本文希望通過一個小問題的探究來啟發小學生的思維,讓小學生明白建立模型探究問題的一般過程,從而幫助小學生在日常的學習中養成愛思考的好習慣。
一、問題提出
學習完了「長方形和正方形的周長和面積」相關知識,在練習題中經常遇到考察周長與面積關係的問題,小學生只知道周長相等的長方形和正方形面積不一定相等,裡面具體的關係是什麼呢,今天帶領小學生探究一番。
二、問題發現
先來幾個具體實例,看看有什麼發現。
例1、長方形的長和寬分別是10釐米和8釐米,正方形的邊長是9釐米。求長方形、正方形的周長和面積。
長方形的周長:(10+8)×2=18×2=36(釐米);
長方形的面積:10×8=80(平方釐米);
正方形的周長:9×4=36(釐米);
正方形的面積:9×9=81(平方釐米)。
例2、長方形的長和寬分別是20釐米和2釐米,正方形的邊長是11釐米。求長方形、正方形的周長和面積。
長方形的周長:(20+2)×2=22×2=44(釐米);
長方形的面積:20×2=40(平方釐米);
正方形的周長:11×4=44(釐米);
正方形的面積:11×11=121(平方釐米)。
例3、長方形的長和寬分別是3.5釐米和2.5釐米,正方形的邊長是3釐米。求長方體、正方體的周長和面積。
長方形的周長:(3.5+2.5)×2=6×2=12(釐米);
長方形的面積:3.5×2.5=8.75(平方釐米);
正方形的周長:3×4=12(釐米);
正方形的面積:3×3=9(平方釐米)。
總結以上三個具體實例,我們發現:
1、在這三個題目中,長方形和正方形的周長都相等;
2、面積大小情況:在例1題中,長方形的面積(80平方釐米)<正方形的面積(81平方釐米),在例2題中,長方形的面積(40平方釐米)<正方形的面積(121平方釐米),在例3題中,長方形的面積(8.75平方釐米)<正方形的面積(9平方釐米)。
於是,我們嘗試總結:周長相等的長方形(非正方形)和正方形,長方形的面積<正方形的面積。
三、問題驗證
上面,我們總結出了結論,那麼結論正確與否還需要嚴格的證明。下面,小編嘗試給出小學生能夠明白的證明方式。
證明:
設長方形的長和寬分別是a和b,與這個長方形的周長相等的正方形的邊長為k。
所以,2(a+b)=4k,
所以,a+b=2k,
所以,k是a和b的平均數,
所以,一定有這樣一個數x滿足:a=k+x,b=k-x,
所以,求長方形的面積如下計算:
S=ab=(k+x)(k-x)=kk-kx+kx-xx=kk-xx。(本計算過程,小學生可以用分配律來嘗試理解)
而,正當形的面積是邊長×邊長,也就是kk,
所以,長方形的面積就是正方形的面積減去xx這個數,
所以,周長相等時,長方形(非正房形)的面積<正方形的面積。
四、問題拓展
上面,我們得出結論,周長相等的長方形(非正方形)和正方形,正方形的面積較大。那麼,將這個結論能否推廣到長方體和正方體呢?稜長之和相等的長方體和正方體,它們的表面積又存在什麼關係呢?有興趣的讀者可以自己先嘗試一下,具體的探究咱們明天不見不散哦!