括小结:在组织学生进行同桌或分组议论的基础上,初步概括:圆有周长总是它直径的3倍多。同时指出:在同一个圆里,周长与直径的倍数是固定不变的。这个不变的倍数在数学中叫做“圆周率”。此时可简要介绍祖冲之在圆周率研究上的杰出贡献。圆周率用字母来表示,在小学中值取小数点后两位,即314。归纳圆周长公式:圆的周长=直径抽象成字母公式:c=d或 c=2r(4)反馈练习:(略)进

51、行上述安排时,要求课前做好充分的准备,如教师的投影片等其他教具,学生的正方形纸、剪刀等各种学具。在推导圆的周长公式前,要明确建立圆周率的概念,在教学的全过程中,这是一个必须突破的难点。305圆面积与扇形面积有什么关系? 教材中先安排圆的认识和圆面积的求法,后安排扇形的认识和扇形面积的求法,这是因为扇形是圆的一部分,扇形面积也是圆面积的一部分。从知识上看,前者是整体,后者是部分;从方法上看,前者是基础,后者是发展。圆面积就是指圆内部的大小。圆面积等于半径乘以半径再乘以。如果圆面积用s表示,半径用r表示,直径用d表示,那么抽象成字母公式为:通过把一个圆分成若干等份(如16等份),如图甲,来分析圆面

52、积的公式。再把圆剪成16等块(如图乙),把“1”那一块分成两半,把它们拼成近似于长方形的图形(如图丙),这时“长方形”的长是原圆周长的一半,宽是圆的半径,由此可得出字母公式如下:长方形的面积=长宽=rr=r2圆面积公式为:s=r2例(1)求半径为3厘米的圆的面积。解:s=r2=3.1432=28.26(平方厘米)或s=333.14=28.26(平方厘米)答:这个圆的面积是28.26平方厘米。例(2)求直径为3.5厘米的圆的面积。答:这个圆的面积是9.61625平方厘米。由于扇形面积是圆面积的一部分,一个圆的周角是360,只要知道扇形圆心角的度数,扇形的面积就可以由圆的面积公式按照比例通过计算而得到。根据圆的面积=r2,扇形圆心角的度数用n来表示,可以得出扇形面积公式为:例如:求半径r=6厘米,圆心角为60的扇形面积。答:这个扇形的面积是18.84平方厘米。306同心圆和圆环有什么联系和区别?这是两个不同的概念,但它们又有所联系,既同属于“圆”的范畴,在一定意义上,又有着整体与部分、前提与发展的关系。同心圆是指:圆心相同,半径不相等的圆,叫做同心圆(如图甲)。圆环是指:两个同心圆所夹的部分,叫做圆环(如图乙)。如图甲所示:这两个圆由于具有相同的圆心,但它们的半径分别是r1和r2(r1r2),因此它们是同心圆。图乙所示:这两个同心圆所夹的阴影部分,

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