内容正文:
第二十二章 相似形
22.2 比例线段
第3课时 黄金分割
1、 教学目标
1.理解黄金分割、黄金分割点、黄金比的概念.
2.知道黄金分割的定义,会判断某一点是否为一条线段的黄金分割点.
3.经历从比例线段建立方程求解黄金比的过程,体会方程思想在几何计算中的应用.
4.激发数学探究兴趣,发展理性思维,提升数学核心素养.
二、教学重难点
重点:理解黄金分割、黄金分割点、黄金比的概念.
难点:知道黄金分割的定义,会判断某一点是否为一条线段的黄金分割点.
三、教学用具
电脑、多媒体、课件
4、 教学过程设计
环节一 情境导入
教师活动:教师提出问题,先让学生简单思考,然后回答.
问题1:比例的基本性质是怎样的?
预设:
如果,那么(bd≠0).
反之也成立,即
如果,那么(bd≠0).
问题2:比例线段还具有哪些性质?
预设:
合比性质:
如果,那么 (bd≠0).
等比性质
如果,且,
那么.
古希腊数学家、天文学家欧多克索斯(约前400一前347)曾提出一个奇妙的问题:能否将一条线段AB分成不相等的两部分AP和PB(AP>PB),AB:AP= AP:PB ?
设计意图:复习比例基本性质、合比、等比性质,巩固旧知,为黄金分割的比例列式计算做好知识铺垫。再抛出欧多克索斯经典问题,自然引出新课,激发探究兴趣,实现旧知到新知的过渡.
环节二 探究新知
【探究】
教师活动:教师提出问题先让学生独立解决,再交流探讨,最后教师展示答案.
如图,已知线段AB长度为a,点P是AB上一点,且使AB∶AP=AP∶PB.求线段AP的长和的值.
解: 设AP=x,那么PB=a-x.
根据题意,得 a∶x=x∶(a-x),
即 x2+ax-a2=0.
解方程,得 .
因为线段长度不能为负值,所以取.
即 .
于是.
【归纳】
AB∶AP=AP∶PB
把一条线段分成两部分,使其中较长线段为全线段与较短线段的比例中项,这样的线段分割叫做黄金分割,分割点叫做这条线段的黄金分割点,比值叫做黄金数.又称为黄金比.
注意:①一条线段有2个黄金分割点;
②黄金分割点的性质:=.
设计意图:让学生经历独立探究、列式解方程的过程,推导黄金比。从具体计算归纳黄金分割概念,理解比例中项含义,掌握黄金比,落实几何问题代数化的方程思想,突出本课重点.
【思考】
“黄金分割”在生活中还有哪些应用呢?
预设:数学课本是长方形,其宽与长的比约为0.618.鹦鹉螺外壳,其每圈螺纹的直径与相邻螺纹直径的比约为0.618
设计意图:联系生活实例,让学生感受黄金分割的实际价值,体会数学来源于生活,拓宽知识视野.
环节三 应用新知
例题 已知线段AB=6,点C为线段AB的黄金分割点,AC=a,BC=b,求a-b和a·b的值.
分析:分a>b和a<b进行计算即可.
解:当a>b时,∵点C为线段AB的黄金分割点,
∴=,即2a=()AB.
又∵AB=6,∴a=3−3.
∴b=AB-a=9−3.
∴a-b=6,a∙b=36−72.
当a<b时,∵点C为线段AB的黄金分割点,
∴=,
又∵AB=6.∴b=3−3.
∴a=AB-b=9−3.
∴a-b=12−6,a∙b=36−72.
设计意图:通过例题巩固黄金分割概念,训练分类讨论思想,落实 “一条线段两个黄金分割点” 的知识点。强化黄金比的运算,提升学生根式计算能力,学会运用新知解决具体计算题.
环节四 课堂练习
1.点C把线段AB分成两条线段AC和BC,如果,那么下列说法错误的是( )
A.线段AB被点C黄金分割 B.点C叫作AB的黄金分割点
C.AC与AB的比叫作黄金比 D.AC=
答案:D.
2.小明同学发现自己的一本书的宽与长的比为黄金比.已知这本书的长为20 cm,则它的宽约为( )
A.12.36 cm B.13.60 cm C.32.36 cm D.7.64 cm
答案:A.
3.大自然巧夺天工,图中这片小小的树叶蕴含“黄金分割”.如图,P为AB的黄金分割点(AP>PB),且AB的长度为10cm,求PB的长度.
解:∵P为AB的黄金分割点,
∴=√5−1/2,∴ AP=×10=5−5,
∴PB=AB-AP=10−(5−5)=15−5(cm).
4.已知点C是线段AB的黄金分割点,BC=AC+2,求线段AC的长.
解:设AC=x,那么BC=x+2,AB=2x+2 .
根据题意,得 AB∶BC=BC∶AC,
即 (2x+2)∶(x+2) = (x+2)∶x,
化简得 x2 2x4=0.
解方程,得 .
因为线段长度不能为负值,所以取.
所以线段AC的长为.
设计意图:通过课堂练习及时巩固本节课所学内容,并考查学生的知识应用能力,培养独立完成练习的习惯.
环节五 课堂小结
以思维导图的形式呈现:
设计意图:通过小结给出本节课的知识结构,让学生进一步熟悉本节课所学的知识.
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