Семинар ДООМ: Деление угла циркулем и линейкой

Задачи на построение циркулем и линейкой и сегодня считаются математически весьма интересными. Уже более ста лет это традиционный материал школьного курса геометрии. Одной из самых ценных сторон таких задач является то, что они развивают поисковые навыки решения практических проблем, приобщают к самостоятельным исследованиям, способствуют выработке конкретных геометрических представлений. Задачи на построение вызывают интерес, способствуют активизации мыслительной и познавательной деятельности. При их решении активно используются знания о свойствах фигур, совершенствуются навыки геометрических построений. В результате развиваются конструктивные способ-ности, что является одной из целей изучения геометрии.

Круг задач, рассматриваемых в геометрии, очень широк. Среди них особое место занимают задачи на построение, которые способствуют развитию определенности, последовательности и обоснованности мышления. На этих задачах можно научиться таким методам познания, как анализ и синтез.

Тема урока: Деление угла циркулем и линейкой.

Класс: 7 (углубленное изучение)

Тип урока: урок изучения нового материала. Методы и приёмы ведения урока:

• фронтальная работа с классом;
• закрепление: работа учащихся в парах по карточкам.

Цели урока:

Обучающая: обеспечить усвоение нового материала, проверка знания учащимися фактического материала по теме «Задачи на построение циркулем и линейкой»; умений учащихся самостоятельно применять знания в измененных нестандартных условиях.

Развивающая: Развивать мышление учащихся при решении задач, выходящих за рамки школьного курса; развивать умение анализировать, сравнивать, делать выводы; развивать память учащихся.

Воспитательная: воспитание у учащихся интереса к предмету, доброжелательности, умения работать в коллективе и в парах.

Оборудование:

• интерактивная доска;
• рабочая карточка для каждого ученика (Приложение 1);
• презентация для интерактивной доски.

Задачи урока:

1. повторить основные построения циркулем и линейкой;
2. рассмотреть возможность деления угла на равных углов;
3. отработать навык построения биссектрисы угла, равностороннего треугольника.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Постановка цели и задач урока.

Ребята должны

знать: стандартные построения циркулем и линейкой,

уметь:

III. Актуализация опорных знаний

На экране появляются слайды, на которых последовательность шагов. Ученикам необходимо определить какую задачу на построение описывает данная последовательность шагов.

Задание 1:

1. АВ – прямая.
2. Проведем окр.(А;АВ) С – точка пересечения окружности и прямой АВ.
3. Проведем окр.(С;R) и окр.(В;R) Р – точка пересечения окружностей.
4. Проведем СР.

Ответ: построение прямого угла

Задание 2:

1. АВ – отрезок.
2. Проведем окр.(А;R) и окр.(В;R) Р, Н – точки пересечения окружностей.
3. Проведем РН, получим точку О на АВ.

Ответ: построение серединного перпендикуляра РН к АВ

Задание 3:

1. САВ
2. Проведем окр.(А;R) Р, Н – точки пересечения окружности и сторон угла.
3. Проведем окр.(Р;РН) и окр.(Н;РН) К – точка пересечения окружностей.
4. Проведем АК.

Ответ: построение биссектрисы угла

Задание 4:

1. АВ – отрезок.
2. Проведем окр.(А;АВ) и окр.(В;АВ) С – точка пересечения окружностей.
3. Проведем АС и ВС

Ответ: построение равностороннего треугольника

IV. Изучение нового материала

Учитель: Сегодня нам необходимо определить всегда ли выполнимо «Деление данного угла на равных углов».

Учитель: Как вы считаете, какое стандартное построение позволит нам выполнить деление угла на 2, 4, 8, 16, … равных угла?

Ответ: Построение биссектрисы угла позволяет разделить любой угол на 2, 4, 8, … 2n равных углов. В каждом случае задача сводится к построению биссектрис полученных углов, что выполнимо всегда циркулем и линейкой. Например, разделить угол АВС на 4 равных угла. Строим биссектрису ВК угла АВС, получаем угол АВК= углу СВК= угол АВС:2. Строим биссектрисы ВР и ВМ углов АВК и CDR соответственно. Получаем: углы АВР= РВК= МВК= СВМ= АВК:2= АВС:4.

Учитель: Можно ли разделить произвольный угол на 3 равных угла?

Историческая справка. Можно дать задание ученикам подготовить небольшой доклад на тему трисекции угла. Трисекция угла. Искусство построения геометрических фигур при помощи циркуля и линейки было в высокой степени развито в Древней Греции. Знаменитой была в древности задача о трисекции угла (о разделении угла на три равные части с помощью циркуля и линейки). Любой угол невозможно разделить на три равных части с помощью только циркуля и линейки. Попытки решения задачи с помощью инструментов и средств были предприняты еще в V в. до н.э. Французский математик П. Ванцель в 1837г. первым строго доказал, что невозможно осуществить трисекцию циркулем и линейкой.

Задача о трисекции угла становится разрешимой и общем случае, если не ограничиваться в геометрических построениях одними только классическими инструментами, циркулем и линейкой. Так, например, Гиппий Элидский, знаменитый софист, живший около 420 г. до н.э., пользовался для трисекции угла квадратрисой. Александрийский математик Никомед (II в. до н.э.) решил задачу о трисекции угла с помощью одной кривой, названной конхоидой Никомеда, и дал описание прибора для черчения этой кривой. Интересное решение задачи о трисекции угла дал Архимед в своей книге «Леммы».

Задача о трисекции угла оказывается разрешимой и при некоторых других частных значениях угла: 90, 45, 135 (в градусах). Деление прямого угла на три равные части умели производить ещё пифагорейцы, основываясь на том, что в равностороннем треугольнике каждый угол равен 60 градусов.

Учитель: На интерактивной доске приведено решение задачи.

1. Рассмотрите решение данной задачи.
2. Определите основные построения.
3. Докажите, что данные шаги приведут к необходимому результату.

Задача 1: Трисекция прямого угла.

Пусть требуется разделить на три равные части прямой угол MAN. Откладываем на луче АN произвольный отрезок АК, на котором строим равносторонний треугольник AКB. Так как угол КAB равен 60 градусов, то угол МАВ = 30 градусов. Построим биссектрису угла КАВ, получаем искомое деление прямого угла MAN на три равных угла.

Ответы:

2. Построение равностороннего треугольника, построение биссектрисы угла.

3. Доказательство: угол MAN=90 градусов. Треугольник AКB – равносторонний, угол КAB = 60 градусов. Значит, угол МАВ= угол MAN – угол КAB = 30 градусов. АР – биссектриса угла КАВ, значит угол КАР= углу РАВ=30 градусов. Получаем, что угол КАР=уголу РАВ=углу МАВ =30 градусов, т.е. искомое деление прямого угла MAN на три равных угла.