浅谈用向量解决中学数学中的一些问题

(整期优先)网络出版时间:2014-06-16
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浅谈用向量解决中学数学中的一些问题

郝旭

郝旭甘肃省康乐县第一中学731500

摘要:在中学数学教学中,常常会遇到一些该阶段之法,教师思路更开阔,眼界更高,研究问题的方法更新,对知识结构的认识更清晰,对知识体系的理解更深,驾驭中学教材时站得更高、看得更远,教法也就更灵活。本文用向量的方法,去研究相关问题,起到了简便直观的作用。

关键词:向量研究中学数学

中学数学中学到的数有实数、复数。实数是研究一维空间的工具,即数轴;复数是研究二维空间的工具,即复平面。对三维或多维,单个的实数或复数就无法研究。发现这两种数还有其局限性,人们就拓广了这两种数,即有大小又有方向的数,即向量。这样便有了复数是向量的一种特殊的数,而实数是复数的一种特殊数。就像平行四边形是特殊的四边形,而矩形又是特殊的平行四边形、正方形是特殊的矩形一样,弄清了一般情况,对于特殊情况就能很好地处理。

我们在中学教学中常常会遇到这样一些数学问题,有些是可以用中学数学方法解决的,也有一些是用中学数学方法无法解决的,就成为中学里的公理(或原理)。让我们来看如下的问题:

一、在代数方面解决问题

对于绝对值不等式“|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b|”,中学里只是用,对它的证明中学书中没有提到。我们用中学里方法证明时,如果能够去掉绝对值就可以比较其大小,去绝对值的方法有平方法或找零点、分组分析法等。显然,一平方|a|-|b|是正还是负不知,平方失真,那么只能用分析的方法了。

证:(1)当a>0、b>0时,则有:|a|-|b|=a-b,|a+b|=a+b,|a|+|b|=a+b,∴|a|-|b|<|a+b|=a+b。

a+b=c,a-b=d。∴|a+b|=|c|,|a-b|=|d|,|a|+|b|≥|c|(两边之和大于第三边,a∥b,|a+b|=|c|),即|a+b|≤|a|+|b|,|a|-|b|≤|c|=|a+b|(两边之差小于第三边,a∥b时等号成立);∴|a|-|b|≤|a-b|≤|a|+|b|。同理:|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b|。∴|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b|。

比较两种方法可以看出向量方法的优点。

3.对于正弦定理的证明:

在一个三角形内各边和它对角的正弦的比值相等,并且等于三角形外接圆的直径,即:

4.向量解决异面直线夹角的应用:

不难看出大大简化了寻找异面直线所成角这一过程。

5.二面角的平面角:

参考文献

1.王永建等主编《中学生手册》.江苏科学技术出版社,1982,南京。

2.《中国中学教学百科全书》数学卷,1999年版。

3.人教新课标A版必修2教科书。

4.人教新课标A版必修4教科书。

5.人教新课标A版选修4-5教科书。