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高中数学学习:提高逻辑推理能力

【摘要】:高中数学学科六大核心素养都是数学学科育人价值的集中体现,其中逻辑推理素养尤其在数学学科严谨性特征上有独特价值.提升学生的逻辑推理素养,对提高学生的思维品质有积极意义.在数学学科考查逻辑推理素养的方面,考查思维品质是一个重要纬度.表3-1为《普通高中数学课程标准(2017年版)》中对于逻辑推理素养的水平划分.表3-1【案例3-18】解析几何推广和平面解析几何的观点相同,在空间中,空间平面和曲面可以看

高中数学学科六大核心素养都是数学学科育人价值的集中体现,其中逻辑推理素养尤其在数学学科严谨性特征上有独特价值.提升学生的逻辑推理素养,对提高学生的思维品质有积极意义.在数学学科考查逻辑推理素养的方面,考查思维品质是一个重要纬度.

表3-1为《普通高中数学课程标准(2017年版)》中对于逻辑推理素养的水平划分.

表3-1

【案例3-18】解析几何推广

和平面解析几何的观点相同,在空间中,空间平面和曲面可以看作是适合某种条件的动点的轨迹,在空间直角坐标系O-xyz中,空间平面和曲面的方程是一个三元方程F(x,y,z)=0.

(1)类比平面解析几何中直线的方程,写出①过点P(x0,y0,z0),法向量为n=(A,B,C)的平面的点法式方程;②平面的一般方程;③在x、y、z轴上的截距分别为a、b、c的平面的截距式方程(不需要证明).

(2)设F1、F2为空间中的两个定点,|F1F2|=2c,我们将曲面Γ定义为满足|PF1|+|PF2|=2a(a>c)的动点P的轨迹,试建立一个适当的空间直角坐标系O-xyz,求曲面Γ的方程.

(3)对(2)中的曲面Γ,指出和证明曲面Γ的对称性,并画出曲面Γ的直观图.

(2)以两个定点F1、F2的中点为坐标原点O,以F1,F2所在的直线为y轴,以线段F1F2的垂直平分线为x轴,以与xOy平面垂直的直线为z轴,建立空间直角坐标系O-xyz.

图3-13 曲面Γ的直观图

(3)由于点(x,y,z)关于坐标原点O的对称点(-x,-y,-z)也满足①式,说明曲面Γ关于坐标原点O对称;由于点(x,y,z)关于x轴的对称点(x,-y,-z)也满足①式,说明曲面Γ关于x轴对称;同理,曲面Γ关于y轴对称;关于z轴对称.由于点(x,y,z)关于xOy平面的对称点(x,y,-z)也满足①式,说明曲面Γ关于xOy平面对称;同理,曲面Γ关于xOz平面对称;关于yOz平面对称.

由以上的讨论,可得曲面Γ的直观图,如图3-13所示.

案例3-18充分考查了学生在已有知识学习的基础上,将研究方法进行迁移的能力,更考查了学生在合情逻辑推理的前提下,开展新知识学习的能力.