2023年海伦秦九韶公式.docx
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1、2023年海伦秦九韶公式 第一篇:海伦秦九韶公式 人教版数学九年级上册海伦秦九韶公式 九年级学生 本节内容是初中数学的第21章,是阅读与思索部分中的内容,初中数学新课程标准中并没有做要求。教材中只占用一页篇幅,表达了秦九韶公式与海伦公式的记载历史,并未给出证明和应用。本节内容之前学生已经学习了解三角形,它是三角形面积公式的持续与拓展,又是后续探讨三角形面积相关学问的基础。本节课的主要设置对象为数学学习程度较好的学生在完成初中数学新课程标准中要求的学习之后仍有余力的同学,意在引领学生运用所学学问对海伦公式进行证明,并让同学们从中体会到数学之美。 初三学生在进入本节课的学习之前,需要熟识前面已学过
2、的勾股定理、三角形面积公式以及平方差公式和完全平方公式。 1、学问与技能: 1理解秦九韶公式与海伦公式的本质相同; 2会证明秦九韶公式与海伦公式,并理解海伦公式的本质;3会用海伦公式解决简洁的涉及到三角形三边与面积之间关系的问题。 2、过程与方法: 1阅历证明秦九韶公式及海伦公式的全过程,培育学生严谨的数学规律思维; 2提高学生应用海伦公式解决涉及三角形三边与面积之间关系问题的实力。 3、情感看法价值观:1体会到数学的简洁美;2体会数学以不变应万变的魅力。 证明秦九韶海伦公式的过程。 海伦公式的本质。 引导探究、实例运用。 一、回顾旧知 1、三角形面积公式。通过提问,让学生回答出已经学习过的公
3、式,板书:1/2*底*高 2、复习课本例题。复习已知三边的具体值求三角形面积的方法。 二、已知三边a,b,c,求三角形面积 利用已知三边具体值求三角形面积的方法推导出已知三边a,b,c求三角形面积的公式 在黑板上演示推导的全过程,让学生清楚地看到新学问的形成过程。 板书演示推导过程,得到秦九韶公式。ppt展示并讲授秦九韶的著作九章算术以及他的宏大成就。 老师擦掉公式,让学生试着默写出秦九韶公式,大部分学生无法完好默写。提出疑问:秦九韶公式不够简洁不便利记忆的弊端。学生和老师接着探究,简化秦九韶公式。板书演示海伦公式的推导过程,由此得到海伦公式:S= 其中p=1/2*a+b+c;PPT展示海伦记
4、载该公式历史 通过上述证明向学生们揭示秦九韶公式与海伦公式的本质是一样的。 设计意图:在推导过程中自然地说明海伦公式中为什么令p=1/2*a+b+c。体会海伦公式简洁的魅力,并了解一些数学家的故事。 三、海伦公式的本质 例题:已知三角形三边为分别为m,n,l其周长记为C,求该三角形面积。那么我们可以得C=m+n+l利用刚刚学习的海伦公式可知S= 老师让同学间互相出题,随便变换三角形的三边字母或者周长的字母解决问题。海伦公式的实质: 设计意图:通过简洁例题引发同学们的思索,使同学驾驭海伦公式的本质,体会公式的字母可变性与结构不变性,并感受到数学以不变应万变的魅力。 四、海伦公式的应用 海伦公式除
5、了可以解决已知三角形三边长求面积的问题外,还有什么应用呢? 例题:三边长a,b,c的三角形,满意cab.2a=b+c,且它的周长是12,面积是6,试推断这个三角形的形态.先让学生们独立做题,最终由老师板书演示解得该三角形为直角三角形。 设计意图:1.让学生阅历运用海伦公式解决数学问题的过程;2.培育学生利用海伦公式解决三角形三边与面积之间关系问题的意识。 五、小结并归纳三角形面积公式 通过板书总结本堂课的内容 六、课后探究 习题: 1、求内切圆半径等于1的三角形面积的最小值; 2、老师供应资料激励学有余力的同学接着探究用其他方式证明海伦公式 设计意图: 1、使学生更好学会运用海伦公式解决边与面
6、积问题; 2、激励学有余力学生探究证明海伦公式的其他方法。 略 1、本节对于程度较好的学生,海伦公式及其应用在今后的学习中是特别重要,设计本节内容有利于学生日后的进步。 2、本节内容在众多教学设计中鲜有涉及,本文则具体介绍和证明海伦公式,严谨证明海伦公式作为授课思路。 3、本文学习后,本文着重带着学生理解公式的字母可变性和结构不变性,加深学生对海伦公式本质的理解,更是引领学生驾驭海伦公式的本质,体会数学中以不变应万变的魅力。 4、海伦公式的应用方面,通过练习,让学生觉察海伦公式更广袤的应用,既可以解决已知三角形三边长求面积,也可以解决涉及到三角形三边与面积之间关系的问题。 5、课起先时的回顾旧
7、知与结束时的总结,强化学生对三角形面积公式的学问构建,有利于学生理解驾驭该类学问,也可以使学生自潜移默化之中培育对学问框架构建的意识。 其次篇:算法案例:秦九韶算法教学教案 秦九韶算法 学习目标 1.了解秦九韶算法的计算过程,并理解利用秦九韶算法可以削减计算次数提高计算效率的实质。 2.驾驭数据排序的原理能运用干脆排序法与冒泡排序法给一组数据排序,进而能设计冒泡排序法的程序框图及程序,理解数学算法与计算机算法的区分,理解计算机对数学的帮助作用。学习重难点 重点:1.秦九韶算法的特点 2.两种排序法的排序步骤及计算机程序设计 难点:1.秦九韶算法的先进性理解 2.排序法的计算机程序设计 学法与学
8、习用具 学法:1.探究秦九韶算法对比一般计算方法中计算次数的变更,体会科学的计算。 2.仿照排序法中数字排序的步骤,理解计算机计算的一般步骤,领悟数学计算在计算机上实施的要求。 学习用具:电脑,计算器,图形计算器 学习设想 一创设情景,揭示课题 我们已经学过了多项式的计算,下面我们计算一下多项式 f(x)=x5+x4+x3+x2+x+1当x=5时的值,并统计所做的计算的种类及计算次数。 根据我们的计算统计可以得出我们共需要10次乘法运算,5次加法运算。我们把多项式变形为:f(x)=x2(1+x(1+x(1+x)+x+1再统计一下计算当x=5时的值时需要的计算次数,可以得出仅需4次乘法和5次加法
9、运算即可得出结果。明显少了6次乘法运算。这种算法就叫秦九韶算法。 二研探新知 / 4 1.秦九韶计算多项式的方法 f(x)=anxn+an-1xn-1+an-2xn-2+L+a1x+a0=(anxn-1+an-1xn-2+an-2xn-3+L+a1)x+a0=(anxn-2+an-1xn-3+L+a2)x+a1)x+a0=LL=(L(anx+an-1)x+an-2)x+L+a1)+a0例1 已知一个5次多项式为f(x)=5x5+2x4+3.5x3-2.6x2+1.7x-0.8 用秦九韶算法求这个多项式当x=5时的值。解:略 思索:1例1计算时需要多少次乘法计算?多少次加法计算? 2在利用秦九韶
10、算法计算n次多项式当x=x0时需要多少次乘法计算和多少次加法计算? 练习:利用秦九韶算法计算f(x)=0.83x5+0.41x4+0.16x3+0.33x2+0.5x+1 当x=5时的值,并统计需要多少次乘法计算和多少次加法计算? 例2 设计利用秦九韶算法计算5次多项式 f(x)=a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0当x=x0时的值的程序框图。解:程序框图如下: / 4 起先输入f(x)的系数:a1,a2,a3,a4,a5输入x0n=1v=a5 n=n+1v=v x0+a5-nn5是否输出v结束 练习:利用程序框图试编写BASIC程序并在计算机上测试自己的程序。 2.排序 在信
11、息技术课中我们学习过电子表格,电子表格对分数的排序特殊简洁,那么电子计算机是怎么对数据进行排序的呢? 阅读课本P30P31面的内容,回答下面的问题:(1)排序法中的干脆插入排序法与冒泡排序法的步骤有什么区分?(2)冒泡法排序中对5个数字进行排序最多需要多少趟?(3)在冒泡法排序对5个数字进行排序的每一趟中需要比较大小几次? 玩耍:5位同学每人拿一个数字牌在讲台上演示冒泡排序法对5个数据4,11,7,9,6排序的过程,让学生通过视察表达冒泡排序法的主要步骤.并结合步骤解决例3的问题.例3 用冒泡排序法对数据7,5,3,9,1从小到大进行排序 / 4 练习:写出用冒泡排序法对5个数据4,11,7,
12、9,6排序的过程中每一趟排序的结果.例4 设计冒泡排序法对5个数据进行排序的程序框图.解: 程序框图如下: 起先输入a1,a2,a3,a4,a5r=1i=1aiai+1是否x=aiai=ai+1ai+1=xi=i+1r=r+1i=5否是r=5否是输出a1,a2,a3,a4,a5结束 思索:干脆排序法的程序框图如何设计?可否把上述程序框图转化为程序? 练习:用干脆排序法对例3中的数据从小到大排序 3.小结:(1)秦九韶算法计算多项式的值及程序设计 (2)数字排序法中的常见的两种排序法干脆插入排序法与冒泡排序法(3)冒泡法排序的计算机程序框图设计 / 4 第三篇:海伦公式 海伦公式 与海伦在他的著
13、作“Metrica(度量论中的原始证明不同,在此我们用三角公式和公式变形来证明。设三角形的三边a、b、c的对角分别为A、B、C,则余弦定理为下述推导 cosC =(a2+b2-c2/2ab S=1/2*ab*sinC =1/2*ab*1-cos2 C) =1/2*ab* =1/4* =1/4* =1/4* =1/4* 设p=(a+b+c)/2 则p=(a+b+c)/2,p-a=(-a+b+c)/2,p-b=(a-b+c)/2,p-c=(a+b-c)/2,上式= = 所以,三角形ABC面积S= 证明 中国宋代的数学家秦九韶在1247年也提出了“三斜求积术。它与海伦公式基本一样,其实在九章算术中,
14、已经有求三角形公式“底乘高的一半,在实际丈量土地面积时,由于土地的面积并不是三角形,要找出它来并非易事。所以他们想到了三角形的三条边。假如这样做求三角形的面积也就便利多了。但是怎样根据三边的长度来求三角形的面积?直到南宋,中国著名的数学家秦九韶提出了“三斜求积术。 秦九韶他把三角形的三条边分别称为小斜、中斜和大斜。“术即方法。三斜求积术就是用小斜平方加上大斜平方,送到中斜平方,取相减后余数的一半,自乘而得一个数,小斜平方乘以大斜平方,送到上面得到的那个。相减后余数被4除,所得的数作为“实,作1作为“隅,开平方后即得面积。 所谓“实、“隅指的是,在方程px 2=q,p为“隅,q为“实。以、a,b
15、,c表示三角形面积、大斜、中斜、小斜,所以 q=1/4a2*c2-2 当P=1时, 2=q,=1/4a2*c2-2 因式分解得 2=1/4 =1/4 =1/4(c+a+b)(c+a-b)(b+c-a)(b-c+a) =1/4(c+a+b)(a+b+c-2b)(b+c+a-2a)(b+a+c-2c) =1/4 =p(p-a)(p-b)(p-c) 由此可得: S= 其中p=1/2(a+b+c) 这与海伦公式完全一样,所以这一公式也被称为“海伦秦九韶公式。 S=1/4a2*c2-2.其中cba.根据海伦公式,我们可以将其接着推广至四边形的面积运算。如下题: 已知四边形ABCD为圆的内接四边形,且AB
16、=BC=4,CD=2,DA=6,求四边形ABCD的面积 这里用海伦公式的推广 S圆内接四边形= 根号下p-a)(p-b)(p-c)(p-d)其中p为周长一半,a,b,c,d,为4边 代入解得s=8 3 证明 在ABC中A、B、C对应边a、b、c O为其内切圆圆心,r为其内切圆半径,p为其半周长 有tanA/2tanB/2+tanB/2tanC/2+tanC/2tanA/2=1 r(tanA/2tanB/2+tanB/2tanC/2+tanC/2tanA/2=r r=(p-a)tanA/2=(p-b)tanB/2=(p-c)tanC/2 r(tanA/2tanB/2+tanB/2tanC/2+t
17、anC/2tanA/2 =tanA/2tanB/2tanC/2 =ptanA/2tanB/2tanC/2 =r p2r2tanA/2tanB/2tanC/2=pr3 S2=p2r2=(pr3/(tanA/2tanB/2tanC/2 =p(p-a)(p-b)(p-c) S=p(p-a)(p-b)(p-c) 第四篇:南宋数学家秦九韶的故事 南宋数学家秦九韶的故事 南宋,数学家秦九韶公元12021261年在1247年淳佑七年着成数书九章十八卷全书共81道题,分为九大类:大衍类、天时类、田域类、测望类、赋役类、钱谷类、营建类、军旅类、市易类。这是一部划时代的巨着,它总结了前人在开方中所运用的列筹方法,
18、将其整齐而有系统地应用到高次方程的有理或无理根的求解上去,其中对一次同余组解法和高次方程的数值解法等有特别深化的探讨。其中的大衍求一术一次同余组解法,在世界数学史上占有崇高的地位。在古代孙子算经中载有物不知数这个问题,举例说明:有一数,三三数之余二,五五数之余二,七七数之余二,问此数为何?这一类问题的解法可以推广成解一次同余式组的一般方法奏九韶给出了理论上的证明,并将它定名为大衍求一术。 秦九韶(生卒年不详,活动期约在13世纪)中国南宋数学家,字道古,四川人,著有数书九章(1247年)18卷。对大衍求一数(整数论中的一次同余式解法)和“正负开方术(数字高次方程的求正根法)等都有深化的探讨。中国
19、自古以来就运用十进位制计数法,一些好用的计量单位也接受十进制,所以很简洁产生十进分数,即小数的概念。第一个将这一概念用文字表达出来的是魏晋时代的刘徽。他在计算圆周率的过程中,用到尺、寸、分、厘、毫、秒、忽等7个单位;对于忽以下的更小单位则不再命名,而统称为“微数。到了宋、元时代,小数概念得到了进一步的普及和更明确的表示。杨辉日用算法(1262年)载有两斤换算的口诀:“一求,隔位六二五;二求,退位一二五,即1/1600625;2/160125。这里的“隔位、“退位已含有指示小数点位置的意义。秦九韶则将单位注在表示整数部分个位的筹码之下,例如:表示13.12寸寸是世界上最早的小数表示法。在欧洲和伊
20、斯兰国家,古巴比伦的六十进制长期以来居于统治地位,一些经典科学著作都是接受六十进制,因此十进制小数的概念迟迟没有进展起来。15世纪中亚地区的阿尔卡西(?1429)是中国以外第一个应用小数的人。欧洲数学家直到16世纪才起先考虑小数,其中较突出的是荷兰人斯蒂文(15481620),他在论十进制(1583年)一书中明确表示法。例如把5.714记为:5714或5,714。而第一个把小数表示成今日世界通用的形式的人是德国数学家克拉维斯(15371612),他在星盘(1593年)一书中起先运用小数点作为整数部分与小数部分之间的分界符。 王梓坤的成材故事 王梓坤教授是数学家,对自然科学有着通透的理解。因此,
21、无论纵论历史还是横看风云,他所引证的大都是自然科学史上的典型事例。但是,“以人为本的理念又驱使王梓坤教授不得不对科学史上的成败得失作令人警醒的思索,诸如:探讨过引力问题的科学家很多,为什么不是别人,恰恰是牛顿作出了惊人的奉献?年普利斯特里加热氧化汞得到了新的气体-氧气,然而他固守“燃素论,对新气体作了错误会释。普利斯特里明明走到了真理面前,为何又会当面错过了它?世纪下半叶,人们对不少化学元素的性质已很了解,但对它们之间的关系及整个自然界元素结构的破译,为什么不是别人,而是俄国的门捷列夫?门捷列夫化学元素周期律从理论上预言了一些当时尚未找寻到的元素这一系列疑问,使王梓坤教授的思索进入了一个全新的
22、境界-找寻人才成长的道路与科学探讨方法后面的规律。 上卷,王梓坤教授广引博证,从中国古代四大独创,到万有引力、相对论、量子论、生物进化论、元素周期表的卓更加现,从自然科学到人文科学,从宏观到微观,海阔天空,论古道今,纵横驰骋。从近百位中外名家成败得失中,揭示了成才的规律。读者为能在王教授指引下畅游学问海洋而快慰,为能领会到王教授诗一般的语言和文采而感到舒适。 下卷从探寻优生优育嗜酒之深醉酒之频-陶渊明的悲剧,到育人应遵循科学规律,切忌操之过急和拔苗助长,令孩子失去金色童年名扬千载与泯然众人-神童的故事的警策;从优秀人才成长过程大抵从“精于一始,逐步进展成“精于博的规律的揭示;从天才出于勤奋、祖
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