初中数学综合与实践课的课型范式与教学策略研究

特殊与一般:格点多边形面积——“数格点,算面积”的教学及思考
发布时间:2014-07-01   点击:   来源:本站原创   录入者:湖塘实验中学

特殊与一般:格点多边形面积

——“数格点,算面积”的教学及思考

 

教学设计

内容和内容解析

内容:格点多边形的面积S与多边形内部的格点数N、边上的格点数L之间的数量关系

内容解析:

学生对于计算格点多边形的面积较熟悉,但是对于“皮克公式”这个既实用又有趣的定理不甚了解,本课希望通过学生经历画图、列表、分析数据、探究规律,发现并验证SNL三者之间的关系,并且受此启发对正三角开形网格中的类似问题进行探究。

教学目标

1、 经历画图、列表、分析数据、探究“皮克公式”

2、 探究正三角开形网格中的类似问题

3、   体会“特殊与一般”之间的辩证关系,获取由“简单到复杂”的探究问题的方法和经验,提高分析问题和解决问题的能力

教学过程

如果一个多边形的顶点都在格点上,那么这样的多边形叫做格点多边形。

1、计算下列格点多边形的面积:

 

 

 

 

 

 

       S=                        S=                         S=        

设格点多边形的面积为S,多边形内部的格点数为N,它的边上的格点数为LSNL三者之间是否存在数量关系?

操作1:如下图,当N=0时,请你在④中再画出一个的格点多边形,并完成表格

 

 

 

 

 

 


                                                                  

图形序号

S

N

L

1

0

4

2

0

6

3

0

8

 

 

 

写出SNL三者的数量关系:                                

操作2:请你在下图③、④中画出N=1的格点多边形,并完成表格

 

 

 

 

 

 


                                                                  

图形序号

S

N

L

2

1

4

2.5

1

5

 

 

 

 

 

 

写出SNL三者的数量关系:                                

操作3:请你在下图中画出N=2的格点多边形,并完成表格

 

 

 

 

 

 


                                                                 

图形序号

S

N

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

写出SNL三者的数量关系:                                

操作3:请你在下图中画出N=3的格点多边形,并完成表格

 

 

 

 

 

 


                                                                 

 

 

图形序号

S

N

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

写出SNL三者的数量关系:                                 

猜想:一般地,格点多边形的面积S与多边形内部的格点数N、边上的格点数L之间的数量关系是S=                        

实战演练,链接中考

2013•常州)用水平线和竖起线将平面分成若干个边长为1的小正方形格子,小正方形的顶点称为格点,以格点为顶点的多边形称为格点多边形.设格点多边形的面积为S,该多边形各边上的格点个数和为a,内部的格点个数为b,则 (史称皮克公式).
小明认真研究了皮克公式,并受此启发对正三角开形网格中的类似问题进行探究:

正三角形网格中每个小正三角形面积为1,小正三角形的顶点为格点,以格点为顶点的多边形称为格点多边形,下图是该正三角形格点中的两个多边形:

 

 

 

 

 

根据图中提供的信息填表:

 

格点多边形各边上的格点的个数

格点边多边形内部的格点个数

格点多边形的面积

多边形1

8

1

 

多边形2

7

3

 

一般格点多边形

a

b

S

Sab之间的关系为S=                      a+2b-1(用含ab的代数式表示).

 

 

 

 


                                                                       

   备用图

图形序号

S

a

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                                                     

图形序号

S

a

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

链接数学史:

奥地利数学家皮克(Georg Pick1859~1943年)在1899年给出了公式 ,这个公式被称为“皮克公式”。这是一个实用而有趣的定理,不过通常我们需要计算的面积往往并不都是格点多边形,因此,在实际应用时,仍需用割补的方法,将问题转化为面积相近的格点多边形,然后再用皮克公式进行计算

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