家長數學思維升級計劃(二):代數與幾何的聯繫

開場白

家長數學思維升級計劃(二):代數與幾何的聯繫

當有一天,孩子們拿著這些公式來問你為什麼的時候,你是不是隻能告訴他們:“

第一個公式是乘法的分配律!

第二個是平方差公式!

第三個是和平方的展開!

這些都是定理,要好好記住!

但是,當孩子再追問一句“為什麼”的時候,你還能答的上來嗎?是不是有點手足無措。下面我們來講講代數和幾何的聯繫。

01

知識點的有效關聯促進記憶和理解

一個一個知識點,如果只是孤立的去學習的話,就像在城市中架起一座座的高樓,而樓與樓之間並沒有相連的道路。

想象一下,遠處的房子就是“代數知識”,而孩子們的大腦只有一條坑窪的土路通向這座木屋。那麼,當孩子需要用到“代數知識”的時候,

  • 通向木屋的道路太少了;
  • 土路太難找,也太不好走了。
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換一個場景,如果孩子腦中的知識是相互關聯,猶如四通八達的城市和道路,甚至還有高架橋聯絡彼此。如果需要找到“代數知識”這座大夏,通向它的道路有很多,而且道路都是柏油高速路。那麼,孩子運用已知知識的速度是不是大大提高了呢。

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所以,不要孤立的去讓孩子學習知識,將新的知識和已經學會的知識建立聯繫才是最重要的。有的孩子自己就可以做到知識的聯繫,所以可以舉一反三。而有的孩子沒有找到聯繫知識的方法。這樣,家長就要升級數學思維,幫幫孩子。

02

代數與幾何

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圖1

代數和幾何其實是可以一起學的,而不應該孤立的去學習。a * b是不是一個矩形的面積呢?a^2是一個邊長為a的正方形面積。

那麼,乘法分配律是不是可以用幾何的知識去解釋呢。而且可以通過遊戲的方式,直觀明瞭。如圖1,綠色和橙色矩形的總面積:a*(b+c);

而綠色矩形的面積為a * b,橙色矩形面積為a * c;由於整體面積沒變,所以

a * (b+c) = a * b + a * c

平方差公式又怎麼去解釋呢。開動腦筋,大人和孩子一起去想。a^2代表一個較大的正方形,b^2代表較小的正方形,那麼a^2 - b^2則是在一個較大的正方形裡挖掉一個較小的正方形。

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圖2

如圖2所示,a^2 - b^2可以表示為綠色區域的面積。

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圖3

仔細觀察圖3,藍色矩形的長是a - b,寬是b;

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圖4

將藍色矩形移動到側面,組成了一個較大的矩形(綠色+藍色),這個矩形的面積正好等於(a + b)* (a - b)。

所以,a^2 - b^2 = (a + b)* (a - b)

和的平方展開呢?同樣的,a^2 + b^2 + 2ab可以分解為一個邊長為a的矩形 + 一個邊長為b的矩形 + 兩個a * b的矩形面積。

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圖5

在圖5中,我們構建了一個邊長為a的正方形(橙色),一個邊長為b的正方形(灰色)和兩個a * b的矩形(綠色)。而整個的面積正好等於一個邊長為(a + b)的正方形的面積。

03

總結

代數的規律基本上可以通過幾何的方法去驗證和解釋。代數和幾何的學習其實是可以相輔相成的。上述方法希望對家長培養孩子數學興趣有所幫助。更多的代數定律和幾何的結合,需要家長們多多開動腦筋。

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