Сторінка
5

Особливості викладання геометрії в школі

Аналіз побудови дозволяє виділити слідуючі етапи:

- спочатку треба знайти трикутник, який можна легко побудувати - базисний.

з’ясувати, що дала побудова базисного трикутника (які з’явились елементи, не зазначені в умові задачі).

- якщо нові елементи такі, що за їх допомогою можна розв’язати задачу, то мету досягнуто.

- якщо цього не відбулося, то можна побудувати ще один допоміжний трикутник, властивості і елементи якого допоможуть закінчити розв’язання.

Задача 1. Побудувати рівнобедрений трикутник АВС (в = с) за а, hв.

Розв’язання. Зробимо аналіз задачі (рис 1):

Рис. 1

Оскільки в прямокутному трикутнику ВЕС (РВЕС = 900) задано катет ВЕ = hв і гіпотенуза ВС = а, то трикутник ВЕС легко побудувати (тому він і є базисним). Дістанемо кут АСВ = РС, отже, й кут АВС = РВ. Маємо а, В, С, тому можна побудувати трикутник АВС.

Схематично розв’язання задачі можна записати так:

1) (а, hв) ® DСЕВ ® С

2) (а, В, С) ® DАВС

Задача 2. Побудувати рівнобедрений трикутник АВС (в = с) за А; hc.

Розв’язання. Проведемо аналіз задачі. У трикутнику АВС СД^АВ (рис. 2).

Прямокутний трикутник АСД можна побудувати за катетом СД і гострим кутом А. Дістанемо сторону АС = АВ. Отже, маючи дві сторони і кут між ними, будуємо трикутник АВС.

Рис.2

Схематичний запис розв’язку задачі такий:

1) (A, hc) ® DАСД ® в

2) (в, С, А) ® DАВС

Задача 3. Побудувати трикутник АВС за А, hB, hC.

Розв’язання. Аналіз показує, що трикутник АН2В – базисний (рис. 3).

Одержуємо сторону АВ. Будуючи трикутник АСН3, дістанемо сторону АС. Маємо АВ, АС, РВАС = РА.

Рис. 3

Схематично розв’язання можна записати:

1) (A, hв) ® DABH2 ® C

2) (A, hc) ® DАСH3 ® в

3) (в, c, А) ® DАВС

2. Сегмент, що вміщує даний кут.

В основі методу лежить слідуюча задача: Знайти геометричне місце точок (ГМТ), з якого даний відрізок видно під даним кутом.

3. Алгебраїчний метод в задачах на побудову.

Основа методу. Задано декілька відрізків. Необхідно за допомогою циркуля і лінійки побудувати відрізок, довжина якого за деякою формулою виражена через довжини заданих відрізків. Тому перший етап алгебраїчного методу – вміння будувати відрізок, заданий деякою формулою і відрізками, які входять в цю формулу.

Суть методу. Нехай а, в, с, d – довжини даних відрізків, Х – шуканий відрізок. Спочатку будуємо відрізки, які задано формулами.

Задача 4. Побудувати відрізок x = ab / c.

Рис. 4

3. Метод спрямлення.

Суть методу. Якщо дана сума або різниця двох або декількох лінійних елементів трикутника, знаходимо базовий трикутник, який будується по цій сумі або різниці та другим даним задачі. Із базового трикутника одержати пошуковий, як правило, допомагає симетрія. Основа методу – в назві, тобто два не даних лінійних елемента «спрямляємо» в лінію (в даний відрізок).

Прийом вибору адекватного методу розв’язання задач на побудову

На основі теоретичних положень математики: геометричні місця точок, які володіють визначальними властивостями; геометричні перетворення (відбиття від прямої, відбиття від двох прямих, відбиття від точки; подібність фігур і подібне перетворення); алгебраїчні співвідношення в геометричних фігурах, розроблена орієнтовна основа дій - вибір методу і конструювання відповідного прийому.

Б) Стереометричні задачі на побудову

Стереометричними задачами називають задачі, в яких ідеться про фігури тривимірного простору. Залежно від вимог, які ставляться в стереометричній задачі, розрізняють задачі на обчислення, на побудову, на доведення і на дослідження.

До стереометричних задач на побудову відносять задачі, у яких вимагається в тривимірному просторі побудувати фігуру з певними властивостями.

Базою для розв’язування стереометричних задач на побудову є розроблена Н.Ф.Четверухіним теорія довільного паралельного проектування, яка дає можливість довільно швидко і просто одержувати правильні і наочні малюнки.

В) Різні підходи стосовно видів стереометричних задач на побудову

Існують різні підходи стосовно видів стереометричних задач на побудову і методики їх розв’язування. Г.П.Бевз дотримується погляду, що до стереометричних задач на побудову належать задачі на уявлювані побудови, задачі на проекційних малюнках і задачі на моделях (ефективні побудови). Під час розв’язування задач першого типу побудови за допомогою інструментів не виконують, а тільки пояснюють спираючись на аксіоми і наслідки з них, що і в якій послідовності «будують». Приклад задачі на уявлювану побудову. Через точку, яку дано поза прямою, проведіть площину перпендикулярну до цієї прямої.

Задачі на ефективні побудови починають розв’язувати лише тоді, коли учні засвоять основні властивості паралельного проектування (припускається, що напрями прямих і відрізків, про які йдеться в цих властивостях, не збігаються з напрямами проектування):

- проекція прямої є пряма;

- проекція відрізка є відрізок;

- паралельні відрізки на проекції зображуються паралельними відрізками або - - відрізками однієї прямої;

- відношення відрізків однієї прямої чи паралельних прямих зберігається;

- проекція спільної точки двох фігур є спільною точкою їх проекцій.

Основні задачі на побудову розбиті на слідуючі групи.

До першої належить побудова точки перетину прямої з площиною, побудова лінії перетину двох площин і побудова перерізу многогранника площиною.

До другої відносять побудову прямої, що проходить через точку поза даною прямою і паралельна даній:

- побудова прямої, паралельної даній площині;

- побудова площини, паралельної даній;

- побудову площини, яка проходить через одну з даних мимобіжних прямих і паралельна другій з них;

- побудову прямої, яка проходить через дану точку і перетинає дві дані мимобіжні прямі.

До третьої групи належить побудова перпендикуляра до даної площини і побудова площини, перпендикулярної до даної прямої.

Стосовно методики розв’язування задач на побудову, то вона традиційна. Схема розв’язування стереометричних задач на побудову збігається із схемою, введеною в курсі планіметрії, за винятком відмінностей у дослідженні. Л.М.Лоповок вказує види стереометричних задач на побудову:задачі на побудову зображень просторових фігур, основні задачі на побудову, позиційні задачі на побудову і метричні задачі на побудову. Цього погляду дотримуються Г.М. Литвиненко, Собко М.С. Г.І. Саранцев, З.В.Рафаловський, Я.М. Жовнір та ін.

Зображення просторових фігур

Зображенням фігури (прообразу) називається будь- яка фігура (образ), подібна до паралельної проекції даної фігури на площину. Форма зображення залежить від положення зображуваної фігури щодо площини проекцій, а також від вибору напряму проектування.