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    把三角形的面积公式刨根问底,会是什么样?

    发布时间:2017-06-26作者:审核:点击:
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      数学是什么、学什么、怎么学,是大家感兴趣,却很难说清楚的事情。现在,我想拿简单的三角形面积公式说事,希望能举一反三,从特殊到一般,增加大家对数学的认识。
      可能有人说:底乘高除以2那点事,还需要刨根问底吗?其实,数学中很多简单的基本问题,往往隐藏着比较多、比较深的道理,只要符合逻辑地刨根问底,就经常可以刨出许多意想不到的收获!
      问题清单
      1.为什么三角形的学习内容很重要
      2.为什么三角形面积的计算很重要
      3.底乘高是什么意思,除以2呢
      4.什么是面积,什么是单位面积
      5.公式的推导过程带来哪些收获
      6.初中学生还可以怎么推导
      7.中小学的各种面积公式知多少

      一、为什么三角形的学习内容很重要
      小学、初中和高中都要学三角形:小学主要是认识三角形并计算三角形的面积,初中主要学习三角形的全等、相似以及解直角三角形,高中主要学习解任意的三角形。
      从小学到初中、高中对三角形的学习,是一个从简单到复杂、从特殊到一般的过程,难度越来越大,综合性越来越强。所以,小学、初中的三角形基础对高中的学习很重要。
      三角形是整个中小学最基本、最重要的学习内容,特别是初中,学习三角形是学习一般平行四边形、特殊平行四边形、梯形、任意多边形以及圆形的重要基础。比如,对任意多边形内角和的计算问题,都可以通过转化的方法,转化为三角形的内角和来解决。阅读下面的表格,看懂了就能理解:把三角形的知识学好了有多么重要!其实,在初中、高中的数学中,经常需要把复杂图形、复杂问题转化为三角形的问题,从而使复杂图形和复杂问题得到突破、解决。

      二、为什么三角形面积的计算很重要
      小学生学习三角形的面积公式时,一般认为:能套公式计算就行了。但是,这个要求比较低,因为到初中和高中时就会发现:如果对三角形的面积公式只能死记硬背,对面积问题和面积公式理解得太少了,就不能在新的情况下灵活应用。
      在初中、高中的数学题中,有时专门拿三角形的面积说事,有时把三角形的面积作为中间环节。
      初中时,在直角坐标系中,在一次函数、反比例函数或二次函数图像的背景里,可能还和各种各样的平行四边形混合在一起,经常需要计算各种形状的三角形的面积。高中时,对任意三角形的面积计算,不仅多出了几个公式,而且明显增加了对公式理解的难度,增加了套用公式计算的难度以及灵活应用的难度。但无论怎样,小学时学的那个底乘高除以2的面积公式以及其中蕴涵的面积基本问题,仍然是重要的基础。
      所以,到初中、高中时重新思考三角形面积的计算公式及其相关的问题,是一件很有必要的事情。其实,这也是一种很重要的学习方法:在学习新知识的过程中,一定要根据需要,及时复习、强化相关的旧知识。只有这样学,才能把新知识学得更好!
      换句话说就是:对于三角形的面积公式,如果认为主要是小学的内容,初中、高中不需要再学习、再探究了,那就错了。
      三、底乘高是什么意思,除以2呢
      如图,将两个完全一样的三角形可以拼成一个平行四边形:

      拼成的平行四边形的面积等于两个三角形的面积,平行四边形的底等于三角形的底,高等于三角形的高。所以,一个三角形的面积等于等底等高的平行四边形面积的一半,简要地说就是:“等底等高,面积一半”。
      因为平行四边形的面积等于底乘高,所以,三角形的面积等于底乘高除以2。
      通过以上简要的推导过程,就明白了:在三角形的面积公式中,底乘高的意思就是平行四边形的面积,除以2的意思就是平行四边形面积一半。
      那为什么平行四边形的面积等于底乘高呢?
      请看图,可把平行四边形的面积转化为长方形的面积,这时,平行四边形的底就是长方形的长,高就是长方形的宽。因为长方形的面积等于长乘宽,所以,平行四边形的面积就等于底乘高。

      关于长方形的面积为什么等于长乘宽,请继续往下看。
      四、什么是面积,什么是单位面积
      面积就是物体表面或平面图形所占区域的大小。
      如果物体或立体图形的表面是曲面,那就将曲面展开成平面后再计算面积。
      单位面积就是计算面积大小时所规定的基本单位,就像计算长度时,必须事先规定单位长度一样。
      比如:在计算长度时,首先规定单位长度1米是多长,然后再计算线段的长度是单位长度1米的多少倍,如果是15倍,那这个线段的长度就是15米。在计算面积时也一样,首先规定单位面积1平方米是多大区域,然后再计算平面图形的面积是单位面积1平方米的多少倍,如果是6倍,那这个平面图形的面积就是6平方米。
      如图所示,先规定1平方厘米的单位面积:

      继续看图,在计算长方形的面积时,就计算这块长方形的区域是单位面积1平方厘米的多少倍:

      从上图可知:长方形面积是单位面积1平方厘米的3×5=15倍,所以这个长方形的面积就是15平方厘米。其实,这也是长方形的面积等于长乘宽的基本道理。
      五、公式的推导过程带来哪些收获
      《国家义务教育数学课程标准》指出,数学课程的内容“它不仅包括数学的结果,也包括数学结果的形成过程和蕴涵的数学思想方法”。所以,对于三角形的面积公式,不仅理解、记住并应用公式,而且推导过程和其中蕴涵的思想方法,都是学习的内容。
      通过三角形面积公式的推导过程,至少可以在三个方面有所学习与训练:
      1.推导过程中把三角形的面积转化成平行四边形的面积,再把平行四边形的面积转化成长方形的面积,这是运用了转化的思想和方法。转化的思想和方法,是数学中经常用到的基本思想方法,如果学习掌握好了,那数学能力水平将明显提高。
      2.在推导三角形面积公式的过程中,虽然简单,但既要分析图形,又要适当计算,这就运用了数形结合的思想和方法。数学是研究数和图的,经常图中有数、数中有图,数形结合的思想方法,也是数学中经常用到的基本思想方法。只有上升到基本思想方法的层面,才能让数学的学习达到相当的高度。
      3. 在推导三角形面积公式的过程中,既运用了文字语言,又运用了图形语言和符号语言。对数学中三种语言的学习与训练,对学好数学、用好数学是非常重要的。
      六、初中学生还可以怎么推导
      初中学生比小学生在三角形方面的知识量明显增加了,用初中数学的知识,采取有别于小学的推导方法,并尝试用多种方法重新推导三角形的面积公式,让推导过程更清楚、更严谨,是件有意义、有必要的事。
      推导的方法比较多,这里提供两种简单方法的图形,请读者把图形读懂并写出推导过程。只要思考并做到了,就一定有益。
      推导方法1的图形:

      推导方法2的图形:

      七、中小学的各种面积公式知多少
      对于面积的计算,不仅中小学,而且大学、社会生产生活里,都经常会遇到各种各样的问题。这里,把中小学各种面积公式顺便整理如下,供参考: