数学北师大版九年级上册《黄金分割》
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第4课时 黄金分割一、目标导航1.黄金分割定义:点C 把线段AB 分成两条线段AC 和BC ,如果AC :AB =BC :AC ,那么称线段AB 被点C 黄金分割.点C 叫做线段AB 的黄金分割点,AC 与AB 的比叫做黄金比. 2.618.0215≈-=AB AC.二、基础过关1.若点P 是AB 的黄金分割点,则线段AP 、PB 、AB 满足关系式 .2.黄金矩形的宽与长的比大约为________(精确到0.001).3.电视节目主持人在主持节目时,站在舞台的黄金分割点处最自然得体,若舞台AB 长为20m ,试计算主持人应走到离A 点至少 m 处?,如果他向B 点再走 m ,也处在比较得体的位置.(结果精确到0.1m )三、能力提升4.有以下命题:①如果线段d 是线段a , b ,c 的第四比例项,则有d cb a=;②如果点C 是线段AB 的中点,那么AC 是AB 、BC 的比例中项;③如比例中项;④如果点C 是线段AB 的黄金分割点,AC >BC ,且AB =2,则AC =5-1.其中正确的判断有( )A . 1个B .2个C .3个D .4个5.已知点M 将线段AB 黄金分割(AM >BM ),则下列各式中不正确的是( )A .AM ∶BM =AB ∶AM B .AM =215-AB C .BM =215-AB D .AM ≈0.618AB6.已知C 是线段AB 的黄金分割点(AC >BC ), 则AC ∶BC = ( )A . (5-1)∶2 B . (5+1)∶2 C .(3-5)∶2D .(3+5)∶27.在长度为1的线段上找到两个黄金分割点P,Q.则PQ=( )A .215- B .53- C .25- D .253-8.已知线段MN = 1,在MN 上有一点A ,如果AN = 253-.求证:点A是MN 的黄金分割点.四、聚沙成塔9.如图,以长为2的线段AB 为边作正方形ABCD ,取AB 的中点P ,连结PD ,在BA 的延长线上取点F ,使PF =PD ,以AF 为边作正方形AMEF ,点M在AD上.(1)求AM、DM的长.(2)求证:AM2=AD·DM.(3)根据(2)的结论你能找出图中的黄金分割点吗?10.如果一个矩形ABCD(AB<BC)中,215-=BCAB≈0.618,那么这个矩形称为黄金矩形,黄金矩形给人以美感.在黄金矩形ABCD内作正方形CDEF,得到一个小矩形ABFE(如图),请问矩形ABFE是否是黄金矩形?请说明你的结论的正确性.参考答案1.AP2=BP·AB或PB2=AP·AB;2.0.618;3.7.6,4.8;4.C;5.C;6.B;7.C;8证得AM2=AN·MN即可;9.⑴AM=5-1;DM=3-5;⑵略;⑶点M是线段AD的黄金分割点;10.通过计算可得215-=ABAE,所以矩形ABFE是黄金矩形.构建数学的知识网络学习数学,重要的是要构建一个数学的知识网络,将单一的知识都串联起来,这样有助于对综合型题目的解答。
第四章图形的相似1.黄金分割:(1).定义:一般地,点C 把线段AB 分成两条线段AC 和BC 两段,如果AC BC AB AC =,那么线段AB 被点C 黄金分割,点C 叫做线段AB 的黄金分割点,AC 与AB 的比叫做黄金比.要点诠释:AC AB =≈0.618AB(0.618是黄金分割的准确值).(2).作一条线段的黄金分割点:如图,已知线段AB ,按照如下方法作图:(1)经过点B 作BD ⊥AB ,使BD=21AB . (2)连接AD ,在DA 上截取DE =DB .(3)在AB 上截取AC =AE .则点C 为线段AB 的黄金分割点.要点诠释:一条线段的黄金分割点有两个.注:黄金三角形:顶角是360的等腰三角形。
黄金矩形:宽与长的比等于黄金数的矩形【例1】美是一种感觉,当人体下半身长与身高的比值越接近0.618时,越给人一种美感.某女士身高165cm ,下半身长与身高l 的比值是0.60,为了尽可能达到好的效果,她应穿的高跟鞋的高度大约为( ).A.4cmB.6cmC.8cmD.10cm【例2的三角形是黄金三角形),若△ABC 、△BDC 、△DEC 都是黄金三角形,已知AB=4,则DE=__________.【例3】如图,已知点P 是线段AB 的黄金分割点,且PA >PB ,若S 1表示以PA 为边的正方形的面积,S 2表示长为AB ,宽为PB 的矩形的面积,则( )A .S 1>S 2B .S 1=S 2C .S 1<S 2D .无法确定S 1和S 2的大小x【例4】如图所示,矩形ABCD 是黄金矩形(即=≈0.618),如果在其内作正方形CDEF ,得到一个小矩形ABFE ,试问矩形ABFE 是否也是黄金矩形?【例5】以长为2的线段AB 为边作正方形ABCD ,取AB 的中点P ,连接PD ,在BA 的延长线上取点F ,使PF =PD ,以AF 为边作正方形AMEF ,点M 在AD 上,如图所示,(1)求AM ,DM 的长,(2)试说明AM 2=AD ·DM(3)根据(2)的结论,你能找出图中的黄金分割点吗?【例6】宽与长的比是5-12的矩形叫做黄金矩形.现将折叠黄金矩形的方法归纳如下(如图所示):第一步:作一个正方形ABCD ;第二步:分别取AD ,BC 的中点M ,N ,连接MN ;第三步:以点N 为圆心,ND 长为半径画弧,交BC 的延长线于点E ;第四步:过点E 作EF⊥AD,交AD 的延长线于点F.请你根据以上作法,证明矩形DCEF 为黄金矩形.BC AB 215【例7】三角形中,顶角等于36°的等腰三角形称为黄金三角形.如图①,在△ABC 中,已知AB=AC,∠A=36°.(1)在图①中,用尺规作AB的垂直平分线交AC于点D,并连接BD(保留作图痕迹,不写作法).(2)△BCD是不是黄金三角形?如果是,请给出证明;如果不是,请说明理由.(3)设BCAC=k,试求k的值.【例8】如图①,点C将线段AB分成两部分,如果ACAB=BCAC,那么称点C为线段AB的黄金分割点.某研究小组在进行课题学习时,由黄金分割点联想到“黄金分割线”,类似地给出“黄金分割线”的定义:直线l将一个面积为S的图形分成两部分,这两部分的面积分别为S1,S2,如果,那么称直线l为该图形的黄金分割线.(1)研究小组猜想:在△ABC中,若点D为AB边上的黄金分割点(如图②),则直线CD是△ABC的黄金分割线.你认为对吗?为什么?(2)三角形的中线是该三角形的黄金分割线吗?(3)研究小组在进一步探究中发现:过点C任作一条直线交AB于点E,再过点D作直线DF∥CE,交AC于点F,连接EF(如图③),则直线EF也是△ABC的黄金分割线,请你说明理由;(4)如图④,点E是▱ABCD的边AB的黄金分割点,过点E作EF∥AD,交DC 于点F,显然直线EF是▱ABCD的黄金分割线.请你画一条▱ABCD的黄金分割线,使它不经过▱ABCD各边的黄金分割点.。
黄金分割
教材分析:
“黄金分割”是北师大版数学八年级下第四章第二节的内容,学习黄金分割不仅仅是实现比例线段学习的要求,更是体现了数学的文化价值,体现黄金分割是数学与建筑学、艺术等学科的纽带,让学生认识到数学不是孤立的、枯燥的数学,而是文化的一部分,同时数学也促进了文化的发展.黄金分割美学价值和实用价值方面有着重要的地位,本节课主要围绕这两方面进行设计,通过创设丰富的现实情境,让学生直观感受到黄金分割的美学价值的同时展现了知识的发生、发展过程。
学情分析
学生学过了线段的比和成比例的线段,已经有了坚实的基础,本节课教学难点的突破对学生来说并不很困难。
教学中要充分利用黄金分割与生活的紧密联系,体会黄金分割的黄金价值。
教学目标:
知识目标: 1.使学生了解黄金分割的定义。
2.会作一条线段的黄金分割点。
3.熟悉黄金分割的广泛应用。
情感目标:从美丽的几何图案五角星入手,以身边的书本为着手点,让学生感到事物的美,那么美从何而来,通过本节课的直观教学,学生从中能感悟到一些,那
就是来源于生活中的0.618(黄金比)。
教学重点: 1.了解黄金分割的定义。
2.会运用它进行分析,解释一些现象。
教学难点:精确地找到一条线段的黄金分割点。
设计思路:(分三个层次)
第一层次:从国旗的五角星入手,研究黄金分割的定义。
第二层次:观察生活中有关黄金分割的图片,使学生对它产生兴趣,让学生感悟到凡是符合黄金分割的总是美的。
并应用于实际问题中。
第三层次:通过学生的实际动手,探索线段上黄金分割点的做法
教学过程:
一创设教学情境:
黄金分割教学实录
师:同学们,首先请大家欣赏几组图片,请大家找到你认为身材最美的几组。
(展示图片)虽然每一个卡通人物,我们都觉的很可爱,但从身材比例上来考虑,我们觉得还是这几组很美,很协调,请同学们考虑这是为什么?其实,这其中的道理我们可以从数学角度、用数学的道理去解释。
我们再看几组图片,是不是觉得很赏心悦目?在我们身边还有许多常见的图形中也体现出了和谐的美,比如我们常见的国旗上的五角星。
看起
来就很美,但是不是只要是五角星就美的呢?(看课件)我们发现不是所有的五角星都体现了和谐的美,而是和五角星中每一条边上的点所分成的线段的比值有关,当比值为0.618时的五角星才是最完美,此时线段上的两个分点就显得尤为重要了,象黄金一样珍贵,而此时图形显现出来的美则是除了对称美以外的又一种美——黄金分割美,这节课我们就来研究这个数学问题!。
(板书课题)
二、讲解新课:
五角星中到底有什么奥秘,让我们动手进行测量:
1、 请你测量五角星上C 点到A 、B 点的距离。
(2)请你再计算一下AB AC 和AC
BC 的值分别是多少? 它们相等吗?
(3)结合图形观察比例式AB AC =AC
BC 有什么特点?你发现了什么? (通过学生亲自动手操作、计算,最终发现了AB AC =AC
BC ,即部分与部分之比等于部分与
整体之比,符合毕达哥拉斯的审美观点,很自然地就引出了黄金分割的概念.)
师:我们规定:一个点C 把线段AB 分成两条线段AC 和BC ,如果AC :AB=BC :AC ,
则称线段AB 被C 黄金分割,这个点C 叫做线段AB 的黄金分割点,这个比叫黄金比 师:大家想一想,除了AB AC =AC
BC ,还有什么形式也可表示线段 AB 被点 C 黄金分割? 生:AC :BC=AB :AC , AC 2=AB ·BC
师:如果我们令AB=1设较长的线段AC=X 则BC=(1-X ),由 AC 2=AB ·BC 我们就可以得到方程X 2=1·(1-X )即X 2-X+1=0 等到以后我们学完一元二次方程就可以得到方
程的解为X==
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5-
即AC= =
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5-
也就是AC:AB=
21
5-
:1=
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5-
=0.618
2、想一想:
(1)线段AB有没有除点C以外的黄金分割点呢? A D C B
(2)点D应满足怎样的条件?
(3)在五角星中点D是线段AB的黄金分割点吗?
(4)你还发现了什么?
(想一想设置的这四个问题是有层次性的,问题1的结论是显然的,但学生得到的方法却是多样的,有的是凭直觉,有的是利用轴对称得到的,有的是采用旋转方法得到的;问题2进一步强化了黄金分割的概念;有了问题1的铺垫,问题3、4的结论很容易得出,这时学生就真正体会到了五角星确实是一个完美的图形,进一步感受到了黄金分割的美.)师:我们把
AB
AC的值叫做黄金比
为什么起这个名字呢?数学史上是这样记载的:黄金分割,当然不是指怎样分黄金,这是一个比喻的说法,就是说分割的比例像黄金一样珍贵,如果符合这一比例的话,就会显得更美,更好看,更协调。
这种黄金分割美在生活中几乎无处不在!学习了黄金分割的定义,我们就不难解释我们前面提出的问题了。
(课件再现前面出现过的芭蕾舞演员的图片,并对前面提出的问题加以解释)(出示四组照片,找到小鹿位置最合适的一张,解释其中的道理。
在摄影中我们常用黄金分割来照出完美的照片。
)
师:除了上述这些图片以外,很多矩形中也存在黄金比,如我们的教科书就是这样的矩形,请同学们测量一下数学书的宽和长,再算一下宽与长的比?
学生:学生测量、计算、说出结果。
(结果接近0.618)
师:这就是由黄金分割演变而来的黄金矩形
黄金矩形是一个宽和长的比有特殊比例的矩形,即宽与长的比为黄金比(0.618)我们再看美术史上的神话——蒙娜丽莎,就是因为它拥有无处不在的黄金矩形!还有巴台农神庙中也多处体现出黄金矩形。
再说我们的国旗为什么美得无可挑剔?就是因为,它也是一个黄金矩形
师:既然黄金分割如此的美,我们必须学会精确地做出一条线段的黄金分割点。
如果我们假设线段AB=2,那么较长线段长呢?(用无理数表示).
5 .
生:1
师:你能作出长度5的线段吗?
生:直角边为2和1的Rt△,根据勾股定理得斜边就是5
师:长度5-1的线段会做吗?
生:会,只要截去长度为1的线段就行了.
师:让我们根据刚才讨论的结果动手做一做.
(在老师的引导下,师生共同操作)
总结黄金分割点的画法
(1)经过点B作BD⊥AB,使BD=AB/2。
(2)连接AD,在AD上截取DE=DB.
(3)在AB上截取AC=AE.
三:知识梳理,形成系统:
师:今天的学习你有什么收获?谁能总结一下,这节课我们应该掌握些什么内容? 学生:小结(记住黄金比,会做黄金分割点……)
师:数学在每个人身边,要有心去体验。
古希腊哲学家毕达哥拉斯发现黄金分割的实质
就是0.618这个神奇的数字。
只要留心,我们也会在生活的方方面面发现它。
下面我们就来发现身边的黄金分割“美”。
谁能举出与黄金分割有关的实际例子。
学生:举例
师:“如果把一天24小时看作是一条线段的话,9点左右是一天黄金时刻,这是人们头脑
最清醒、精力最旺盛的时刻。
”“人生活在环境气温在多少度感到最适宜?(应是22度——24度)
有兴趣的同学课下可以到网上查找更多的黄金分割“美”,开阔自己的视野。
这就是我们人类祖先留给我们的宝贵财富,这就是数学带给我们的美,珍惜吧,同学们,努力学习吧,数学奥妙无穷,让我们在美的海洋中徜徉吧!请记住我们生活中的0.618——黄金分割。
教学反思:
1、设计思路:
立足学生已有的生活经验、初步的数学活动经历以及已经掌握的有关数学内容,从观察和分析生活中大量存在的跟黄金分割有关的图形(如建筑、艺术上的实例)入手,直观地了解黄金分割的定义, 知道黄金分割中比值为618.02
15≈-这一事实,利用这
一比值了解作黄金分割点的方法,展示一些黄金分割的典型史料(如:古希腊时期的巴台农神庙…),体会黄金分割的文化价值及在人类历史上的作用和影响,同时在应用中进一步理解线段的比、成比例线段等相关内容,在实际操作、思考、交流等过程中增强学生的实践意识和自信心。
2感受:本节课是一堂数学课,准确讲是数学艺术课,学生不仅学到了数学知识,而且也经历了一次感受和谐美,创造和谐美的过程.
通过《黄金分割》的备课和教学过程,我认识到要发挥教学的教育价值,通过数学教育培养学生用数学的眼光、数学的思想、数学的方法去观察世界,解决学习生活中遇到的实际问题,我们老师就必须做到:①深入生活,广泛学习阅读,发现现实生活中数学的影子,主动把数学知识应用到生活中去;②课堂之外多与学生交流,发现他们的生活经验,感受他们的心理困惑,尽管我们也有过这样的年少时候,但毕竟时代不同了.③多与其他老师交流讨论,多问多学,提高自身的能力.当我们为提高学生的素质而努力时,我们自身的素质也在不断提高.
若干年后,学生忘记了线段的比,忘记了
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,这没关系,只要他在欣赏建筑时感觉到一种和谐美,在看芭蕾舞剧时能理解演员为什么踮起脚尖,我想我今天《黄金分割》的教学就是成功的.。