点到直线距离公式整体教案设计

整体观念对数学思维过程起着重要的指导作用。在中学数学教学中,怎样才能卓有成效地培养学生的整体观点,增强整体意识,很值得探讨。所谓整体观念,就是从整体的效益来考虑问题,在解题中,把解题过程看作一个整体,认真分析每一个步骤对解题所起的作用,考虑这个步骤是否必不可少, 能否为其他方法所取代,力求整体地解决问题,找到最优解法,最终实现解题目标。

点到直线距离公式是解析几何中的一个重要公式,这不仅是其有广泛的应用,而更重要的是公式推导过程中蕴含着重要的数学思想。因而,在设计这节课的教学方案时,要力求暴露公式推导中的思维过程,突出整体观念对思维过程的指导作用。下面谈谈点到直线距离公式推导这节课的教学设计。问题:已知点 P(xo,yo)和直线 l:Ax+By+C=0(其中 A、B 不同时为零),

求点 P 到直线 l 的距离 d,如图(1)。

先从以下几个问题出发:什么叫做点到直线的距离?如何作出点 P 到直线 l 的距离?从而作图步骤/公式推导步骤

  1. 过点 P 作直线 l'⊥l/1.写出 l'的方程

  2. 得 l'与 l 的交点 Q/2.解出 l'与 l 交点 Q 的坐标

  3. 线段 PQ 的长即为所求/3.用两点间距离公式求出|PQ| 即得推导方案 1:

已知→l'的方程→点 Q 的坐标|PQ|即 d

课本介绍了上面的推导方法,并作出了“思路自然,但运算繁杂”的简短评价。这是因为在这种推导方法中,需先求出有关曲线(直线 PQ)的方程、点(Q 点)的坐标。为能找到一种切实可行而更巧妙和更简捷的推导方案, 我们不妨先考虑特例,即当点 P 在 y 轴上时,求点 P 到直线 l 的距离,如图

引导学生易得推导方案 2:

本方案采用的方法是,找一个直角三角形,确定一个已知角和一条斜边, 使所求距离的线段为三角形的一直角边。

特殊问题的解决,对解决一般性问题有所启示:找一条直线作为斜边, 构造一个直角三角形。要构造一个直角三角形,只要找一条斜边即可,也就是只要求作过 P 点的一条直线 l1 与 l 相交即可。这样,只要作一条平行于 y 轴(或 x 轴)的直线 l1,如图(3),其方程简单,便于求它与 l 的交点坐标,而且构成直角三角形的内角容易求出,从而可求出直角边|PQ|,一般性问题得到解决。

这样设计教学使学生弄清了作辅助线的道理。若把分析深入一步还可以得到更简便的解法。

(管兴明)