一、學習目标
1、由數軸上兩點間的距離轉化為坐标系中求線段的長度,進而探索坐标系内任意兩點間的距離;
2、運用所掌握的方法解決坐标系内三角形面積的解題策略;
3、體驗和感受用“轉化”的數學思想,指導我們探究學習數學問題.
二、學習過程
【基礎題型】
1、如下圖所示,數軸上有A、B兩點,分别表示2和-2,C是數軸上一動點.
①求AB的長;②若點C表示的數是x,請用含x的式子表示出AC和BC的長;③若AC=3,求點C.
解析:①AB=2-(-2)=4;②AC=∣x-2∣,BC=∣x-(-2)∣=∣x-2∣;③分兩種情況:若點C在點A的右邊,則點C表示的數是5;若點C在點A的左邊,則點C表示的數是-1.
點評:(i)絕對值的意義就是表示數軸上兩點間的距離,任意實數的絕對值永遠為非負數;(ii)數軸上兩定點間的距離就是“大數減小數”,更确切可以記為“右減左”;(iii)若數軸上兩點是一定一動,則它們的距離可以用含絕對值符号的式子表示出來.
2、如下圖,在平面直角坐标系中,直線m和n分别平行于坐标軸,且交于點C,其中,m和y軸交于點D,n和x軸交于點E,已知點A(3,2)和B(1,4)分别在直線m和n上,求 :
①點C的坐标;②AC和BC;③若點F(x,0)是x軸上一點,且位于直線n的右側,表示出△CEF的面積.若點F位于直線n的左側呢?
解析:①C(1,2);②AC=3-1=2,BC=4-2=2;③如下圖,當點F位于直線n的右側時,x >1 ,S△CEF=1/2×EF×CE=1/2×(x-1)×2=x-1;當點F位于直線n的左側時,x <1 ,S△CEF=1/2×EF×CE=1/2×(1-x)×2=1-x.
點評:(i)若兩點在x軸上,則求它們之間的距離的方法是“右減左”,若兩點在y軸上,則求它們之間的距離的方法是“上減下”;(ii)求坐标系中三角形的面積,就是用上面的方法,把底和高分别表示出來後,代入三角形的面積公式化簡計算即可.
【轉化題型】
1、如下圖,在平面直角坐标系中,線段AB位于第一象限内,若A(4,1),B(1,3),則:①求AB的長;②若點C(-1,1)求三角形ABC的面積.
解析:①因為點A和C的縱坐标都是1,所以AC∥x軸,如下圖,過點B作BD⊥x軸于點D,交AC于點E,則BD⊥AC.
在Rt△BEA中,AE=3,BE=2,則由勾股定理可算得AB=√13.
②△BCA中,AC=5,BE=2,故三角形ABC的面積=1/2×AC×BE=5.
2、如下圖,在平面直角坐标系中,已知:A(-2,1),B(3,4),C(3,2),求S△ABC.
解析:如下圖,過點A作AM⊥BC,垂足是M.S△ABC=1/2×BC×AM=1/2×2×5=5.
點評:三角形的三條邊中若有和坐标軸平行的邊,就以這條邊為底,求出這條邊上的高,然後利用三角形面積公式求解即可.
本題還可以用補形法求解,比如可分别過點A和C向x軸作垂線,垂足為M和N,如下圖所示,則S△ABC=S梯形AMNB-S梯形AMNC. 本篇主旨是探索坐标系中求三角形面積的通用方法,因此其他解法,不再一一贅述.
3、如下圖,在平面直角坐标系中,已知:A(-2,1),B(1,4),C(3,2),求S△ABC.
解析:如下圖,過點B作BD∥y軸,交AC于點D.設過AC的直線的解析式為y=kx b,把A(-2,1)和C(3,2)分别代入解方程組,可求得k=1/5,b=7/5,即過AC的直線的解析式為y=1/5x 7/5. 設點D(1,n), 代入解析式可得n =8/5. 設 △BDA和△BDC的高分别為h1和h2,則S△ABC=S△BDA S△BDC=1/2×BD×h1 1/2×BD×h2=1/2×BD×(h1 ×h2)=1/2×12/5×5=6.
點評:h1 h2的和就是“C的橫坐标減去A的橫坐标 ”,可以認為是△ABC水平的寬度,因此,求解坐标系中斜放置的三角形的面積,通常記為“水平寬×豎直高”的一半,其中豎直高就相當于題中BD的長.
三、學結
①坐标軸上兩點間的距離,或者是坐标系中橫平豎直線上兩點間的距離,都可以用“右減左(水平線)”和“上減下(豎直線)”來表示;
②坐标系中斜放置的線段的長度,可以轉化為直角三角形中用勾股定理求斜邊,或者運用兩點間的距離公式:設A(x₁,y₁),B(x₂,y₂)是平面直角坐标系中的兩個點,則
③坐标系中處理問題的原則是:作橫平豎直的線.
④求三角形的面積時分兩種情況:
(i)有一條邊在坐标軸上:以在坐标軸上的邊為底邊,過頂點作垂線,如下圖1,S△ABC=1/2·AB·|yC|
(ii)沒有邊在坐标軸上(即斜放置的三角形),過頂點作平行于坐标軸的直線,如下圖2,S△PAC=1/2·PP′·|xC-xA|,即“水平寬×豎直高的一半”.(這個結論是9年級二次函數綜合題中經常用到的公式)
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