Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Алгебра 2014

.pdf
Скачиваний:
101
Добавлен:
06.06.2015
Размер:
2.16 Mб
Скачать

МОСКОВСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕОРИИ И МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ

Л.И. Боженкова

АЛГЕБРА

ТИПОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ УУД

Москва 2014

1

УДК 372.851

 

ББК 74.262.21

Печатается по решению кафедры

Б

теории и методики обучения

 

математике МПГУ

Боженкова Л.И.

БАлгебра: Типовые задания для формирования УУД. Учебно-методическое пособие. - ФГБОУ ВПО МПГУ, Изд-во: Эйдос, 2014. – 76 с.

ISBN 978-5–902948-89-6

Содержание учебного пособия соответствует программе по алгебре и началам анализа для общеобразовательных школ, гимназий, лицеев. Учебные материалы предназначены студентам математических факультетов педагогических вузов, учителям математики для использования в процессе обучения. Материалы будут полезны ученикам в освоении школьного курса математики и для повторения, систематизации знаний.

2

(Б) ПРИМЕРЫ ОСНОВНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ

(по темам школьного курса алгебры)

I. ЧИСЛОВАЯ ЛИНИЯ

I.1. Классификация чисел

Комплексные числа (а + bi)

действительные числа (R)

мнимые числа (bi)

рациональные числа (Q)

иррациональные числа

 

 

трансцендентные числа (π, е, αβ, где α

 

 

алгебраическое число, не равное 0 и 1,

 

 

β – иррациональное)

дробные числа

целые числа (Z)

натуральные числа (N) 0 (нуль) противоположные натуральным

нечётные числа (2k – 1, k N)

чётные числа (2k, k N)

I.2. Виды математических выражений

 

Название

Символь-

К о м п о н е н т ы

Название

вида

ная запись

 

 

 

действия

 

выражения

 

 

 

 

 

а

 

b

 

 

с - результат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

cумма

a + b = c

слагаемые

сложение

2.

произведение

a b = c

множители

умножение

3.

разность

a

- b = c

уменьшае-

вычитаемое

вычитание

 

 

 

 

 

 

 

мое

 

 

 

4.

частное (от-

a

: b = c

делимое

делитель

деление

 

ношение чи-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сел)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дробь (отно-

 

a

числитель

знаменатель

деление

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

шение чисел)

 

b

 

 

 

 

5.

степень

 

ab = c

основание

показатель

возведение

 

 

 

 

 

 

 

степени

степени

в степень

6.

корень степени

 

b

 

c

подкоренное

показатель

извлечение

 

a

 

b из числа а

 

 

 

 

 

выражение

корня

корня

7.

логарифм

logab = c

основание

выражение

логариф-

 

 

 

 

 

 

 

логарифма

под знаком

мирование

 

 

 

 

 

 

 

 

логарифма

 

I.3. Предписания для выполнения действий с натуральными числами

3

а) Предписание для сравнения натуральных чисел

НАЧАЛО

Два различных натуральных числа

числа имеют различное да количество цифр?

нет

сравнить числа поразрядно, начиная со старшего разряда (по порядку)

 

да

цифры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в одноимённых разрядах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

одинаковы?

 

 

 

 

 

 

нет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то число больше, у которого цифра

 

 

то число больше, в записи

 

в одноимённом разряде обозначает

 

 

которого больше цифр

 

большее число

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНЕЦ

б) Предписание для округления натуральных чисел

4

НАЧАЛО

Натуральное

число

отметить данный разряд (до которого округляют)

все цифры младших (следующих) разрядов заменить нулями

 

да

 

цифра,

 

нет

 

следующая за данным разрядом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от 0 до 4?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

записать результат

 

 

 

увеличить число, соответству-

округления, не меняя

 

 

 

ющее этой цифре, на 1 и запи-

цифру данного разряда

 

 

 

сать результат округления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНЕЦ

Упражнение № 21. Составьте набор задач для открытия предписания для округления натуральных чисел. Сформулируйте вопросы для этой деятельности. Какие УУД формируются при этом?

I.4. Принципы расширения числового множества (F до множества G)

1)F G;

2)в множестве G должны быть выполнимы операции и законы, выполнимые в

F, т.е. смысл «старых» операций в новом множестве – не меняется;

3)в множестве G выполняется новая операция (не выполнимая в множестве F);

4)расширение множества F должно быть минимальным.

5

б) Предписание для сложения рациональных чисел

НАЧАЛО

Два рациональных числа, не равных 0

найти модули слагаемых

да

Знаки чисел одинаковые?

нет

 

 

 

 

 

 

сложить модули чисел

из большего модуля числа

вычесть меньший модуль числа

записать перед полученным результатом сложения общий знак чисел

записать, перед полученным результатом вычитания модулей, знак числа, модуль которого больше

сложение данных рациональных чисел выполнено

КОНЕЦ

6

в) Предписание для умножения целых чисел

НАЧАЛО

Произведение неcкольких чисел

Хотя бы 1 из множителей да

равен 0?

нет

выполнить умножение модулей множителей

сосчитать число отрицательных множителей

 

 

да

 

 

Число

 

 

 

 

отрицательных множителей –

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чётно?

 

 

 

 

 

 

 

 

нет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

записать перед произ-

 

записать перед произ-

 

произведение

ведением модулей

 

ведением модулей

 

равно 0

знак « + »

 

 

знак « - »

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

записать результат умножения

КОНЕЦ

Упражнение № 22. Организуйте деятельность учащихся, направленную на обобщение действия умножения целых чисел. Какие УУД при этом формируются?

7

г) Предписание для деления рациональных чисел.

Два рациональ-

НАЧАЛО

 

 

 

 

 

 

ных числа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

делитель

нет

делимое

нет

знаки де-

нет

лимого и делителя

равен 0?

 

равно 0?

 

 

 

 

 

разные?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

да

 

да

 

да

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на нуль

 

записать

 

записать

 

 

выполнить де-

делить нельзя

 

результат: 0

 

знак « - »

 

 

ление модулей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНЕЦ

д) Предписание для приведения дробей к наименьшему общему знаменателю

(НОЗ)

НАЧАЛО

Сумма нескольких обыкновенных дробей с разными знаменателями

зафиксировать знаменатели дробей

нет

знаме-

да

натели взаимно-простые

 

 

 

числа?

 

разложить на простые множите-

ли знаменатель каждой дроби

найти произведение знамена-

телей дробей - НОЗ

выписать любое разложение и добавить в качестве множителей,

недостающие множители из других разложений - НОЗ

для каждой дроби найти дополнительный множитель: НОЗ разделить на

знаменатель каждой дроби

умножить числитель и знаменатель каждой дроби на дополнительный

множитель

КОНЕЦ

8

I.7. Классы чисел в школьном курсе математики

 

 

 

Мотивация расширения классов чисел

 

Дидактиче-

Математическая

 

Свойства

 

Математиче-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(с учётом профиля;

 

 

 

 

 

Классы

Реально-кон-

Геометрическая

Формально-

ские замеча-

 

основа

 

ская структу-

 

 

 

для гуманитарного

 

кретная

(соответствие

логическая

 

 

ния

 

 

 

 

 

ра (углубление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чисел

(практичес-

между точками

(потребности

 

 

 

 

 

 

- содержательный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

знаний)

 

 

 

и числами)

 

математики)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уровень)

 

 

 

 

 

кая)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Натуральные

счёт, измерение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

усвоение

 

 

Аксиоматическая

тео-

1)

бесконечность

 

Полукольцо

с

 

числа N

 

величин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

свойств

 

 

(ис-

рия натуральных чисел

2)

упорядоченность

нейтральным

 

(1 – 5 классы)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пользование

на

(Дж. Пеано, 1891; К.

3)

дискретность

 

)

элементом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержательном

Вейерштрасс, 1878; Г.

4)

замкнутость (+,

умножения и без

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уровне

системы

Грассман, 1861)

 

5)

ограниченность

 

нейтрального

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аксиом Пеано)

 

 

 

 

 

снизу

 

 

элемента сложе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния

 

 

 

2. Положитель-

деление целого

существование

математиче-

1) деление «аб-

Множество

упорядо-

1)

бесконечность

 

 

 

 

 

 

ные дроби

на части, изме-

на

 

числовом

ское

выраже-

страктного

 

ченных пар натураль-

2)

упорядоченность

 

 

 

 

 

(5 – 6 классы)

рение величин:

луче,

 

точек,

ние результа-

целого»

 

на

ных чисел:

 

 

3)

плотность

 

 

 

 

 

 

 

 

длина

 

отрезка

которым

 

не

та

деления

равные

 

части;

< a, b >

 

 

4)

замкнутость

 

 

 

 

 

 

 

(выделены

должна

выра-

соответствуют

любых

нату-

2) упражнения,

 

 

 

 

 

(+,·, :)

 

 

 

 

 

 

 

жаться

числом

известные

уче-

ральных

чи-

иллюстрирую-

 

 

 

 

5)

ограниченность

 

 

 

 

 

 

в дидактичес-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(каким?)

никам числа

сел

 

 

 

щие

свойство

 

 

 

 

 

снизу

 

 

 

 

 

 

 

ких целях)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плотности;

3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

алгоритмы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Целые

характеристика

существование

математиче-

1) практические

Множество

пар

нату-

1)

бесконечность

 

Минимальное

 

числа Z

изменения ве-

на

 

числовой

ское

выраже-

задачи,

 

приво-

ральных чисел

 

2) упорядоченность

кольцо,

являю-

 

(6 класс)

личин (tº, высо-

прямой

точек,

ние результа-

дящие к появле-

 

(Карл

Теодор

3)

дискретность

 

 

щееся

расшире-

 

 

та над уровнем

которым

 

не

та вычитания

нию

новых

чи-

Вильгельм

Вейер-

4)

замкнутость

 

 

нием полукольца

 

 

моря, движение

соответствуют

любых

нату-

сел; 2) алгорит-

штрасс, 1878)

 

 

(+, ·, ─)

 

 

натуральных

 

 

 

в

противопо-

известные

уче-

ральных

чи-

мы

выполнения

 

5) неограниченность

чисел

 

 

 

 

ложных напр.)

никам числа

сел

 

 

 

действий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Действительные

1) обобщение понятия рационального числа с иллюстрацией прин-

1)

Бесконечные

1)

бесконечность

Q - минимальное

 

числа R

ципов

 

расширения

одного

числового множества

до другого; 2)

десятичные дроби (К.

2)

упорядоченность

поле, являющее-

 

 

представление бесконечной десятичной периодической дроби в

Вейерштрасс, 1872)

3)

плотность

 

 

ся

расширением

4.

Рациональные

виде обыкновенной; 3) иллюстрация свойств множества рацио-

2)

Фундамен-

4)

замкнутость

отно-

кольца

целых

нальных чисел (на содержательном уровне) на примерах

 

 

 

 

тальные

последова-

 

сительно

 

всех

чисел

 

 

 

числа Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практические

«построение»

Решение

урав-

Алгоритм

из-

тельности

рациональ-

 

арифметических

R – алгебраичес-

 

(9 класс)

 

5.

задачи,

 

приво-

на

 

числовой

нений

вида:

х2

влечения

кор-

ных чисел (Георг Кан-

 

операций и

опера-

кая

система

с 2-

Иррациональ-

дящие к состав-

прямой

точек,

= b, где b не

ня квадратного

тор, 1879)

 

 

 

ции извлечение из

мя

бинарными

 

ные числа I

 

 

 

 

лению

квадрат-

соответствую-

является

точ-

из

рациональ-

3)

Сечения

в по-

 

корня из неотрица-

операциями.

Ак-

 

(8, 10 классы)

ных

уравнений,

щих

иррацио-

ным квадратом

ного числа

 

ле

действительных

 

тельного числа

 

сиомы:

поля,

 

 

где D - не точ-

нальным

 

чис-

b>0);

 

 

 

 

 

 

 

 

чисел (Рихард Деде-

5)

неограниченность

порядка,

Архиме-

 

 

ный квадрат

лам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кинд, 1872)

 

 

 

 

 

 

да, полноты

 

6.

Комплекс-

Дж.

Кардано,

установление вза-

выразить

ре-

Решение

зада-

1) геометрическая инте-

Поле С алгебраиче-

Минимальное по-

ные числа С (10

1545; Л. Эйлер,

имно-однозначн.

зультат

 

из-

чи,

приводя-

претация:

Вессель,

ски замкнуто, т.е.

ле,

являющееся

или 11 класс, ест.-

Ж. Д’Аламбер,

соответств.

меж-

влечения кор-

щей к квадрат-

Арган, Гаусс; 2) пары

любой многочлен с

расширением по-

мат. профиль)

К. Гаусс, 1799;

ду

числами и

ня

чётной

ному

уравне-

действительных чисел и

коэффициентами

из

ля

действитель-

использование

точками

«число-

степени

 

из

нию с D< 0

 

векторная интерпрета-

С разлагается на ли-

ных чисел с эле-

 

 

 

 

 

 

в мат. физике

вой плоскости»

числа а, а<0

 

 

 

 

 

ция (Гамильтон, 1837)

нейные множители

ментом i,: i2 = - 1

9

I.8. Методическая схема обучения отдельному классу чисел

Используя необходимый учебник и таблицу 1.7. организовать обучение конкретному классу чисел в следующей последовательности:

а) мотивация расширения известного числового множества; б) анализ случая неразрешимости уравнения в известном числовом множестве;

в) понятие новых чисел (присоединение новых чисел к известным); г) сравнение новых чисел и округление (если возможно); д) действия (операции) с новыми числами;

е) применение новых чисел (возвращение к первоначальному уравнению и его решение); ж) иллюстрация принципов расширения одного множеств до другого;

з) иллюстрация свойств числовых множеств; и) предъявление сведений из истории математики (например, первый кризис в ма-

тематике при изучении иррациональных чисел); к) решение различных типов задач на новом числовом множестве.

I.9. Алгебраические структуры

1.Кольцо

Некоторое множество, на котором заданы две функции, одна из которых называется сложением, а вторая – умножением, причём для любых а, b, с из этого множества сложение и умножение подчиняются аксиомам кольца* (1):

8) а · 1 = а

* Замечания: а) точнее, коммутативное и ассоциативное кольцо; б) свойства 6) и 7) иногда не включают в систему аксиом кольца.

2.Поле

Множество, являющееся кольцом, на котором выполняется аксиома: 9) для любого а ≠ 0 существует число, называемое обратным ему и обозначаемое 1/а, для которого а·1/а = 1. Число а·1/b, b ≠ 0, называется частным от деления а на b и обозначается а/b.

3.Группа

Непустое множество G называется группой, если в нем определена алгебраическая операция *, которая каждым двум элементам a, b из G ставит в соответствие элемент a * b также из G, причём операция * обладает свойствами:

1)для любых а, b, с из G: a * (b * c) = (a * b) * c – ассоциативность операции *;

2)в G существует нейтральный элемент е, такой, что: а * е = а;

3)в G существует элемент – а, такой что: а * (-а) = е – обратимость

Если групповая операция * коммутативна, т. е. a * b = b * a для любых a, b из G, то группа G называется коммутативной или абелевой. Множества: целых, рациональных, действительных и комплексных чисел являются группами относительно операции сложения чисел, играющей роль групповой операции *. Множества: рациональных, действительных и комплексных чисел без числа 0, образуют группу относительно операции умножения чисел, играющей роль групповой операции *.

10