关于x2 px q=0的直观诠释

来源 :数学学习与研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sharethesun
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  几何直观是领悟数学最积极而有效的途径之一.为了更深刻地把握一元二次方程,本文拟从几何角度对x2 px q=0(p≠0,p,q为常数,以下略)的代数内涵作一直观尝试,恳与同行商榷.
  一、x2 px q=0的根的模型
  已知,如图1,AB为⊙O的直径,直线m交⊙O于M、N,AC⊥m于C,BD⊥m于D,则
  ① AC·BD=CN·DN(由△ACN∽△NDB可得);
  ② AC·BD=CM·DM(由△ACM∽△MDB可得);
  ③ CM=DN(由平行线等分线段定理和垂径定理可得).
  由①得AC·BD=CN(CD-CN),
  即CN2-CD·CN AC·BD=0.
  由②得AC·BD=CM(CD-CM),
  即CM2-CD·CM AC·BD=0.
  不妨設p=-CD,q=AC·BD,
  则由一元二次方程根的意义可知,CN、CM就是方程x2 px q=0的两根的直观模型.
  二、x2 px q=0的根的判别式模型
  如图1,过O点作OE⊥m于E,过A作AF⊥DB于F,显然有BD AC=2OE(OE为梯形ACDB的中位线),AF=CD(夹在平行线间的平行线段相等),BF=BD-AC,
  AB2=AF2 BF2=CD2 (BD-AC)2,
  ∴AB2-4OE2=CD2 (BD-AC)2-(BD AC)2=(-CD)2-4AC·BD=p2-4q(前设p=-CDq=AC·BD).
  我们来探求一下AB2-4OE2的符号与x2 px q=0的根的情况是否存在内在的必然联系:
  1.当AB2-4OE2>0即AB>2OE时,直线m与⊙O相交→方程x2 px q=0有两个根CM,CN,且CM≠CN,如图1.
  2.当AB2-4OE2=0即AB=2OE时,直线m与⊙O相切→M,N重合→x2 px q=0有两个根CM,CN,且CM=CN,如图2.
  3.当AB2-4OE2<0即AB<2OE时,直线m与⊙O相离,如图3,将方程x2 px q=0变形为x(x p)=-q.
  即xAC=BDCD-x(前设p=-CD,q=AC·BD).
  假设此比例式成立,由几何意义知x须满足0  如图3,不妨在CD上取点H,使CH=x,连接AH交⊙O于G,连接BH、BG,则Rt△ACH∽Rt△HDB(两边对应成比例,且夹角相等的两个三角形相似),由此易得∠AHC=∠HBD.∵∠HBD ∠BHD=90°,又∵AB为⊙O的直径,∴H必在⊙O上,这和直线m与⊙O相离相矛盾,故假设不成立,即无论x取何实数时方程x2 px q=0均无实根.
  鉴于AB2-4OE2正好等价于p2-4q,无疑将其作为x2 px q=0的根判别式(Δ=p2-4q)的直观模型,即Δ=AB2-4OE2.
  三、x2 px q=0的求根公式模型
  这是从纯几何角度推导出的关于x2 px q=0的根与系数的关系,即韦达定理,我们不妨把它叫作x2 px q=0的韦达定理模型.
  至此,我们已从根的意义、根的判别式、求根公式、根与系数的关系等四个方面把一元二次方程的代数内涵建构于几何图形各元素的有机联系之中.笔者不揣拙浅,斗胆将以上诸点锁定为一元二次方程x2 px q=0的直观诠释,以就教于方家.
  【参考文献】
  [1]梁绍鸿.初等数学复习及研究(平面几何)[M].北京:人民教育出版社,1978:405-406.
其他文献
【摘要】探究性活动以其趣味性、灵活性、多可能性吸引学生.运用探究性活动来讲解数学知识,能帮助学生建立起数学与生活之间的关系,发现其中的乐趣.本文以苏教版四年级上册为例,借助具体的教学案例,详细地阐述运用探究性活动教学的具体策略.  【关键词】探究性活动;数学兴趣;教学策略  四年级数学与之前的数学内容相比,具有计算量大、计算复杂性高、逻辑判断难的特点.部分学生对数学学习产生了恐惧心理,其数学能力大
数学课按基本的教学目的和任务可分为新授课、练习课和复习课.练习课往往紧跟新授课之后,是新授课的重要补充和延续.更重要的是,在小学数学中,练习课占的教学时间比重很大,在实际教学中的课时数也多于新授课、复习课的课时数,但对它的研究却很少.练习课的目的是巩固所学知识,加深理解,提高熟练程度,形成技能技巧.不过,我们是否注意到,学生在练习的过程中,他们熟能生巧了吗?是否存在“熟而生厌”的现象?這样一个我们
【摘要】随着自然数的不断增大,素数的个数也在不断增多,而素数的不断增加导致因数数目的不断扩大,这是否意味着自然数、因数增加到一定程度后所有的自然数都能够被1和自身以外的因数分解而没有新的素数了呢?借助计算机对自然数中所蕴涵的素数进行计算、统计分析,其规律显示素数个数将随着自然数的增大而增加下去,素数是没有尾的.此次借助计算机算出的最大一个素数是2099999999.  【关键词】素数;自然数;因数
【摘要】数形结合是教育者在数学教育教学过程中经常采用的一种方法和理念,本文立足于初中阶段教育,结合教学实例浅谈数形结合理念在数学课堂教学中的实践应用.  【关键词】初中教育;数形结合;数学教学  为了践行新课标对初中数学的具体要求,教育者在初中阶段数学课堂应积极采用数形结合的理念来指导教学,以此促进学生对初中数学的学习与理解,并同时推动数学课堂教学的发展.  一、数形结合思想  数形结合思想中的“
一、思考缘起  《义务教育数学课程标准(修订版)》中课程总体目标第一条是:“通过义务教育阶段的数学学习,学生能够获得适应社会生活和进一步发展所必需的数学基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验.”从“双基”变化到“四基”,增加了基本思想、基本活动经验.其中的基本思想就是指数学思想方法.数学思想方法博大精深,它蕴涵于数学材料之中,有着丰富的内容.而教材新增的“数学广角”这块内容正是有效渗透数学思想
一、情境:让学生“冲动”起来  兴趣总是在一定的情境中产生的.情境就是要充分利用形象,创设典型场景,激起学生学习情境,把认知与情感结合起来.兴趣是最好的老师,是影响学习自觉性和积极性的最直接的因素.将计算教学与教学情境有机地结合起来,能增添计算教学的趣味性和新颖性,让学生有想计算的冲动.  如,一位教师在教学“5的乘法口诀”时,是这样导入的:  师:小朋友们,你们会背诵古诗吗?谁愿意背给大家听听!
北师大第四版教材对于“图形的运动”这一内容进行了整体的设计.以“轴对称”为例,在第三版教材中,整个小学阶段只在三年级下册安排了一次系统的学习.改动后的第四版教材安排了四次的学习,分别在:二上“折一折,玩一玩”,三下“轴对称(一)”“轴对称(二)”、五上“轴对称再认识(一)”“轴对称再认识(二)”、六下“平移、旋转、轴对称”.教材的编排体现了由浅入深、由易到难、循序渐进、螺旋上升的编排特点,顺应了儿
【摘要】数学公共课程是农林院校重要的公共基础课程.基于对四所高水平农林院校数学公共课教学情况调研分析,提出新形势下教学改革的建议与对策,以供参考.  【关键词】数学公共课;教学改革;思考  【基金项目】福建省教育科学“十三五”规划课题(2017CG08532);福建农林大学公共数学教学团队建设项目(111416037);福建农林大学高等数学教学团队建设项目(111416007).  为适应高考招生
目前手机界面基本成型,但用户在界面应用分布设计上大多认为原厂布局不合理,需要重新设计.依据搜狐网对手机质量问题的调查发现,在3 469名被访者中,有719名消费者反映:手机菜单设计不合理,操作烦琐,附加功能不明确,缺乏实用功能等,占调查者的13.97%.可见,手机界面设计不合理,操作烦琐这一问题占有一定比重,而这类问题在现有技术条件下是能够解决的.对用户而言,手机界面是否简洁干净、各个功能模块能否
一、引言  研究生期间,我们不止会上传统的理论课,教师时常也会让我们去观摩各类讲课比赛.做点评工作的同时,自己的也会收获很多,在一次以10分钟为限的讲课比赛中.有一位选手(暂称他为A)的表现让我印象深刻.  二、教学过程简介  A同学开始模拟授课前介绍这是基于学习情况较好的学生群体的一堂课,然后进入复习引入环节,在复习了正弦定理asinA=bsinB=csinC=2R及它的运用后,开始提出:那如果