Using and interpreting the representation. Using mathematical objects and manipulating them, interpreting mathematical concepts. Selecting and creating mathematical models to solve practical and theoretical problems.
- calculates coordinatescoordinatescoordinates of the midpointmidpointmidpoint of the line segment there are coordinates of both its endpointsendpointsendpoints given,
- calculates coordinates of one of endpoints of the line segment there are coordinates of the midpoint and the other end given,
- applies the formula for the distance between two points.
The aim of the introduction part is to revise mathematical concepts that will be used during the lesson:
- the number, being the arithmetic mean of two numbers and its geometric interpretation on the number line, - calculating distance between tow numbers on the number line, - the Pythagorean theorem.
The teacher divides students for six 4 - 5 people groups. Two groups get the worksheet number 1, another two worksheet number 2 and last two – worksheet number 3.
Worksheet number 1
Calculate the arithmetic mean of two grades: 2 and 5 that Janek got from two last tests from mathematics. Mark this number and the obtained mean exactly on the number line. What is the position of the obtained number in relation to numbers 2 and 5? Do the same exercise for a few pairs of numbers, including positive numbers, negative numbers and numbers of various signs. Write your observations.
Worksheet number 2
Mark two given numbers a and b as exactly as possible on the number line and calculate the distance between these numbers on the number line. Do this exercise for the following pairs of numbers:
a) a = 2 and b = 5
b) a = 7 and b = 1
c) a = and b =
d) a = -2 and b = -6
Propose such way of calculating the distance that allows to calculate this distance in every case.
Worksheet number 3
Revise the Pythagorean theorem. Calculate lengths of the hypotenuse of the triangle while lengths of the catheti are a and b.
a) a = 12 and b = 5
b) a = 7 and b = 1
c) a = and b =
d) a = and b =
Propose the formula for the length of the hypotenuse AB of the right‑angled triangle ABC.
Representatives of three chosen groups that do exercises from various worksheets present results of their groups’ work. The teacher adds missing conclusions, if necessary, so that following phrases are said:
Students work individually or in pairs, using computers. They investigate relations between coordinatescoordinatescoordinatesof endpointsendpointsendpoints of line segments and coordinates if its midpointmidpointmidpoint and the way of calculating the length of the line segment.
[Geogebra applet]
Tasks to do in the Geogebra Applet
Open the Geogebra Applet The midpoint and the length of line segment in the coordinate system on a plane.
1. Choose the option „the midpoint”. Observe how coordinates of midpoint change depending on coordinates of endpoints A and B. Propose formulas to calculate coordinates of the midpoint of the line segment while having the endpoints given: A = (xIndeks dolny AA, yIndeks dolny AA) and B = (xIndeks dolny BB, yIndeks dolny BB).
After having completed the exercise, students guided by the teacher formulate the conclusion:
- coordinates of the midpoint of the line segment are arithmetic means of proper coordinates of its endpointsendpointsendpoints.
The midpointmidpointmidpoint M of the line segment AB, where A = (xIndeks dolny AA, yIndeks dolny AA) and B = (xIndeks dolny BB, yIndeks dolny BB) has coordinates equal to
2. Choose the option ‘length of line segment”. Give ways of calculating the length of the line segment AB, where A = (xIndeks dolny AA, yIndeks dolny AA) and B = (xIndeks dolny BB, yIndeks dolny BB).
After having completed the exercise, students, guided by the teacher, write the formula for the length of the line segment
The teacher asks a question – can this formula also be sued when the line segment is parallel to one of the axes of the coordinate system, for example to the axis Ox and how to calculate this length?
The teacher sums‑up students’ propositions by writing down formulas
and .
As a note, the teacher formulates the equality for any real number a.
Students work individually, doing exercises.
Task 1
The point M is the midpoint of the line segment AB. Calculate coordinates of the point M and length of the line segment AB.
a) A = (0,1), B = (3,-3)
b) A = (2,-7), B = (-4,-1)
c) A = (, ), B = (, )
d) A = (), B = ()
Task 2
Points A=(6,-3) and B=(9,6) are vertices of the parallelogram ABCD, and point S=(3,3) is the point of symmetry of this parallelogram.
a) calculate coordinatescoordinatescoordinates of vertices C and D,
The point A = (-3,3) is the vertex of the parallelogram ABCD, point M = (4,3) is the midpointmidpointmidpoint of the side BC, and point N = (5,6) – the midpoint of the side CD of this parallelogram. Calculate coordinates of vertices B, C and D.
Students do the revision exercises. Then together they sum‑up the classes, by formulating the conclusions to memorise:
- coordinates of the midpointmidpointmidpoint of a line segment are arithmetic means of proper endpointsendpointsendpoints of this line segment. If M – the midpoint AB, where A = (xIndeks dolny AA,yIndeks dolny AA) and B = (xIndeks dolny BB,yIndeks dolny BB) then
- length of the line segment AB can be calculated from the formula
, where and .
Selected words and expressions used in the lesson plan
- liczba, będąca średnią arytmetyczną dwóch liczb leży na osi liczbowej dokładnie po środku tych liczb, - odległość na osi liczbowej między dwiema liczbami jest równa różnicy większej i mniejszej z tych liczb, czyli jest równa wartości bezwzględnej z różnicy tych liczb, - długość przeciwprostokątnej trójkąta prostokątnego jest równa pierwiastkowi z sumy kwadratów długości jego przyprostokątnych.
Punkty A = (1,3), B = (5,1), C = (11,5) i D = (xIndeks dolny DD, yIndeks dolny DD) są wierzchołkami równoległoboku ABCD. Oblicz współrzędne wierzchołka D. Wykorzystaj własność równoległoboku, która orzeka, że czworokąt jest równoległobokiem wtedy i tylko wtedy, gdy jego przekątne przecinają się w punkcie, który jest środkiem każdej z tych przekątnych.
m3bc5b95181566da8_1528449000663_0
Długość odcinka. Środek odcinka
m3bc5b95181566da8_1528449084556_0
Trzeci
m3bc5b95181566da8_1528449076687_0
IX. Geometria analityczna na płaszczyźnie kartezjańskiej.
Zakres podstawowy. Uczeń:
3) oblicza odległość dwóch punktów w układzie współrzędnych.
m3bc5b95181566da8_1528449068082_0
45 minut
m3bc5b95181566da8_1528449523725_0
Stosowanie obiektów matematycznych i operowanie nimi, interpretowanie pojęć matematycznych. Dobieranie i tworzenie modeli matematycznych przy rozwiązywaniu problemów praktycznych i teoretycznych.
m3bc5b95181566da8_1528449552113_0
1. Posługiwanie się wzorami na współrzędne środka odcinka do:
a) obliczania współrzędnych środka odcinka, gdy dane są współrzędne obu jego końców,
b) obliczania współrzędnych jednego z końców odcinka, gdy dane są współrzędne środka odcinka i drugiego końca.
2. Obliczanie długości odcinka.
3. Porozumiewanie się w języku angielskim, rozwijanie matematycznych i podstawowych kompetencji naukowo‑technicznych oraz informatycznych, kształtowanie umiejętności uczenia się.
m3bc5b95181566da8_1528450430307_0
Uczeń:
- oblicza współrzędne środka odcinka, gdy dane są współrzędne obu jego końców, - oblicza współrzędne jednego z końców odcinka, gdy dane są współrzędne środka odcinka i drugiego końca, - korzysta ze wzoru na odległość między dwoma punktami.
m3bc5b95181566da8_1528449534267_0
1. Analiza sytuacyjna.
2. Dyskusja sterowana.
m3bc5b95181566da8_1528449514617_0
1. Praca indywidualna.
2. Praca grupowa.
m3bc5b95181566da8_1528450135461_0
m3bc5b95181566da8_1528450127855_0
Celem części wprowadzającej jest przypomnienie pojęć matematycznych, które będą wykorzystywane w toku lekcji:
- liczba, będąca średnią arytmetyczną dwóch liczb i jej interpretacja geometrycznej na osi liczbowej, - obliczanie odległości między dwiema liczbami na osi liczbowej, - twierdzenia Pitagorasa.
Nauczyciel dzieli uczniów na sześć grup 4 - 5 osobowych. Dwie grupy otrzymują kartę pracy nr 1. Kolejne dwie – kartę pracy nr 2, a ostatnie dwie – kartę pracy nr 3.
Karta pracy nr 1
Oblicz średnią arytmetyczną dwóch ocen: 2 i 5, jakie Janek otrzymał z ostatnich dwóch klasówek z matematyki. Liczby te oraz obliczoną średnią zaznacz dokładnie na osi liczbowej. Jak jest położona uzyskana przez ciebie liczba, w stosunku do liczb 2 i 5? Wykonaj to samo ćwiczenie dla kilku par liczb, przy czym weź pod uwagę liczby dodatnie, liczby ujemne i liczby o różnych znakach. Zapisz swoje spostrzeżenia.
Karta pracy nr 2
Zaznacz dokładnie, o ile to możliwe, na osi liczbowej dwie podane liczby a i b oraz oblicz odległość na osi liczbowej między tymi liczbami. Wykonaj to ćwiczenie dla następujących par liczb:
a) a = 2 i b = 5
b) a = 7 i b = 1
c) a = i b =
d) a = -2 i b = -6
Zaproponuj taki sposób obliczania odległości, który pozwoliłby obliczyć tę odległość w każdym przypadku.
Karta pracy nr 3
Przypomnij sobie twierdzenie Pitagorasa. Oblicz długość przeciwprostokątnej trójkąta, gdy dane są długości przyprostokątnych a i b.
a) a = 12 i b = 5
b) a = 7 i b = 1
c) a = i b =
d) a = i b =
Zaproponuj wzór na długość przeciwprostokątnej AB trójkąta prostokątnego ABC.
Przedstawiciele trzech wylosowanych grup wykonujących ćwiczenia z różnych kart pracy przedstawiają wyniki pracy grupy. Nauczyciel uzupełnia ewentualne braki tak, żeby padły stwierdzenia:
- liczba, będąca średnią arytmetyczną dwóch liczb leży na osi liczbowej dokładnie po środku tych liczb, - odległość na osi liczbowej między dwiema liczbami jest równa różnicy większej i mniejszej z tych liczb, czyli jest równa wartości bezwzględnej z różnicy tych liczb, - długość przeciwprostokątnej trójkąta prostokątnego jest równa pierwiastkowi z sumy kwadratów długości jego przyprostokątnych.
m3bc5b95181566da8_1528446435040_0
Uczniowie pracują indywidualnie lub w parach, korzystając z komputerów, badając zależności między współrzędnymi końców odcinka i współrzędnymi jego środka oraz sposób obliczania długości odcinka.
[Geogebra aplet]
Polecenia do pracy z apletem Geogebry
Otwórz aplet Geogebry Środek i długość odcinka w układzie współrzędnych na płaszczyźnie.
1. Wybierz opcję „środek odcinka”. Zaobserwuj, jak zmieniają się współrzędne środka odcinka w zależności od współrzędnych końców A i B. Zaproponuj wzory pozwalające obliczyć współrzędne środka odcinka, gdy dane są współrzędne jego końców: A = (xIndeks dolny AA, yIndeks dolny AA) i B = (xIndeks dolny BB, yIndeks dolny BB).
Po wykonaniu tego ćwiczenia uczniowie, kierowani przez nauczyciela formułują wniosek:
- współrzędne środka odcinka są średnimi arytmetycznymi odpowiednich współrzędnych jego końców.
Środek M odcinka AB, gdzie A = (xIndeks dolny AA, yIndeks dolny AA) i B = (xIndeks dolny BB, yIndeks dolny BB) ma współrzędne równe
2. Wybierz opcję „długość odcinka”. Podaj sposób obliczania długości tego odcinka. Zaproponuj wzór pozwalający obliczyć długość odcinka AB, gdzie A = (xIndeks dolny AA, yIndeks dolny AA) i B = (xIndeks dolny BB, yIndeks dolny BB).
Po wykonaniu tego ćwiczenia uczniowie, kierowani przez nauczyciela zapisują wzór na długość odcinka
Nauczyciel zadaje pytanie - czy wzór można zastosować również wtedy, gdy odcinek jest równoległy do którejś z osi układu współrzędnych, np. do osi Ox oraz jak inaczej można tę długość obliczyć?
Podsumowuje krótką listę propozycji, zapisując wzory:
oraz .
Jako uwagę formułuje tożsamość dla dowolnej liczby rzeczywistej a.
Punkt M jest środkiem odcinka AB. Oblicz współrzędne punktu M i długość odcinka AB.
a) A = (0,1), B = (3,-3)
b) A = (2,-7), B = (-4,-1)
c) A = (, ), B = (, )
d) A = (), B = ()
Zadanie 2
Punkty A = (6,-3) i B = (9,6) są wierzchołkami równoległoboku ABCD, a punkt S = (3,3) jest środkiem symetrii tego równoległoboku.
a) oblicz współrzędne wierzchołków C i D,
b) oblicz obwód tego równoległoboku,
c) udowodnij, że ten równoległobok jest kwadratem.
Zadanie 3
Punkty A = (1,3), B = (5,1), C = (11,5) i D = (xIndeks dolny DD, yIndeks dolny DD) są wierzchołkami równoległoboku ABCD. Oblicz współrzędne wierzchołka D. Wykorzystaj własność równoległoboku, która orzeka, że czworokąt jest równoległobokiem wtedy i tylko wtedy, gdy jego przekątne przecinają się w punkcie, który jest środkiem każdej z tych przekątnych.
Polecenie dla chętnych:
Punkt A = (-3,3) jest wierzchołkiem równoległoboku ABCD, punkt M = (4,3) jest środkiem boku BC, a punkt N = (5,6) – środkiem boku CD tego równoległoboku. Oblicz współrzędne wierzchołków B, C i D.
m3bc5b95181566da8_1528450119332_0
Uczniowie wykonują zadanie utrwalające i podsumowują lekcję, formułując najważniejsze informacje do zapamiętania:
- współrzędne środka odcinka są średnimi arytmetycznymi odpowiednich współrzędnych jego końców. Jeśli M – środek odcinka AB, gdzie A = (xIndeks dolny AA, yIndeks dolny AA) i B = (xIndeks dolny BB, yIndeks dolny BB) to