Upload
hoangliem
View
214
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Dydaktyka matematyki III-IV etap edukacyjny (wykłady)
Wykład nr 10: DGS – blaski i cienie.
Algebraizacja geometrii. Funkcje w matematyce szkolnej
Semestr zimowy 2018/2019
Uwaga, DGS!
Najważniejszą negatywną w aspekcie szkolnym cechą DGS jest bardzo często obserwowana tendencja zastępowania dowodów matematycznych doświadczeniami wykonywanymi za pomocą DGS.
53.8 °37.5 °
88.7 °
Wynik: 180.00 °
DGS – zaleta dydaktyczna nr 1
Możliwość obejrzenia wykonanej pracy: • GeoGebra za pomocą opcji Protokół Konstrukcji
(w menu Widok), • CABRI – Pokaż opis konstrukcji (menu Opcje) oraz
Powtórz konstrukcję … (menu Edycja).
DGS – zaleta dydaktyczna nr 2
Stworzenie własnego menu, najczęściej okrojonego.
• GeoGebra – menu Narzędzia wybieramy Dostosuj pasek narzędzi
DGS – zaleta dydaktyczna nr 2
Stworzenie własnego menu, najczęściej okrojonego.
• CABRI: w menu Opcje wybieramy Ustawienie narzędzi.
DGS – zaleta dydaktyczna nr 3
Nowe narzędzie (GeoGebra), makrokonstrukcja (CABRI).
Uczy myślenia algorytmicznego, które jest powszechne w matematyce. Poprawność makrokonstrukcji, czyli geometrycznego algorytmu pozwala sprawdzić, czy uczeń poprawnie konstruuje jakiś obiekt.
Algebraizacja geometrii – geometria analityczna
1637 rok – wydanie dzieła Kartezjusza Rozprawa o metodzie (fr. Discours de la méthode); w dodatku „Geometria” Kartezjusz wprowadza do geometrii język algebry, równań, nierówności. Datę tę można uznać jako jeden z ważniejszych przełomów w historii matematyki.
Przykład
Niech 𝑆 będzie ustalonym punktem płaszczyzny. Pewne przekształcenie przekształca dowolny punkt płaszczyzny 𝑋 w punkt 𝑋’, przy czym
spełniona jest równość 𝑆𝑋′ = 2𝑆𝑋 + 3𝑋𝑋′. Opisz to przekształcenie.
• Rozwiązanie nr 1 – eksperyment.
• Rozwiązanie nr 2 – geometria wektorów z domieszką algebry.
• Rozwiązanie nr 3 – algebra
Przykład algebraizacji geometrii
Dane są trzy proste o równaniach 𝐴1𝑥 + 𝐵1𝑦 + 𝐶1 = 0, 𝐴2𝑥 + 𝐵2𝑦 + 𝐶2 = 0, 𝐴3𝑥 + 𝐵3𝑦 + 𝐶3 = 0, przy czym żadne dwie z nich nie są równoległe. Wówczas proste te przecinają się w jednym punkcie wtedy i tylko wtedy, gdy
𝑑𝑒𝑡𝐴1 𝐵1 𝐶1
𝐴2 𝐵2 𝐶2
𝐴3 𝐵3 𝐶3
= 0.
• 𝐴1𝑥 + 𝐵1𝑦 + 𝐶1 = 0𝐴2𝑥 + 𝐵2𝑦 + 𝐶2 = 0
, 𝑥 =𝐵1𝐶2−𝐵2𝐶1
𝐴1𝐵2−𝐴2𝐵1 , 𝑦 =
𝐶1𝐴2−𝐶2𝐴1
𝐴1𝐵2−𝐴2𝐵1
• Teraz wystarczy sprawdzić, że obliczony punkt należy do prostej wtedy i tylko wtedy, gdy zachodzi teza.
PP
M –
SŚ
V. Funkcje. Zakres podstawowy. Uczeń: 1) określa funkcje jako jednoznaczne przyporządkowanie za pomocą opisu słownego, tabeli, wykresu, wzoru (także różnymi wzorami na różnych przedziałach); 2) oblicza wartość funkcji zadanej wzorem algebraicznym; 3) odczytuje i interpretuje wartości funkcji określonych za pomocą tabel, wykresów, wzorów itp., również w sytuacjach wielokrotnego użycia tego samego źródła informacji lub kilku źródeł jednocześnie; 4) odczytuje z wykresu funkcji: dziedzinę, zbiór wartości, miejsca zerowe, przedziały monotoniczności, przedziały, w których funkcja przyjmuje wartości większe (nie mniejsze) lub mniejsze (nie większe) od danej liczby, największe i najmniejsze wartości funkcji (o ile istnieją) w danym przedziale domkniętym oraz argumenty, dla których wartości największe i najmniejsze są przez funkcję przyjmowane; 5) interpretuje współczynniki występujące we wzorze funkcji liniowej; 6) wyznacza wzór funkcji liniowej na podstawie informacji o jej wykresie lub o jej własnościach; 7) szkicuje wykres funkcji kwadratowej na podstawie jej wzoru; 8) interpretuje współczynniki występujące we wzorze funkcji kwadratowej w postaci ogólnej, kanonicznej i iloczynowej (jeśli istnieje); 9) wyznacza wzór funkcji kwadratowej na podstawie informacji o tej funkcji lub o jej wykresie; 10) wyznacza największą i najmniejszą wartość funkcji kwadratowej w przedziale domkniętym;
PP
M –
SŚ
11) wykorzystuje własności funkcji liniowej i kwadratowej do interpretacji zagadnień geometrycznych, fizycznych itp., także osadzonych w kontekście praktycznym; 12) na podstawie wykresu funkcji szkicuje wykresy funkcji 𝑓 𝑥 − 𝑎 , 𝑓 𝑥 + 𝑏, 𝑓 −𝑥 ,−𝑓(𝑥); 13) posługuje się funkcją 𝑓 𝑥 = 𝑎/𝑥 , w tym jej wykresem, do opisu i interpretacji zagadnień związanych z wielkościami odwrotnie proporcjonalnymi, również w zastosowaniach praktycznych; 14) posługuje się funkcjami wykładniczą i logarytmiczną, w tym ich wykresami, do opisu i interpretacji zagadnień związanych z zastosowaniami praktycznymi. Zakres rozszerzony. Uczeń spełnia wymagania określone dla zakresu podstawowego, a ponadto: 1) na podstawie wykresu funkcji 𝑦 = 𝑓(𝑥) rysuje wykres funkcji 𝑦 = |𝑓 𝑥 |; 2) posługuje się złożeniami funkcji; 3) dowodzi monotoniczności funkcji jak w przykładzie: wykaż, że funkcja 𝑓 𝑥 =
𝑥−1
𝑥+2 jest monotoniczna w przedziale
(−∞,−2).
PP
M –
SŚ
XIII. Optymalizacja i rachunek różniczkowy. • Zakres podstawowy. Uczeń rozwiązuje zadania
optymalizacyjne w sytuacjach dających się opisać funkcją kwadratową.
• Zakres rozszerzony. Uczeń spełnia wymagania określone dla zakresu podstawowego, a ponadto:
1) oblicza granice funkcji (w tym jednostronne); 2) stosuje własność Darboux do uzasadniania istnienia miejsca zerowego funkcji i znajdowania przybliżonej wartości miejsca zerowego; 3) stosuje definicję pochodnej funkcji, podaje interpretację geometryczną i fizyczną pochodnej; 4) oblicza pochodną funkcji potęgowej o wykładniku rzeczywistym oraz oblicza pochodną korzystając z twierdzeń o pochodnej sumy, różnicy, iloczynu, ilorazu i funkcji złożonej; 5) stosuje pochodną do badania monotoniczności funkcji; 6) rozwiązuje zadania optymalizacyjne z zastosowaniem pochodnej.