SKKN Hướng dẫn học sinh dùng sơ đồ tư duy hệ thống kiến thức và phân dạng bài tập về khoảng cách
Loại toán tính khoảng cách trong hình học không gian là một trong những loại toán hay, đòi hỏi tư duy đối với học sinh THPT và thường gặp trong các đề thi đại học.Khi gặp loại toán này học sinh thường rất lúng túng không biết hướng giải quyết.Thực tế giảng dạy cho thấy môn Toán học trong trường phổ thông là một trong những môn học khó, phần lớn các em học môn Toán rất yếu đặc biệt là hình học không gian, nếu không có những bài giảng và phương pháp dạy môn Hình học phù hợp đối với thế hệ học sinh thì dễ làm cho học sinh thụ động trong việc tiếp thu, cảm nhận. Đã có hiện tượng một số bộ phận học sinh không muốn học Hình học, ngày càng xa rời với giá trị thực tiễn của Hình học. Nhiều giáo viên chưa quan tâm đúng mức đối tượng giáo dục, chưa đặt ra cho mình nhiệm vụ và trách nhiệm nghiên cứu, hiện tượng dùng đồng loạt cùng một cách dạy, một bài giảng cho nhiều lớp, nhiều thế hệ học trò vẫn còn nhiều. Do đó phương pháp ít có tiến bộ mà người giáo viên đã trở thành người cảm nhận, truyền thụ tri thức một chiều, còn học sinh không chủ động trong quá trình lĩnh hội tri thức-kiến thức hình học làm cho học sinh không thích học môn Hình học.
1.MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài Loại toán tính khoảng cách trong hình học không gian là một trong những loại toán hay, đòi hỏi tư duy đối với học sinh THPT và thường gặp trong các đề thi đại học.Khi gặp loại toán này học sinh thường rất lúng túng không biết hướng giải quyết.Thực tế giảng dạy cho thấy môn Toán học trong trường phổ thông là một trong những môn học khó, phần lớn các em học môn Toán rất yếu đặc biệt là hình học không gian, nếu không có những bài giảng và phương pháp dạy môn Hình học phù hợp đối với thế hệ học sinh thì dễ làm cho học sinh thụ động trong việc tiếp thu, cảm nhận. Đã có hiện tượng một số bộ phận học sinh không muốn học Hình học, ngày càng xa rời với giá trị thực tiễn của Hình học. Nhiều giáo viên chưa quan tâm đúng mức đối tượng giáo dục, chưa đặt ra cho mình nhiệm vụ và trách nhiệm nghiên cứu, hiện tượng dùng đồng loạt cùng một cách dạy, một bài giảng cho nhiều lớp, nhiều thế hệ học trò vẫn còn nhiều. Do đó phương pháp ít có tiến bộ mà người giáo viên đã trở thành người cảm nhận, truyền thụ tri thức một chiều, còn học sinh không chủ động trong quá trình lĩnh hội tri thức-kiến thức hình học làm cho học sinh không thích học môn Hình học. 1.2.Mục đích nghiên cứu Xuất phát từ mục đích dạy- học phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo của học sinh nhằm giúp các em xây dựng các kiến thức, kỹ năng, thái độ học tập cần thiết, kỹ năng tư duy, tổng kết, hệ thống lại những kiến thức, vấn đề cơ bản vừa mới lĩnh hội giúp các em củng cố bước đầu, khắc sâu trọng tâm bài học, thì sơ đồ tư duy là một biểu đồ được sử dụng để thể hiện từ ngữ, ý tưởng, nhiệm vụ hay các mục được liên kết và sắp xếp tỏa tròn quanh từ khóa hay ý trung tâm. Sơ đồ tư duy là một phương pháp đồ họa thể hiện ý tưởng và khái niệm trong các bài học mà giáo viên cần truyền đạt, làm rõ các chủ đề qua đó giúp các em hiểu rõ hơn và nắm vững kiến thức một cách có hệ thống. 1.3. Đối tượng nghiên cứu Để cho học sinh có hứng thú trong học tập bộ môn Hình học hơn, tôi có một ý tưởng là: “ Hướng dẫn học sinh dùng sơ đồ tư duy hệ thống kiến thức và phân dạng bài tập về khoảng cách ” với mong muốn thay đổi cách giảng dạy truyền thụ tri thức một chiều sang cách tiếp cận kiến tạo kiến thức và suy nghĩ. Ý tưởng là “sơ đồ tư duy” được xây dựng theo quá trình từng bước khi người dạy và người học tương tác với nhau. 1.4.Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện được điều như trên, bản thân tôi xác định phải luôn bám sát các nguồn tư liệu như: chuẩn kiến thức, kĩ năng; sách giáo khoa; sách giáo viên và các sách tham khảo khác. Ngoài ra còn luôn chuẩn bị một hệ thống câu hỏi và bài tập dựa trên mục tiêu của từng bài, từng chương cụ thể, giúp học sinh định hướng và nắm được kiến thức trọng tâm bài học. Thông qua đó học sinh nắm vững kiến thức cũ, lĩnh hội kiến thức mới nhanh hơn. 2 .NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm Sơ đồ tư duy (SĐTD) còn gọi là bản đồ tư duy, lược đồ tư duy, là hình thức ghi chép nhằm tìm tòi đào sâu, mở rộng một ý tưởng, hệ thống hóa một chủ đề hay một mạch kiến thức, bằng cách kết hợp việc sử dụng đồng thời hình ảnh, đường nét, màu sắc, chữ viết với sự tư duy tích cực. Đặc biệt đây là một sơ đồ mở, không yêu cầu tỉ lệ, chi tiết chặt chẽ như bản đồ địa lí, có thể vẽ thêm hoặc bớt các nhánh, mỗi người vẽ một kiểu khác nhau, dùng màu sắc, các cụm từ diễn đạt khác nhau, cùng một chủ đề nhưng mỗi người có thể “thể hiện” nó dưới dạng SĐTD theo một cách riêng, do đó việc lập SĐTD phát huy được tối đa khả năng sáng tạo của mỗi người.[1] Cách thức tổ chức dạy học với SĐTD thể hiện dưới sơ đồ sau: [1] SĐTD chú trọng tới hình ảnh, màu sắc, với các mạng lưới liên tưởng (các nhánh). Có thể vận dụng SĐTD vào hỗ trợ dạy học kiến thức mới, củng cố kiến thức sau mỗi tiết học, ôn tập hệ thống hóa kiến thức sau mỗi chương, mỗi học kì...[1] SĐTD giúp học sinh học được phương pháp học tập chủ động, tích cực.SĐTD giúp học sinh học tập tích cực, huy động tối đa tiềm năng của bộ não. Việc học sinh vẽ SĐTD có ưu điểm là phát huy tối đa tính sáng tạo của học sinh, các em được tự do chọn màu sắc để thể hiện ( xanh, đỏ, tím, vàng, nâu, ), đường nét (đậm, nhạt, thẳng cong), các em tự “ sáng tác” nên trên mỗi SĐTD thể hiện rõ cách hiểu, cách trình bày kiến thức của từng học sinh và SĐTD do các em tự thiết kế nên các em sẽ yêu quý, trân trọng “ tác phẩm” của mình.[1] SĐTD giúp học sinh ghi chép rất hiệu quả. Do đặc điểm của SĐTD nên người thiết kế SĐTD phải chọn lọc thông tin, từ ngữ, sắp xếp bố cục để ghi thông tin cần thiết nhất và lôgic. Vì vậy, sử dụng SĐTD sẽ giúp học sinh dần dần hình thành cách ghi chép hiệu quả.[1] Đồng thời sử dụng sơ đồ tư duy rất phù hợp với cách tư duy làm bài của hình thức thi trắc nghiệm hiện nay. 2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm a/Thuận lợi: Là giáo viên dạy toán nhiều năm được tiếp xúc với nhiều đối tượng học sinh.Đa số học sinh thích học Toán, thích tìm phương pháp mới trong học tập. Tổ chuyên môn thảo luận về chuyên đề sơ đồ tư duy. Bản thân thích học hỏi và nâng cao kiến thức. Hưởng ứng việc Sở giáo dục và đào tạo phát động sử dụng sơ đồ tư duy trong dạy học và đổi mới phương pháp dạy học . b/Khó khăn: Các kiến thức cơ bản về hình học không gian lớp 11của học sinh còn hạn chế . Kỹ năng tư duy phân tích giả thiết và các quan hệ giữa các đối tượng trong hình không gian và hình học phẳng của các em còn yếu. Kỹ năng vẽ hình trong không gian của học sinh phần đa là yếu. Đa số học sinh là con em nông dân, học sinh gia đình có hoàn cảnh kinh tế khó khăn nên học yếu môn Toán, đặc biệt là hình học không gian. Kĩ năng giải toán và trình bày bài giải còn yếu. 2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 2.3.1 Hệ thống hoá các kiến thức về khoảng cách : Khoảng cách Khoảng cách từ một điểm M đến một đường thẳng() phẳng(P) Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau Khoảng cách giữa đường thẳng và mặt phẳng song song Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song Gọi H là hình chiếu của M trên ( ) (()(hoặc(P)) Khi đó : d(M;())=MH (Hoặc d(M;(P)) =MH) Cho a//(P), M ( a) d(a;(P))=d(M;(P)) Cho (P)//(Q), M(Q) d((P);(Q))=d(M;(P)) Là độ dài đoạn vuông góc chung của hai đường thẳng đó Khoảng cách Khoảng cách từ một điểm M đến một đường thẳng() phẳng(P) Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau Khoảng cách giữa đường thẳng và mặt phẳng song song Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song Gọi H là hình chiếu của M trên ( ) (()(hoặc(P)) Khi đó : d(M;())=MH (Hoặc d(M;(P)) =MH) Cho a//(P).Điểm M (a_ a d(a;(P))=d(M;(P)) Cho (P)//(Q).Với M(Q) d((P);(Q))=d(M;(P)) Là độ dài đoạn vuông góc chung của hai đường thẳng đó Sơ đồ tóm tắt [2] 2.3.2.Phân loại các dạng toán : Sơ đồ tóm tắt Phân loại các dạng toán về khoảng cách Khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng Khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau [2] Loại 1: Khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng. a) Cách xác định khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng: Trong không gian cho điểm M và đường thẳng ,để tính khoảng cách từ M đến ta làm như sau : Sơ đồ tóm tắt Sử dụng định nghĩa :Trong mặt phẳng chứa M và ta kẻ MHtại H.Ta có d(M;) = MH Cách 1 d(M;) Cách 2 Trong không gian dựng mặt phẳng () đi qua M và ()vuông góc với và cắt tại H ,ta có d(M;) = MH [2] b) Bài tập vận dụng : O S B A I D M N H Vẽ hình Xác định d(I,CM) Trong mp(ABCD) dựng OH^CM. Ta có IO//SA mà SA^(ABCD) nên IO^(ABCD). Do đó : CM^(OIH) nên IH^CM d(I,CM) = IH. Tính d(I,CM) Tính IH Gọi N là giao điểm của MO với CD.Ta có hai tam giác vuông MHO và MNC đồng dạng. Do đó , lại có . Mà OIH vuông tại O nên . Vậy d(I,CM) . C Bài tập 1:Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông ABCD tâm O cạnh a, cạnh SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SA = a. Gọi I là trung điểm của cạnh SC và M là trung điểm của đoạn AB.Tính khoảng cách từ I đến CM.[3] Giáo viên cho học sinh lập sơ đồ tư duy Hướng dẫn học sinh giải: Loại 2: Khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng. a) Cách xác định khoảng cách từ 1 điểm đến một mặt phẳng: Trong không gian cho mp(P) và một điểm M không nằm trên mp(P), để xác định khoảng cách từ điểm M đến mp(P) ta làm như sau: Sơ đồ tóm tắt d(M; (P)) Cách 1 Cách 3 Cách 2 Sử dụng định nghĩa : Gọi H là hình chiếu của M trên (P) Khi đó d(M;(P))=MH Bước 1: Dựng mp(Q) đi qua M và vuông góc với mp(P) Bước 2:Xác định giao tuyến d của mp(P) và (Q) Bước 3: Kẻ MH vuông góc với d tại H Þ MH ^ mp(P) Þ d(M;(P)) = MH Bổ đề 1 :Cho mp(P) và 2 điểm M,A không nằm trên (P).Gọi I = MA Ç (P) khi đó := [2] Lưu ý : * Các kỹ năng xác định hình chiếu của đỉnh lên mặt phẳng đáy của hình chóp: + Nếu tồn tại một mặt phẳng đi qua đỉnh vuông góc với mặt đáy thì hình chiếu của đỉnh lên mp đáy trùng với hình chiếu của đỉnh lên giao tuyến của mp đó và đáy. +Hình chóp có các cạnh bên bằng nhau hoặc các cạnh bên tạo với mặt đáy một góc bằng nhau thì hình chiếu của đỉnh lên mp đáy trùng với tâm đường tròn ngoại tiếp đa giác đáy. +Hình chóp có các mặt bên tạo với mặt đáy một góc bằng nhau thì hình chiếu của đỉnh lên mp đáy trùng với tâm đường tròn nội tiếp đa giác đáy. +Hình chóp có hai mặt bên kề nhau vuông góc với đáy thì hình chiếu của đỉnh lên mp đáy chính là giao điểm của giao tuyến hai mặt bên đó và đáy . +Hình chóp đa giác đều thì hình chiếu của đỉnh lên mp đáy chính là tâm đường tròn ngoại tiếp đa giác đáy *Ta sẽ sử dụng cách 1 trong trường hợp bài toán xác định hình chiếu của điểm trên mặt dễ dàng. * Ta sẽ sử dụng cách 2 trong trường hợp xác định được một mặt phẳng(Q) chứa điểm M, vuông góc với mặt phẳng (P) và (Q) cắt (P) . * Ta sẽ sử dụng bổ đề trong trường hợp việc tính khoảng cách trực tiếp khó khăn mà việc tính khoảng cách của điểm nào đó trong hình dễ tính hơn. b) Bài tập vận dụng : Bài tập 1: Cho hình chóp đều S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông tâm O cạnh bằng a, SA=a. Tính khoảng cách từ điểm O đến mp(SAB). [3] Xác định hình chiếu của O trên mp(SAB) Tính d(O;(SAB)). Tính OH Ta có: AC = BD = a, OI = . Xét DSAO ta có: SO = SA - AO = .Nên = + = Þ OH = d(O;(SAB)) = B C D A S H I O S.ABCD là hình chóp đều nên SO ^ (ABCD). Qua O kẻ OI vuông góc với AB Þ (SOI) ^ (SAB). Kẻ OH ^ SI Þ OH ^ (SAB) Þ d(O;(SAB)) = OH Vẽ hình Giáo viên cho học sinh lập sơ đồ tư duy Hướng dẫn học sinh giải: Nhận xét: * Nếu thay giả thiết bài toán thành tính khoảng cách từ điểm C đến (SAB) ta sẽ làm như thế nào: Ta vẫn tính khoảng cách từ điểm O đến mp(SAB) rồi sử dụng bổ đề 1 để suy ra d(C;(SAB)) Ta có: = = 2 Þ d(C;(SAB)) = * Nếu thay giả thiết bài toán thành tính khoảng cách từ điểm trung điểm K của SC đến (SAB) ta sẽ làm như thế nào: Ta vẫn tính khoảng cách từ điểm O đến mp(SAB) rồi sử dụng tính chất để suy ra d(K;(SAB))Ta có OK //(SAB) Þ d(K;(SAB)) = d(O;(SAB)) = . Bài tập 2. Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, SA vuông góc với đáy, SC tạo với đáy một góc 450. Tính theo a khoảng cách từ điểm B đến mặt phẳng (SCD). [3] Giáo viên cho học sinh lập sơ đồ tư duy Hướng dẫn học sinh giải: H S A D C B Tínhd(B;(SCD)) Vẽ hình Tính d(A;(SCD)) Kẻ AHSD tại H,mà AHCD nên AH(SCD) d(A;(SCD))=AH = = =a Tính d(B;(SCD)) Vì AB // CD nên AB// (SCD) d(B,(SCD))= d(A,(SCD))=a Nhận xét : Như vậy ở bài tập này việc tính khoảng cách từ B đến mp(SCD) bằng định nghĩa là khó khăn mà AB // CD nên AB // (SCD) . Vì vậy d(B;(SCD)) = d(A;(SCD)) . Trong khi đó việc tính khoảng cách từ A đến mp(SCD) dễ dàng hơn nhiều Lưu ý: Nếu một đường thẳng song song với một mặt phẳng thì khoảng cách giữa đường thẳng và mặt phẳng bằng khoảng cách từ một điểm bất kỳ trên đường thẳng đến mặt phẳng.[2] Giáo viên yêu cầu học sinh sử dụng sơ đồ tư duy để trình bày hướng làm bài đã nêu. Cho các học sinh khác thảo luận và so sánh với cách làm của từng học sinh. Bài tập 3: Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B, AB=3a, BC=4a; mp(SBC) vuông góc với mp(ABC).Biết SB=2a, góc SBC=30.Tính khoảng cách từ điểm B đến mp(SAC) theo a. [4] Giáo viên cho học sinh lập sơ đồ tư duy Hướng dẫn học sinh giải: d(H;(SAC)) =HK= Tínhd(H;(SAC)) K C H A S Tínhd(B;(SAC)) Vẽ hình Kẻ SH ^ BC, ta có: SH = SB.sin30 = a,BH = 3a Qua H kẻ HI ^ AC tại I .Dễ thấy (SHI) ^ (SAC). Kẻ HK ^ SI tại K Þ HK ^ (SAC) = = 4 Þ d(B;(SAC)) = B I d(H;(SAC)) =HK= Tínhd(H;(SAC)) K C H A S Tínhd(B;(SAC)) Vẽ hình Kẻ SH ^ BC, ta có: SH = SB.sin30 = a,BH = 3a Qua H kẻ HI ^ AC tại I Þ (SHI) ^ (SAC). Kẻ HK ^ SI tại K Þ HK ^ (SAC) = = 4 Þ d(B;(SAC)) = B I Nhận xét : Nhận thấy tính d(B; (SAC)) trực tiếp khó khăn vì vậy ta đã tính thông qua bổ đề bằng việc tính d(H;(SAC)) dễ hơn . Như vậy việc tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng có rất nhiều hướng suy nghĩ khác nhau do đó người học cần chọn cách nào cho phù hợp với từng bài toán cụ thể một cách nhanh nhất có thể. Đó cũng là mục tiêu hướng tới của xã hội công nghệ thông tin, của những con người thích ứng nhanh với thời cuộc hiện nay. Bài tập 4: Cho hình chóp S.ABC có đáy là tam giác vuông tại A, , SBC là tam giác đều cạnh a và mặt bên SBC vuông góc với đáy. Tính khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng (SAB). [4] Giáo viên cho học sinh lập sơ đồ tư duy Hướng dẫn học sinh giải: S A B C H I Tính d(C; (SAB)) Gọi H là trung điểm BC thì SH ^ (ABC) và SH = Ta có BC=a, Gọi I là trung điểm AB .Ta có HI= , Vẽ HK ^ SI thì HK ^ (SAB).Ta có Vậy d(C, (SAB))= 2HK = Tính d(H; (SAB)) Tính d(C; (SAB)) Vẽ hình K Nhận xét : Nhận thấy tính d(C; (SAB)) trực tiếp khó khăn vì vậy ta đã tính thông qua bổ đề bằng việc tính d(H;(SAB)) dễ hơn . Bài tập 5. Cho hình lăng trụ ABCD.A’B’C’D’ có đáy ABCD là hình chữ nhật. AB=a, AD=a. Hình chiếu vuông góc của A’ lên mp(ABCD) trùng với giao điểm O của AC và BD. Góc giữa mp(ADD’A’) và (ABCD) bằng 60. Tính khoảng cách từ điểm B’ đến mp(A’BD). [4] Giáo viên cho học sinh lập sơ đồ tư duy Hướng dẫn học sinh giải: A’ B’ C’ D’ Vẽ hình B C H O A D Ta có B’C//(A’BD) . Nên d(B’;(A’BD))=d(C;(A’BD)) Ta có A’O = .tan600= Tính d(C;(A’BD)) Tính d(B’;(A’BD)) Kẻ CH ^ BD Þ CH ^ (A’BD) Þ d(C;(A’BD)) = CH Mà = + = Þ CH = Tính d(B’;(A’BD)) Vậy d(B’;(A’BD)) = Bình luận: Qua bài tập ta có thể rút ra cách tính khoảng cách từ điểm I nào đó đến mp(a) chứa đường cao của khối chóp như sau: Bước 1: Xác định giao tuyến d của mp(a) và mặt đáy Bước 2: Chọn 1 điểm M nằm trên mặt đáy thuận lợi nhất, rồi tính d(M;(a)) bằng cách kẻ MH ^ d tại M Þ MH ^ (a) Þ d(M;(a)) = MH Bước 3: Sử dụng bổ đề (*) để suy ra Như vậy : Để tính khoảng cách giữa đường thẳng và mặt phẳng song song, khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song ta đều quy về xác định khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng Loại 3: Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau. a) Cách xác định khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau: Cho hai đường thẳng a và b chéo nhau . Cách xác định khoảng cách giữa 2 đường thẳng chéo nhau. Sơ đồ tóm tắt Sử dụng định nghĩa : Gọi AB là đoạn vuông góc chung giữa a và b khi đó d(a;b) =AB Tính d(a;b) Th1: a và b vuông góc với nhau Chọn điểm M nằm trên a (thuận lợi nhất) kẻ MH ^ b Þ mp(a,H) ^ b Kẻ HK ^ a Þ d(a,b) = HK Nói cách khác :Xác định mp()chứa a và vuông góc với b tại H. Trong mp()kẻ HKa tại K.Ta có d(a;b) =HK Th2 :a và b chéo nhau nhưng không vuông góc ta có Cách 1 :Dựng mp(a) chứa b và song song với a, d(a,b) = d(a,(a)) = d(M,(a)), trong đó M là 1 điểm bất kỳ nằm trên đường thẳng a. Cách 2 : Ta dựng mp(a)a tại O,(a) cắt b tại I .Dựng hình chiếu vuông góc của b là b’trên (a).Trong mp(a) vẽ OHb’.Từ H dựng a’//a cắt b tại B.Từ B dựng b’//OH cắt a tại A .Ta có d(a;b)=AB. Cách 1 Cách 2 [2] Nhận xét : Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau bằng khoảng cách giữa một trong hai đường thẳng đó và mặt phẳng song song với nó,chứa đường thẳng còn lại . Khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau bằng khoảng cách giữa hai mặt phẳng lần lượt song song lần lượt chứa hai đường thẳng đó b)Bài tập vận dụng : Bài tập 1. Cho khối chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a. Gọi M và N lần lượt là trung điểm của các cạnh AB và AD; H là giao điểm của CN và DM. Biết SH vuông góc với mp(ABCD) và SH=a. Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng DM và SC. [4] Giáo viên cho học sinh lập sơ đồ tư duy K H N M B C D A S Tính d(DM;SC) Xác định đoạn vuông góc chung giữa DM và SC Ta có: DCDN = DDAM Þ CN ^ DM; mặt khác SH ^ DM Þ DM ^ (SCN) Þ DM ^ SC. Kẻ HK ^ SC Þ HK ^ DM Þ d(DM, SC) = HK Tính HK Ta có S = Mặt khác S = CH.DM Þ CH = = = + = HK = Þ d(DM, SC) = Tính d(DM;SC) Hướng dẫn học sinh giải: Vẽ hình Nhận xét: Học sinh cần nắm chắc quy trình xác định đường vuông góc chung của hai đường thẳng chéo nhau Bài tập 2: Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại A, mặt bên SBC là tam giác đều cạnh a và mặt phẳng (SBC) vuông góc với mặt đáy.Tính theo a khoảng cách giữa hai đường thẳng SAvà BC. [4] Giáo viên cho học sinh lập sơ đồ tư duy Hướng dẫn học sinh giải:S A B C I J a Tính d(SA;BC) Xác định đoạn vuông góc chung giữa SA và BC Gọi I là trung điểm của BC Þ SI ^ BC Þ SI ^ mp(ABC) DABC vuông cân Þ AI = Tính IJ Kẻ IJ vuông góc với SA, DSIA vuông góc tại I . Do đó : d(SA;BC)=IJ Þ IJ = Vậy d(SA;BC) = Vẽ hình Nhận xét: Ở bài tập 1và 2 đều sử dụng cách xác định đoạn vuông góc chung giữa hai đường thẳng chéo nhau bằng định nghĩa Bài tập 3: Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông cân tại B, AB=BC=2a; hai mặt phẳng (SAB) và (SAC) cùng vuông góc với mặt đáy. Gọi M là trung điểm AB, mặt phẳng qua SM song song BC cắt AC tại N. Biết góc giữa hai mặt phẳng (SBC) và (ABC) bằng 60. Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng AB và SN theo a. [4] Nhận xét bài toán : Ở bài toán này việc xác định đoạn vuông góc chung giữa hai đường thẳng chéo nhau là khó, vì vậy ta tìm cách tính bằng khoảng cách giữa một trong hai đường thẳng đó và mặt phẳng song song với nó,chứa đường thẳng còn lại . Giáo viên cho học sinh lập sơ đồ tư duy Hướng dẫn học sinh giải:C B H D N M A S Mp(SAB) và (SAC) cùng vuông góc với (ABC) Þ SA ^ (ABC) AB ^ BC Þ SB ^ BC Mặt phẳng qua SM // BC cắt AC tại N Þ MN // BC và N là trung điểm AC MN = = a Xác định d(AB,SN) Tính d(AB,SN) Kẻ đường thẳng D đi qua N song song AB, gọi (a) là mp chứa SN và D Þ AB // (a) Þ d(AB, SN) = d(A;(a)) Kẻ AD ^ D tại D Þ (SAD) ^ (a), Kẻ AH ^ SD Þ AH ^ (a) Þ d(A,(a)) = AH SBA là góc giữa mp(SBC) và (ABC) bằng 600 Þ SA = AB.tan60 = 2a Ta có AD = MN = a Þ = + = Þ AH = Vậy: d(AB,SN) = Tính AH Vẽ hình Bài tập 4: Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi, tam giác SAB đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng (ABCD). Biết , tính theo a khoảng cách giữa hai đường thẳng AD và SC. [5] Giáo viên cho học sinh lập sơ đồ tư duy Hướng dẫn học sinh giải: Vẽ hình Tính d(AD;SC) Ta có BC // AD nên AD //(SBC) . Gọi , H là trung điểm của AB, suy ra . Do và nên Do H là trung điểm của AB và B = nên Kẻ , do nên . Kẻ , ta có Ta có , . Vậy Xác định d(AD;SC)) Tính d(A;(SBC))) S A B C D O E H K 2.4.Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục,với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường Làm cho học sinh thay đổi tư duy hình học.Khi dạy học theo kĩ thuât lập sơ đồ tư duy phần lớn gây được hứng thú cho học sinh, phát huy được tính tích cực cho học sinh, tránh tình trạng lớp học thụ động, nhàm chán, vì giáo viên không phải lặp đi, lặp lại với những cấu trúc câu hỏi gần giống nhau. Qua học theo kĩ thuật lập sơ đồ tư duy học sinh có thể tư duy một cách có hệ thống, đồng thời có thể so sánh được những nội dung kiến thức ở mỗi phần và mỗi chuyên đề với nhau, qua đó học sinh khắc sâu hơn những kiến thức theo chuẩn yêu cầu. Đề tài của tôi đã được kiểm nghiệm trong nhiều năm học giảng dạy lớp 11, được học sinh đồng tình và đạt được kết quả trong việc nâng cao khả năng chứng minh các bài toán và có cái nhìn thân thiện với các bài toán về hình học không gian trong các đề thi đại học.Các em hứng thú học tập hơn, ở những lớp có hướng dẫn kỹ các em
Tài liệu đính kèm:
- skkn_huong_dan_hoc_sinh_dung_so_do_tu_duy_he_thong_kien_thuc.doc