8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ… http://slidepdf.com/reader/full/giao-trinh-ung-dung-cong-nghe-thong-tin-trong-day-hoc-toan-tac 1/189 http://www.ebook.edu.vn ĐẠ I HỌ C THÁI NGUÊN TR ƯỜ NG ĐẠ I HỌ C S Ự PH ẠM KHOA TOÁN Tr ị nh Thanh H ả i (Ch ủ biên) GIÁO TRÌNH Ứ NG D Ụ NG CÔNG NGH Ệ THÔNG TIN TRONG D ẠY H Ọ C TOÁN Thái Nguyên 6/2004
189
Embed
Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trường Đại học Sư phạm - Đại học
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Để hoàn thành t ậ p giáo trình này, chúng tôi xin trân tr ọng bày t ỏ lòng bi ế t ơ n t ớ icác c ộng sự thuộc khoa Toán tr ườ ng Đ HSP- Đ HTN đ ã tr ự c tiế p biên so ạn, góp ý và
sử a chữ a nội dung c ủa giáo trình.
Chúng tôi xin trân tr ọng cảm ơ n các em sinh viên khoa toán các khoá K34, K35trong n ăm học 2002-2003 và 2003-2004 đ ã thử nghiệm học t ậ p và góp ý cho nh ữ ngbản thảo của bộ giáo trình này trong ch ươ ng trình h ọc phần “Tin học ứ ng d ụng” dànhcho sinh viên toán, tin.
Chúng tôi xin trân tr ọng cảm ơ n Ban giám hi ệu, Phòng Đào t ạo NCKH-QHQTtr ườ ng Đ HSP- Đ HTN đ ã t ạo đ iề u kiện để chúng tôi có d ị p giớ i thiệu và h ướ ng d ẫ n hơ n300 cán b ộ giáo viên b ộ môn toán c ủa 6 t ỉ nh. Hà Giang, Sơ n La, Bắc K ạn, Lạng Sơ n ,Cao B ằ ng và Thái Nguyên làm quen và th ự c hành theo m ột số nội dung c ủa giáo trìnhnày.
Chúng tôi xin trân tr ọng cảm ơ n các tr ườ ng THPT L ươ ng Ng ọc Quyế n- TP Thái Nguyên, THPT ĐẠ I T Ừ , THCS Th ị tr ấ n Đại T ừ - huyện Đại T ừ , tr ườ ng THPT Thái Nguyên thu ộc Đ HSP Thái Nguyên đ ã t ạo đ iề u kiện cho chúng tôi th ử nghi ệm sư phạm.
Xin trân tr ọng cảm ơ n.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Hiện nay chúng tađang chứng kiến sự phát triển như vũ bão của công nghệ thông tin và truyền thông (ICT). Vớ i sự ra đờ i của Intemetđã thực sự mở ra một k ỷ nguyênứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong mọi l ĩ nh vực của đờ i sốngxã hội, kinh tế,... Trong khung cảnh đó đào tạo và giáo dục đượ c coi là “mảnh đất mầumỡ ” để cho cácứng dụng của ICT phát triển, điều đó sẽ tạo ra những thayđổi sâu sắctrong công nghệ đào tạo và giáo dục. Những công nghệ tiên tiến như đa phươ ng tiện,truyền thông băng r ộng, CD - ROM, DVD và Intemet sẽ mangđến những biến đổi cótính cách mạng trên quy mô toàn cầu trong l ĩ nh vực đào tạo, giáo dục dođó sẽ dẫn đếnnhững thayđổi trong phươ ng pháp dạy học.
Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong ngành giáo dục đã đượ c Đảng, Nhànướ c và Bộ Giáo dục vàĐào tạo đặc biệt quan tâm,đơ n cử:
+ Chỉ thị số 58 của Bộ Chính tr ị, ký ngày 17/10/2000, về đẩy mạnhứng dụng và phát triển công nghệ thông tin phục vụ sự nghiệ p công nghiệ p hoá, hiện đại hoá nêurõ: " Đẩ y mạnh ứ ng d ụng công ngh ệ thông tin trong công tác giáo d ục và đ ào t ạo ở cáccấ p học, bậc học, ngành h ọc. Phát tri ể n các hình th ứ c đ ào t ạo t ừ xa ph ục vụ cho nhucầu học t ậ p của toàn xã h ội. Đặc biệt t ậ p trung phát tri ể n mạng máy tính ph ục vụ chogiáo dục vàđào tạo, k ết nối Intemet tớ i tất cả các cơ sở giáo dục vàđào tạo".
+Quyết định của thủ tướ ng Chính phủ Số: 47/2001/QĐ-TTg phê duyệt "Quyhoạch mạng lướ i tr ườ ng đại học,cao đẳng giaiđoạn 2001 - 2010" Hà Nội, ngày 04tháng 4 năm 2001 chỉ rõ: "T ăng cườ ng n ăng l ự c và nâng cao ch ấ t l ượ ng ho ạt động thư viện; hình thành h ệ thố ng thư viện đ iện t ử k ế t nố i giữ a các tr ườ ng t ừ ng bướ c k ế t nố i và hệ thố ng thư viện của các tr ườ ng đại học, thư viện quố c gia c ủa các n ướ c trong khuvự c và trên th ế giớ i. M ở cổ ng k ế t nôi Intemet tr ự c tuyế n cho h ệ thố ng giáo d ụi đạihọc".
+Chỉ thị số 29 của Bộ tr ưở ng Bộ Giáo dục vàĐào tạo ký ngày 30/7/2001 về việctăng cườ ng giảng dạy, đào tạo vàứng dụng công nghệ thông tin trong ngành giáo dụcgiai đoạn 2001-2005 nêu rõ:" Đố i vớ i giáo d ục và đ ào t ạo, công ngh ệ thông tin có tácđộng mạnh mẽ , làm thay đổ i nội dung, ph ươ ng pháp. ph ươ ng thứ c d ạ y và học. CNTTlà ph ươ ng tiện để tiên t ớ i một “ xã h ội học t ậ p”. M ặt khác giáo d ục và đ ào t ạo đ óngvai trò quan tr ọng bậc nhấ t thúc đẩ y sự phát tri ể n của CNTT thông qua vi ệc cung c ấ pnguồn nhân làm cho CNTT”
+Chỉ thị số 40/CT-TW của Ban chấ p hành TWĐảng ra ngày 15/6/2004 về việcxây dựng, nâng cao chất lượ ng đội ngũ nhà giáo và cán bộ quản lý giáo dục đã nêu rõ:
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
"Tích c ự c áp d ụng một cách sáng t ạo các ph ươ ng pháp tiên ti ế n, hiện đại, ứ ng d ụngcông ngh ệ thông tin vào ho ạt động d ạ y và học."
Môn toán là một bộ môn vốn d ĩ có mỗi liên hệ mật thiết vớ i tin học. Toán họcchứa đựng nhiều yếu tố để phục vụ nhiệm vụ giáo dục tin học, ngượ c lại tin học sẽ làmột công cụ đắc lực cho quá trình dạy học toán.
Vớ i sự hỗ tr ợ của MTĐT đặc biệt là của Intemet và các phần mềm dạy học quátrình dạy học toán sẽ có những nét mớ i chẳng hạn:
Giáo viên không còn là kho kiến thức duy nhất. Giáo viên phải thêm một chứcnăng là tư vấn cho học sinh khai thác một cách tối ưu các nguồn tài nguyên tri thứctrên mạng và các CD-ROM.
- Tiến trình lên lớ p không còn máy móc theo sách giáo khoa hay như nội dungcác bài giảng truyền thống mà có thể tiến hành theo phươ ng thức linh hoạt. Phát triểncao các hình thức tươ ng tác giao tiế p: học sinh - giáo viên, học sinh - học sinh, họcsinh - máy tính,... trongđó chú tr ọng đến quá trình tìm lờ i giải, khuyến kích học sinhtraođổi, tranh luận,... từ đó phát triển các năng lực tư duyở học sinh.
Như vậy vớ i mục tiêu nâng cao chất lượ ng đào tạo, đổi mớ i phươ ng pháp giảngdạy thì một trong các biện pháp khả thi là biết k ết hợ p các phươ ng pháp dạy họctruyền thống và không truyền thống trongđó có sự dựng CNTT như một yếu tố khôngthể tách r ờ i.
Vớ i mục tiêu khiêm tốn là cung cấ p những thông tin banđầu để bạn đọc có thể khai thác các phần mềm toán học vào công việc giảng dạy, học tậ p của llluul chúng tôi
mạnh dạn biên soạn bộ tài liệu:Ứ ng d ụng Công ngh ệ thông tin trong d ạ y học toán. giáo trình gồm:
V ớ i nội dung chính " H ướ ng d ẫ n sử d ụng và khai thác m ột số phần mề m phổ biế ntrong d ạ y học toán "
Đây là một công việc mớ i mẻ và "quá tải" đối vớ i chúng tôi nên không thể tránhđượ c sai sót. R ất mongđượ c sự tha thứ và đóng góp ý kiến của bạn đọc, đặc biệt là cácThầy, Cô giáo và các em học sinh, sinh viên -đây sẽ là nguồn tư liệu quý giáđể chúngtôi hoàn thiện tài liệu này.
Chúng tôi xin trân trọng cảm ơ n.Địa chỉ liên lạc: Trình Thanh Hải - Khoa Toán - Tr ườ ng ĐHSP Thái Nguyên;
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
Mục lục
Chươ ng 1: DẠY HỌC TOÁN VỚI SỰ HỖ TR Ợ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TINVÀ TRUYỀ N THÔNG (ICT).........................................................................................1
1.1. Vấn đề khai thác sử dụng ICT trong dạy học toán ...............................................1 1.2. Tổ chức dạy học toán trong môi tr ườ ng ICT........................................................4 1.3. Nhận định............................................................................................................12
Chươ ng 2 SỬ DỤ NG PHẦ N MỀM GRAPH ...............................................................13 2.1. Giớ i thiệu về phần mềm Graph...........................................................................13 2.2. Làm việc vớ i Graph ............................................................................................13 2.3. Giớ i thiệu hệ thống Menu...................................................................................14 2.4. Một số chức năng cơ bản....................................................................................16 2.5. Thư viện các hàm của Graph ..............................................................................20 2.6. Khai thác phần mềm Graph ................................................................................21 2.7 Bài tậ p: .................................................................................................................21
Chươ ng 3 SỬ DỤ NG PHẦ N MỀM HÌNH HỌC ĐỘ NG.............................................22 3.1. Giớ i thiệu sơ lượ c về phần mềm Cabri Geometry..............................................22 3.2. Các vấn đề cơ bản để làm việc vớ i Cabri Geometry ..........................................22 3.3. Thao tác vớ i hệ thống các công cụ của Geometry Cabri ....................................26 3.4. Giớ i thiệu phần mềm The Geometer's Sketchpad ..............................................38 3.5. Vẽ hình vớ i phần mềm hình học Cabri...............................................................46 3.6. Sử dụng Cabri minh hoạ bài toán quỹ tích .........................................................47 3.7. Khai thác phần mềm hình học động Cabri hỗ tr ợ dạy học toán .........................50 3.8. Thảo luận và bài tậ p............................................................................................58
Chươ ng 4 .......................................................................................................................59 HƯỚ NG DẪ N SỬ DỤ NG PHẦ N MỀM MAPLE.......................................................59
4.1. Tổng quan chung về phần mềm Maple...............................................................59 4.2. Làm việc vớ i Maple ............................................................................................59 4.3. Giao diện của cửa sổ làm việc của Maple ..........................................................60 4.4. Các thao tác cơ bản trong vớ i Maple ..................................................................61 4.5. Sử dụng các lệnh của Maple ...............................................................................66 4.5. Khai báo hàm tự tạo............................................................................................85 4.6. Các cấu trúc cơ bản đượ c sử dụng trong lậ p trình của Maple ............................86 4.7.ứng dụng maple trong khảo sát hàm số..............................................................88 4.8. Sử dụng Maple hỗ tr ợ kiểm tra k ết quả tính toán. ............................................119 4.8.2 Kiểm tra tính lũy tính của một ma tr ận vuông................................................120 4.9 Sử dụng Maple hỗ tr ợ suy luận trong quá trình học toán. .................................123 4.10. Khai thác Maple trong Xác suất thống kê ......................................................133 4.11. Maple vớ i bài toán quy hoạch.........................................................................136 4.12. Khai thác Maple trong hình học .....................................................................140
Tài liệu trích dẫn, tham khảo.......................................................................................183
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
1
Chươ ng 1: DẠY HỌC TOÁN VỚ I SỰ HỖ TR Ợ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG (ICT)
1.1. Vấn đề khai thác sử dụng ICT trong dạy học toánCùng vớ i sự phát triển như vũ bão của công nghệ thông tin và truyền thông, việc
nghiên cứu và triển khai các thế mạnh của ICT nhằm hỗ tr ợ quá trình dạy học toánđượ cnhiều quốc gia và các nhà giáo dục quan tâm.
Trong tài liệu The free NCET (1995) leanet(Mathematics ang IT - apupil’sentitlement) đã mô tả 6 hướ ng cơ bản trong việc sử dụng ICT nhằm cung cấ p cácđiều kiệncho ngườ i học toán, cụ thể:
* H ọc t ậ p d ự a trên thông tin ng ượ c: Máy tính có khả năng cung cấ p nhanh và chính
xác các thông tin phản hồi dướ i gócđộ khách quan. Từ những thông tin phản hồi như vậycho phép ngườ i học đưa ra sự ướ c đoán của mình và từ đó có thể thử nghiệm, thayđổinhững ý tưở ng của ngườ i học.
* Khả năng quan sát các mô hình: Vớ i khả năng và tốc độ xử lý của MTĐT giúpngườ i học đưa ra nhiều ví dụ khi khám phá các vấn đề trong toán học. Máy tính sẽ tr ợ giúpngườ i học quan sát, xử lý các mô hình, từ đó đưa ra lờ i chứng minh trong tr ườ ng hợ p tổngquát.
* Phát hi ện các m ố i quan h ệ trong toán h ọc: MTĐT cho phép tính toán biểu bảng, xử lý đồ hoạ một n sát sự thayđổi trong cách chính xác và liên k ết chúng vớ i nhau. Việc chothay đổi một vài thành phần và quacác thành phán còn lại đã giúp ngườ i học phát hiện ramối tươ ng quan giữa cácđại lượ ng.
* Thao tác v ớ i các hình động: Ngườ i học có thể sử dụng MTĐT để biểu diễn các biểuđồ một cách sinhđộng. Việc đó đã giúp cho ngườ i học hình dung ra các hình hình học mộtcách tổng quát từ hìnhảnh của máy tính.
* Khai thác tìm ki ế m thông tin: MTĐT cho phép ngườ i sử dụng làm việc tr ực tiế p vớ icác dữ liệu thực, từ đó hình dung ra sự đa dạng của nó và sử dụng để phân tích hay làm sángtỏ một vấn đề toán học.
* Dạ y học vớ i máy tính: Khi ngườ i học thiết k ế thuật toánđể sử dụng MTĐT giúp tìmra k ết quả thì ngườ i học phải hoàn thành dãy các chỉ thị mệnh lệnh một cách rõ ràng, chínhxác. Họ đã sắ p đặt các suy ngh ĩ của mình cũng như các ý tưở ng một cách rõ ràng.
* S ử dùng đồ hoạ vớ i máy tính: Đồ thị trên máy tính là nét mớ i trong các lớ p dạy họctoán. Kenneth Ruthven bắt đầu lựa chọn, nghiên cứu và phát triển dự án sử dụng đồ hoạ máy tính từ năm 1986 (Ruthven 1990).Tuy nhiên, khái niệm, ýđịnh về một môi tr ườ ng màtrongđó ngườ i sử dụng có thể thayđổi kích thướ c to nhỏ, điều tra, tìm hiểu sự giao nhau và
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
2
độ dốc địa phươ ng đã đượ c phát triển ít lâu (David Tallđã sử dụng máy tính BBC).
Tall trình bày conđườ ng sử dụng đồ hoạ máy tính của ôngđể dạy học các phép tính từ đầu năm 1980. Phần mềm "Hìnhảnh máy tính" do ông phát triển lần đầu tiên cho máy tínhBBC. Phần mềm này cho phép ngườ i học phóng to, thu nhỏ đồ thị vớ i bất k ỳ phạm vi nào,qua đó hình thành khái niệm, chẳng hạn gradient của đồ thị. Tall đã sớ m công bố một loạtcác bài báo về sự quan hệ trong dạy toánở tạ p chí Mathematics Teaching, sau đó các bài báođượ c tậ p hợ p lại trong một cuốn sách nhỏ (Tall 1987). Hơ n nữa trong thờ i gian gần đâymột vài ngườ i tươ ng tự Tall ứng dụng bảng tính,đồ hoạ, các ý tưở ng nàyđượ c báo cáotrong Micromath (Morgan .Jones & Mcleay, 1996; Crawford, 1998; Morrison, 1998).
Một vài nghiên cứu đã chỉ ra r ằng nếu giáo viên có sử dụng đồ hoạ MTĐT trong quátrình giảng bài thì họ có thể đưa ra các câu hỏi vớ i yêu cầu cao hơ n so vớ i lớ p không sử dụng. Ví dụ, Ring (1993)đã hướ ng dẫn 2 giáo viênđể làm thế nào vớ i đồ hoạ máy tínhđể phục vụ cho câu hỏi chiến lượ c của giáo viên và phươ ng pháp trình bày kiến thức toán học.
Rich đã tr ợ giúp giáo viên sử dụng đồ hoạ máy tính và chú tr ọng đến việc khảo sát tỉ mỉ,giúpđỡ học sinhđưa ra phỏng đoán của mình. Vớ i sự hỗ tr ợ của máy tính, giáo viên có thể đề ra các câu hỏi có yêu cầu cao hoặc sử dụng những ví dụ khác nhau, quađó khai thác vaitrò quan tr ọng của đồ hoạ máy tính trong sự phân tích vấn đề. Mặt khác, sử dụng đồ hoạ cho phép ta phân tích các mối liên k ết giữa đại số, hình học. Ý tưở ng trên về sử dụng đồ hoạ máy tính cho học sinh từ 11 đến 16 tuổi đượ c trình bày trongOpen Calculalor Challengecủa Open University (1993), Graham & Galpin (1998), Arter (1993), Ruthven (1992). Colette, một nhà nghiên cứu về dạy học môn toán ngườ i Pháp, thì MTĐT có khả năng tạo ramôi tr ườ ng giải quyết vấn đề (problem solving environments) cho học sinh và môi tr ườ ngđó có vai trò to lớ n trong việc kích thích hoạt động tìm tòi khám phá và từ đó hình thànhkiến thức mớ i. Theo học thuyết kiến tạo (cosntructivist hypothesis) thì kiến thức học sinhđượ c tạo nên khi hoạt động trong môi tr ườ ng toán học, MTĐT có khả năng r ất tết trong việctạo ra môi tr ườ ng đó Trong môi tr ườ ng máy tính học sinh tiế p thu đượ c bằng chính hoạtđộng, thực hành của mình (learning hy doing).
John Mason (tác giả ngườ i Anh) năm 1992 đã phát triển ý tưở ng cho r ằng các phầnmềm máy vi tính về toán là một hệ thống các công cụ có khả năng đượ c sử dụng giải toánvà giúp nghiên cứu khái quátđể đi đến việc tìm ra các tính chất toán học.
Rosamund Sutherlandđã thông qua dự án "ANA" nghiên cứu về việc dạy học toán vớ i
phần mềm lòng cóđúc k ết r ằng: "Điều quan tr ọng nhất khi học sinh sử dụng ngôn ngữ, kíhiệu máy tính làđã có khả năng hình thành khái quát hoá toán học".
Các tác giả Mark Hunter, Paul Marshall, John Monaghan và Tom Rope (năm 1993)đãtiến hành một đợ t thử nghiệm vớ i việc sử dụng hệ thống chươ ng trình CAS trong giảng dạychođối tượ ng học sinh THCS. K ết quả thử nghiệm cho thấy khả năng suy luận toán học củahọc sinh do phươ ng tiện mớ i đem lại đạt hiệu quả r ất cao.
Toán học là một môn khoa học tr ừu tượ ng, do đó khai thác sử dụng phần mềm và
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
3
MTĐT trong dạy và học toán có những đặc thù riêng. Ngoài mục tiêu tr ợ giúp học sinhchiếm l ĩ nh kiến thức thì vấn đề phát triển tư duy suy luận lôgic, óc tưở ng tượ ng sáng tạotoán học và đặc biệt là khả năng tự tìm tòi chiếm l ĩ nh kiến thức là một mục tiêu r ất quantr ọng.
Sản phẩm của môi tr ườ ng học tậ p vớ i sự hỗ tr ợ của công nghệ thông tin là những họcsinh có năng lực tư duy sáng tạo toán học, có năng lực giải quyết các vấn đề và năng lực tự học một cách sáng tạo. Như vậy, việc tổ chức dạy - học vớ i sự hỗ tr ợ của MTĐT và các phần mềm toán học nhằm xây dựng một môi tr ườ ng dạy - học vớ i 3 đặc tính cơ bản sau:
• Tạo ra một môi tr ườ ng học tậ p hoàn toàn mớ i mà trong môi tr ườ ng này tính chủ động, sáng tạo của học sinhđượ c phát triển tết nhất. Ngườ i học cóđiều kiện phát huykhả năng phân tích, suyđoán và xử lý thông tin một cách có hiệu quả.• Cung cấ p một môi tr ườ ng cho phépđa dạng hoá mối quan hệ tươ ng tác hai chiềugiữa thầy và trò.• Tạo ra một môi tr ườ ng dạy và học linh hoạt, có tính mở .Trong các hình thức tổ chức dạy - học có sự hỗ tr ợ của công nghệ thông tin thì vai trò
của ngườ i thầy đặc biệt quan tr ọng. Nóđòi hỏi cao hơ n ở ngườ i thầy khả năng các hình thứctổ chức dạy học truyền thống. Về một gócđộ nàođó, năng lực của ngườ i thầy thể hiện quahệ thống định hướ ng giúp học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề thông qua hệ thống cáccâu hỏi. Hệ thống các câu hỏi của ngườ i thầy phải đápứng đượ c các yêu cầu sau:
• Các câu hỏi phải mang tính gợ i mở , định hướ ng giúp cho học sinh conđườ ng xử lý thông tinđể đi đến kiến thức mớ i.• Các câu hỏi phải tr ợ giúp học sinh củng cố kiến thức mớ i và tăng cườ ng khả năngvận dụng kiến thức trong thực hành.• Các câu hỏi phải có tính mở để khuyến khích học sinh phát huy tính sáng tạo, khả năng phân tích tổng hợ p, khái quát hoá các tri thức đã đượ c trang bị để giải quyết vấnđề.Điều khác biệt so vớ i các hình thức dạy học truyền thống là quá trình truyền đạt, phân
tích, xử lý thông tin và kiểm trađánh giá k ết quả đượ c giáo viên, học sinh thực hiện có sự tr ợ giúp của các phần mềm và MTĐT.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
4
1.2. Tổ chứ c dạy học toán trong môi trườ ng ICT
1.2.1. S ử d ụng ph ươ ng ti ện ICT trong các gi ờ lên l ớ p vớ i số đ ông h ọc sinh
Hình thức nàyđượ c áp dụng vớ i quy mô số học sinh từ 40 đến 60. Ngoài các phươ ngtiện dạy học thông thườ ng của một lớ p học truyền thống như bảng đen, phấn tr ắng, thướ ck ẻ... lớ p học đượ c trang bị thêm máy tính, máy chiếu Project, máy chiếu Overhead... Tronggiờ học, cả lớ p quan sát k ết quả xử lý của máy tính trên màn hình lớ n.
Hình th ứ c này có nh ữ ng đặc đ iể m sau: - Giáo viên tr ực tiế p lên lớ p khai thác các tính năng của ICTđể trình bày kiến thức
một cách sinhđộng. Một số tr ườ ng hợ p, giáo viên có thể chuẩn bị sẵn hình vẽ, bảng biểu,...để rút ngắn thờ i gian thao tác vớ i máy tính.
- Học sinh quan sát và phánđoán theo sự định hướ ng của giáo viên. Học sinh ítđượ ctr ực tiế p thao tác vớ i máy tính. Ví dụ trong dạy học định lý, mô hình tổ chức lớ p học như sau:
Như vậ y, l ớ p học thườ ng diễ n ra theo xu h ướ ng sau: - Từng học sinh làm việc gần như "độc lậ p" vớ i nhau, cùng tậ p trung vào quan sát, xử
lý những thông tin trên màn hình.
- Những học sinh khá, giỏi chưa đượ c phát huy tối đa khả năng của bản thân vì cả lớ pcùngđượ c giao một nhiệm vụ cụ thể như nhau.
- Trong lớ p học giữa các học sinh sẽ có sự ganhđua vớ i nhau, do vậy để dễ so sánh, phân loại giáo viên thườ ng có xu hướ ng tậ p trung vào giảng dạy về k ỹ năng thực hành, gợ i
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
5
lại kiến thức cũ và hệ thống lại kiến thức của học sinh.
1.2.2. T ổ chứ c ho ạt động h ọc "c ộng tác " theo nhóm nh ỏ
Học sinhđượ c chia thành các nhóm nhỏ không quá 7 học sinh.
Trang thiết bị tối thiểu mỗi nhóm có một máy tính. Nếu các máy tínhđượ c nối mạng
thì tốt hơ n vì các nhóm có thể chia sẻ thông tin vớ i nhau. Hình th ứ c này có nh ữ ng đặc đ iể m sau: - Giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm thông qua cácđịnh hướ ng gợ i mở hoặc các
phiếu học tậ p.
- Mỗi nhóm học sinh sử dụng chung một máy tính, có trách nhiệm cộng tác, chia sẻ những ý tưở ng của bản thânđể hoàn thành nhiệm vụ của nhóm cũng như của mỗi bản thân.K ết quả của nhóm chỉ thực sự có hiệu quả khi toàn bộ các thành viên trong nhóm hoànthành mục tiêu học tậ p. Như vậy mỗi thành viênđều nhận thức đượ c r ằng: Không phải mỗi
học sinh làmđượ c gìđó mà là cả nhómđã học đượ c điều gì. Như vậy ba yếu tố cơ bản củahình thức này là: Sự thành công của toàn nhóm, trách nhiệm của mỗi cá nhân trong nhóm vàđiều quan tr ọng là mọi thành viên trong nhómđều có cơ hội thành công bìnhđẳng như nhau.
Hình th ứ c làm vi ệc " cộng tác " theo nhóm nh ỏ có nh ữ ng ưu việt sau:
- Có nhiều cơ hội để thể hiện, traođổi những suy ngh ĩ của bản thân. Thay vì chỉ mộtmình giáo viên thao tác, trình bày,ở hình thức này mỗi ngườ i trong nhómđều có thể tr ựctiế p làm việc vớ i các đối tượ ng hình học và cả nhóm luôn sẵn sàngđón nhận những nhậnđịnh, phánđoán của mỗi thành viên.
- Mỗi cá nhân ngoàiđiều kiện làm việc tr ực tiế p vớ i phần mềm, còn có khả năng nhậnđượ c sự hỗ tr ợ không chỉ ở một mình giáo viên mà của cả nhóm, quađó làm tăng hiệu quả học tậ p của cả học sinhđượ c giúpđỡ và những học sinhđi giúpđỡ các bạn. Chính vì vậykhả năng thành công của mỗi cá nhânđều tăng. - Những học sinh học kém sẽ có khả năng,cơ hội bày tỏ và học hỏi nhiều hơ n ở chính các thành viên trong nhóm. Ví dụ trong dạy họcđịnh lý có thể tổ chức học tậ p theo mô hình sau:
Hình thức học "cộng tác" chỉ thực sự phát huy tác dụng nếu ta đảm bảo đượ c các yếutố quan tr ọng sau:
- Thiết lậ p sự phụ thuộc tích cực giữa các thành viên trong nhóm.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
6
- Giáo viên hình thành và phát triển đượ c k ỹ năng hợ p tác của mỗi học sinh.
- Khẳng định rõ ràng trách nhiệm của từng cá nhân trong nhóm.
- Tạo đượ c môi tr ườ ng tươ ng tác giữa các thành viên trong nhóm.
- Hình thành k ỹ năng giao tiế p,ứng xử cho học sinh trong học tậ p.
- Hình thức phân chia nhóm:Tuỳ từng nội dung mà ta có thể chia nhóm ngẫu nhiên hay chia nhóm theo trìnhđộ
ngườ i học. Ví dụ: Khi làm việc vớ i nội dung mớ i có thể sử dụng nhóm ngẫu nhiênđể họcsinh giỏi, khá có thể kèm cặ p, giúpđỡ học sinh yếu. Nếu là giờ luyện tậ p, rèn luyện k ỹ năngthì có thể phân chia theo trìnhđộ ngườ i học để giao nhiệm vụ phù hợ p nhằm phát huyđượ ctối đa khả năng của ngườ i học.
1.2.3. Hình th ứ c học sinh làm vi ệc độc l ậ p t ại l ớ p
- Mỗi học sinhđượ c sử dụng một máy tính. Lớ p học đượ c tổ chức tại phòng máy tính
của tr ườ ng.- Nhiệm vụ của cả lớ p đượ c phân thành các nhiệm vụ nhỏ để giao cho các cá nhân (do
vậy học sinhđều ý thức đượ c r ằng, tuy hoạt động độc lậ p nhưng thành công của bản thânchính là thành công của cả lớ p và ngượ c lại).
Hình th ứ c này có các đặc đ iể m ch ỉ nh sau:
- Học sinh cóđiều kiện phát huy hết khả năng của bản thân.
- Trong một thờ i điểm có thể giải quyết nhiều bài toán khác nhau. '
- Phù hợ p vớ i việc nhận thức chênh lệch trong một lớ p. Tuỳ mức độ khả năng của bảnthân mà học sinhđượ c khuyến khíchđảm nhận những nhiệm vụ vừa sức.
- Đòi hỏi trìnhđộ phân tích, tổng hợ p vấn đề của giáo viênở mức cao (vì nếu khônggiờ học phân tán, không hướ ng học sinhđượ c đến những nội dung kiến thức cần nắm saumỗi giờ học).
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
7
Trong mô hình làm việc đa tuyến, giáo viênđóng vai tròđiều khiển "từ xa" bằng cáchnêu nhiệm vụ chung của cả lớ p. Học sinh traođổi, phân chia bài toán thành các bài toán con(quá trình này có thể độc lậ p hoặc diễn ra dướ i sự tham mưu của giáo viên). Mỗi cá nhân
căn cứ vào khả năng của mình nhận thi công một môđun. Trong quá trình làm việc, có thể có sự trao đổi giữa các học sinh. K ết quả của học sinh này có thể đượ c học sinh khác sử dụng. Thậm chí, một thành viên có thể yêu cầu một thành viên khácđiều chỉnh k ết quả theohướ ng có lợ i cho việc k ế thừa cho các thành viên khác.
1.2.4. S ử d ụng ph ươ ng ti ện ICT d ạ y một nội dung ng ắn
Quỹ thờ i gian sử dụng phươ ng tiện ICT chỉ khoảng 1đến 3 phút nhằm mục đích nêura tình huống có vấn vấn đề, gợ i mở , kiểm chứng những suyđoán nhận định trong quá trình
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
8
đi tìm lờ i giải hoặc minh hoạ k ết quả lờ i giải. Hình thức này thườ ng đượ c sử dụng tronghình thức tổ chức lớ p học vớ i số đông. Giáo viên cho một vài học sinh tr ực tiế p thao tác vớ imáy tính. Hình thức này tận dụng đượ c thờ i gian lên lớ p và phù hợ p hơ n cả là các tiết họcnội dung bài mớ i.
Ví d ụ. Sử dụng Cabriđể phát hiện hoặc hình thànhđộng cơ chứng minhđịnh lý minhhoạ quỹ tích, minh hoạ k ết quả tổng quát vừa tìmđượ c vớ i những tr ườ ng hợ p cụ thể . . .
1.2.5. S ử d ụng ph ươ ng ti ện ICT để d ạ y học tr ọn vẹn m ột ph ần của bài h ọc
Vớ i mục đích sử dụng phần mềm để giải quyết tr ọn vẹn một nội dung cụ thể trong tiếthọc nên quỹ thờ i gian sử dụng phươ ng tiện có thể kéo dài từ 5 đến 10 phút. Qua việc thaotác vớ i phần mềm, học sinh phát hiện và giải quyết tr ọn vẹn một vấn đề, ví dụ dạy học kháiniệm mớ i. Hình thức này có thể sử dụng trong cả hình thức tổ chức lớ p số đông hoặc họctậ p theo nhóm. Hoạt động sử dụng, khai thác phần mềm đượ c tiến hànhđan xen vớ i cáchoạt động khác nên giờ học r ất sinhđộng phù hợ p vớ i tâm sinh lý của lứa tuổi học sinh.
1.2.6. S ử d ụng ph ươ ng ti ện công ngh ệ thông tin d ạ y tr ọn vẹn một ti ế t họcTrong hình thức này bài giảng đượ c thiết k ế thành một hệ thống liên k ết chặt chẽ phối
hợ p đan xen các hoạt động của thấy và tròđể đạt đượ c mục đích của giờ giảng. Điều đặc biệt là bài giảng đượ c thiết k ế sao cho khai thác tối đa sự hỗ tr ợ của phần mềm và MTĐT.Vớ i hình thức này, có thể thờ i lượ ng sử dụng bảng đen sẽ không như các giờ học khác vìnội dung kiến thức đượ c thiết k ế sẵn trong các Slide và giáo viên chiếu lên màn hình thaycho viết bảng (ta tạm gọi là giáo ánđiện tử). Giáo ánđiện tử đượ c biên soạn dướ i hình thứccác Slide bao gồm cácđơ n vị tri thức, các bài tậ p từ đơ n giản đến phức tạ p, tạo điều kiệncho việc l ĩ nh hội tri thức. Từ chiến lượ c sư phạm, ta cấu trúc hoá cácđơ n vị tri thức tronggiáo án. Các nội dung trình bày bao gồm các sự kiện sẽ nảy sinh trong quá trình tươ ng tác.Các tácđộng này thực hiện theo những lượ c đồ nhất định. Việc phân tích,đánh giá cácđápứng của ngườ i học thườ ng dựa trên các yêu cầu đã chuẩn bị sẵn. Số lượ ng cũng như nộidung của mỗi Slideđượ c xácđịnh sao cho thể hiện đượ c tốt nhất nội dung bài giảng cũngnhư ý đồ sư phạm. Lượ ng thông tin của mỗi Slide cũng không hạn chế, vớ i sự hỗ tr ợ củacác phần mềm công cụ thì nội dung không chỉ là dạng text (văn bản) mà còn là âm thanh,hình vẽ, ảnh động, thậm chí cả video. Giáo ánđiện tử cho phép ta trình diễn một cách tr ựcquan sinhđộng các nội dung như khảo sát hàm số, dựng hình, quỹ tích mà nếu không sử dụng máy vi tính thì không thể nào mô tả đượ c vớ i chức năng siêu liên k ết (Hyperlink) cho phép ta k ết nối các Slide của bài giảng thành một hệ thống, từ một vị trí ta có thể truy nhậ pđến bất k ỳ một nội dung (một Slide) nào khác trong bài giảng. Mặt khác, ta có thể k ết nốihàng loạt các bài giảng vớ i nhau thành một hệ thống hoàn chỉnh để giảng dạy một vấn đề,một chươ ng.
Vì giáo ánđiện tử tích hợ p sẵn một khối lượ ng kiến thức đượ c liên k ết sẵn cho phépngườ i giáo viên ôn tậ p đến phần nào, giáo viên kích chuột vào tên mục để chuyển đến slidenội dung của mục đó. Vớ i giáo ánđiện tử này tiến trình lên lớ p r ất linh hoạt, tiến trình ôn
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
9
tậ p có thể r ẽ nhánh, triển khaiđi sâu vào những nội dung chi tiết, quay lui chuyển về nhữngnội dungđã trình bày... Hơ n nữa, khối lượ ng kiến thức đượ c ôn tậ p lại trong một tiết r ất lớ nvà giáo viên tiết kiệm đượ c thờ i gianđể viết k ẻ, vẽ lên bảng. Nhờ sự hỗ tr ợ của máy tính vàgiáo ánđiện tử, giờ ôn tậ p chươ ng không còn là cảnh giáo viên liệt kê lại nội dungđã họcmà nó là quá trình làm việc tích cực của trò dướ i sự dẫn dắt của thầy. Việc làm việc vớ i"cây" kiến thức góp phần phát triển tư duy lôgic, biện chứng cho học sinh.
Tuy nhiên giáo ánđiện tử đượ c thiết k ế theo một k ịch bản của ngườ i giáo viên dự địnhtr ướ c nên việc đưa ra các tình huống là hữu hạn, các giải phápđáp ứng yêu cầu cố định,trong đó thực tế r ất đa dạng và phong phú. Vậy giáo viên cần phối hợ p vớ i các phươ ng pháp, hình thức dạy học khácđể phát huy tối đa tính tích cực, chủ động của ngườ i học nhằmnâng cao chất lượ ng dạy học.
Quy trình thiết k ế một giáo ánđiện tử:
Ví d ụ về hình th ứ c giáo án đ i ện t ử
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
10
1.2.7. S ử d ụng ICT trong ki ể m tra, đ ánh giá
Hoạt động chính của nội dung này là sử dụng MTĐT tr ợ giúp học sinh giải bài tậ p,kiểm tra nhận thức của bản thân, cụ thể:
+ Giao cho cho mỗi nhóm học sinh hoặc mỗi học sinh một máy tính. Học sinh tự sử dụng phần mềm để tìm tòi cách giải quyết vấn đề và hoàn thành nhiệm vụ đượ c giao (giảiđượ c bài tậ p hoặc hoàn thành phiếu học tậ p của cá nhân, của nhóm).
+ Kiểm tra nhận thức học sinh bằng ngân hàngđiện tử: Toàn bộ câu hỏi và đáp ánđượ c thiết k ế nạ p sẵn trong máy. Mỗi học sinhđượ c máy phát ngẫu nhiên một phiếu kiểmtra. Học sinh sẽ chọn phươ ng án tr ả lờ i bằng cách sử dụng chuột hoặc bàn phímđánh dấucâu tr ả lờ i mà học sinh cho làđúng. K ết quả chấm điểm đượ c máy tính tự động cậ p nhật vàthông báo k ết quả ra màn hình.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
11
1.2.8. Tr ợ giúp h ọc sinh t ự họcTrongđiều kiện nhiều học sinh cóđiều kiện trang bị máy tính tại nhà riêng thìđây là
một hình thức cần đượ c khuyến khích và khai thác sử dụng vì thờ i lượ ng học sinh tự học ở ngoài một phạm vi lớ p học là r ất lớ n, mặt khác nó không trói buộc học sinh về mặt thờ igian,địa điểm, cụ thể:
+ Giáo viên ra nhiệm vụ, học sinh sử dụng phần mềm độc lậ p tìm tòi vàđưa ra cáchgiải quyết vấn đề. Giáo viên kiểm tra, nhận định lại k ết quả.
+ Giáo viên thiết k ế nhiệm vụ học tậ p ghi trong các tệ p tin. Học sinh mở tệ p tin, theohướ ng dẫn và tiế p tục hoàn thành nhiệm vụ. Giáo viên có thể có thiết k ế nhiệm vụ theo từngliều (đượ c ghi trong các tệ p tin khác nhau)để học sinh có thể tự học theo chu trình r ẽ nhánh.
+ Sử dụng các bài giảng "gia sư điện tử". Toàn bộ nội dung kiến thức, ví dụ minh hoạ và bài tậ p đượ c thiết k ế dướ i dạng Website. Học sinh lần lượ t kích chọn những nội dung cầnhọc và tìm hiểu nội dungđó qua các ví dụ kèm theo. K ết thúc mỗi mục có bài tậ p cho họcsinh tự kiểm trađánh giá nhận thức của mình. Sau khi giải song bài tậ p hoặc có khó khăn,học sinh có thể mở lờ i giải hoặc hướ ng dẫn để tham khảo.
Như vậy hiệu quả của quá trình này phụ thuộc hoàn toàn vào tính chủ động, tích cực
và sự hướ ng đích r ất cao của học sinh.1.2.9. D ạ y học qua m ạng
Trongđiều kiện cơ sở hạ tầng công nghệ thông tinđang phát triển nhanh như hiện naythìở Việt Nam các hình thức đào tạo qua mạng đã tr ở nênđơ n giản. Mỗi nhà tr ườ ng đều cómột trang web riêng của mình. Học sinh truy cậ p qua mạng và thực hiện theo phácđồ họctậ p đượ c quyđịnh. Các thắc mắc hoặc traođổi đều đượ c thực hiện nhanh chóng bằng dịchvụ thư điện tử (Email) hoặc traođổi tr ực tuyến (online) vớ i giáo viên hướ ng dẫn theo cácgiờ quyđịnh.
Vớ i hình thức này, học sinh hoàn toàn tự chủ về mặt thờ i gian, nội dung và phươ ng pháp học tậ p. Hình thức này phát huyđượ c tính tích cực của học sinh, phù hợ p vớ i xu thế
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
12
mớ i của giáo dục trên thế giớ i.1.3. Nhận định
Việc khai thác có hiệu quả sự hỗ tr ợ của ICT sẽ tác động một cách tích cực tớ i hoạtđộng dạy và học bở i các yếu tố sau:
* Tính linh động, mề m d ẻo: ngườ i học bị thu hút bở i những thông tin và quá trình xử lý thông tin trên máy tính, từ đó truy tìm nguyên nhân vấn đề.
* Tính hệ thông: ngườ i học có thể điều chỉnh nhận thức của mình trong hệ thống kiếnthức để nắm đượ c vấn đề, điều hoà mâu thuẫn giữa sự hoang mang bối r ối tr ướ c vấn đề mớ ivà tính tò mò ham muốn tìm hiểu, khám phá.
* Tính k ế t hợ p: ngườ i học đượ c làm việc trong nhóm nên khai thácđượ c những ưuđiểm vàđộng viên sự đóng góp tối đa của từng cá nhân.
* Tính mục đ ích: ngườ i học cố gắng, tích cực tậ p trung caođộ vào các hoạt động nhằm
tìm hiểu, khám phá, nhận thức chođượ c đối tượ ng.* Tính đ àm tho ại: học là một hoạt động xã hội, quá trìnhđối thoại giữa ngườ i học vớ i
nhau sẽ hỗ tr ợ đắc lực cho việc nắm bắt đượ c kiến thức không chỉ trong mà cả ngoài tr ườ nghọc.
* Tính ng ữ cảnh: hoạt động học đượ c đặt ở vị trí có ý ngh ĩ a đặc biệt trong các hoạtđộng của thế giớ i thực hoặc đóng vai trò môi tr ườ ng cơ sở , dođó tạo ra một ngữ cảnh mangtính tích cực, thúcđẩy việc học của sinh viên.
* Tính ph ản ảnh: vớ i sự hỗ tr ợ của các công cụ, ngườ i học k ết nối lại những gì họ đượ c học và thu nhận những phản ánh trong các quá trình từ máy tínhđể đi đến nhữngquyết định đúngđắn.
Vấn đề sử dụng ICT trong nhà tr ườ ng đã đượ c khẳng định trong Chỉ thị 58- CT/TWngày 17- 10-2000 của Bộ Chính tr ị Ban chấ p hành Trungươ ng Đảng Cộng sản Việt nam,Chỉ thị 29-2001/CT-BGD&ĐT của Bộ tr ưở ng Bộ Giáo dục vàĐào tạo, và r ất nhiều văn bảnkhác của Chính phủ, của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Điều đó chứng tỏ tính cấ p thiết và hiệuquả của việc đưa ICT vào nhà tr ườ ng.
Câu h ỏi thảo lu ận: Khi sử d ụng ICT trong d ạ y học thì vai trò c ủa ng ườ i Thầ y có gìkhác so v ớ i các hình th ứ c d ạ y học không s ử d ụng ICT?
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
13
Chươ ng 2SỬ DỤNG PHẦN MỀM GRAPH
2.1. Giớ i thiệu về phần mềm Graph
Phần mềm Graph là một phần mềm hỗ tr ợ minh hoạ và giải quyết một số vấn đề trong bộ môn toán phổ thông tươ ng đối gọnnhẹ đượ c cài đặt trong môi tr ườ ng hệ điềuhành Windows. Toàn bộ chươ ng trình chứagọn trên một đĩ a mềm 1.44 MB của IvanJohansen. Phần mềm này hiện nay có thể download miền phí tại địa chỉ:http://www.padonwan.dk. Hiện nay đã có phiên bản 3.0 đượ c đưa lên mạng ngày20/1/2004.
2.2. Làm việc vớ i GraphĐể nạ p chươ ng trình Graph, ta thực hiện dãy thao tác:StartlPrograms/Graph hoặc
nháy chuột vào biểu tượ ng của Graph:
Giao diện của phần mềm Graph gồm các thành phần: Hệ thống menu, thanh công cụ và trang công tácđượ c chiathành 2 phần: cửa sổ trái làdanh sách các đối tượ ng:danh sách hàm (Functions),danh sách cácđiểm (Pointseries), danh sách các miềnđượ c lựa chọn (Shades) vàdanh sách tên cácđối tượ ng(Labels), cửa sổ bên phảidành để hiển thị các đốitượ ng như đồ thị, đườ ngthẳng, điểm, nhãn tên đốitượ ng,...
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
16
2.4. Một số chứ c năng cơ bản
2.4.1. V ẽ đồ th ị hàm f(x)
Để khở i tạo một đồ thị mớ i, dãy thao tác như sau:-> Function-> Insert function (hoặc chọn biểu
tượ ng … trên thanh công cụ). Xuất hiện bảng khai báo các tham số:
+ Biểu thức tổng quát của f(x),
+ Giớ i hạn phạm vi giá tr ị của đối số,
+ Kiểu nét vẽ,
+ Độ r ộng nét vẽ,
+ Mầu nét vẽ,
Khai báo xong, nhấn OK để hoàn tất công việc.
2.4.2. C ậ p nh ật đố i t ượ ng
Để chỉnh sửa đồ thị của hàm số đã có, thao tác như sau: Tr ướ c tiên lựachọn đồ thị sẽ chỉnh sửa, tiế p theochọn: ->Function ->Edit (hoặc bấmđúp vào biểu thức của f(x)ở cửa sổ bên trái) sẽ xuất hiện của sổ Editfunctionđể ta cậ p nhật lại. Ta có thể khai báo lại giá tr ị đoạn [a,b], chọn lạiđộ dày nét vẽ, nhậ p nội dung ghi chú:chođối tượ ng hoặc mầu vẽ của đườ ngtiế p tuyến. Nhấn OKđể hoàn tất công
việc.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
17
2.4.3. V ẽ ti ế p tuy ế n vớ i đồ th ị f(x) t ại đ i ể m x o
Để Vẽ tiế p tuyến vớ i đồ thị hàm số f(x) tạiđiểm xo tr ướ c tiên phải lựa chọn hàm số, tiế p theochọn: -> Function -> Insert tangent. Xuất hiệncửa sổ Insert
tangent. Ta nhậ p giá tr ị xo tại cửa sổ: x=,sau đó chọn độ r ộng, kiểu đườ ng vẽ tiế p tuyến,mầu và có thể nhậ p nội dung ghi chú cho tiế ptuyến tại cửa sổ: Description. Sau cùng nhấn OKđể hoàn tất.
Để điều chỉnh tiế p tuyến đã vẽ, bấm đúpvào biểu thức của tiế p tuyến tại cửa sổ trái, sẽ
xuất hiện cửa sổ Edit tangentđể ta cậ p nhật.2.4.4. Chèn đồ th ị của đạo hàm f'(x)
Graph có chức năng vẽ cùng mộthệ tr ục toạ độ đồ thị của hàm số f(x) vàf'(x).Để sử dụng chức năng này, tr ướ ctiên ta chọn hàm cần chèn thêmđồ thị của đạo hàmở cửa sổ bên trái, sauđóthao tác:
->Function -> Insert f'(x). Xuấthiện cửa sổ Insert (f’x). Ta khai báokhoảng [a,b], kiểu nét vẽ, độ dày, mầuvà ghi chú chođồ thị mớ i này. NhấnOK để hoàn tất.
2.4.5. Xác đị nh độ dài c ủa đồ th ị f(x) trên đ oạn [a,b]
Chức năng Length of pathcho phép ta biết
đượ c ngay giá tr ị độ dài của đồ thị hàm số f(x)trên đoạn [a,b].Để sử dụng chức năng này, tr ướ ctiên ta chọn hàmở cửa sổ bên trái sauđó thao tác: ->Calc -> length of path. Xuất hiện cửa sổ cho tanhậ p giá tr ị hai đầu mút a tại cửa sổ From: và btại cửa sổ To:, ta sẽ có k ết quả đượ c thông báoở ô
Length. Có thể nhậ p các giá tr ị a, b khác nhauđể tính nhiều lần.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
18
2.4.6. Tính di ện tích
Graph có chức năng tính nhanh diệntích phần mặt phẳng giớ i hạn bở i cácđườ ngthẳng x=a, x=b vớ i đồ thị của f(x).
Để sử dụng chức năng tính diện tíchhình phẳng, tr ướ c tiên ta chọn hàmở cửa sổ bên trái, tiế p theo ta thao tác như sau: ->Calc > Aren. Xuất hiện cửa sổ, ta nhậ p giátr ị đầu mút a tại cửa sổ From:, b tại cửa sổ To., ta có k ết quả diện tích sẽ đượ c thông
báo tại cửa sổ Area. Trên màn hìnhđồ hoạ sẽ thấy phần diện tích tươ ng ứng sẽ đượ c biểudiễn bở i cácđườ ng gạch sọc. Ta có thể nhậ p các giá tr ị đầu mút a, b khác nhauđể tính diệntích các miền khác nhau.
2.4.7. Tính giá tri f(x), f'(x), f’’(x) t ại đ i ể m x o Để sử dụng chức năng này, tr ướ c tiên ta chọn hàmở cửa sổ bên trái, tiế p theo ta thực
hiện thao tác:-> Cacl -> Evaluate, xuất hiện cửa sổ để ta
nhậ p giá tr ị của điểm xo cần tính. K ết quả đượ cthông báoở 3 cửa sổ bên dướ i lần lượ t là : f(x),f'(x), f''(x).
Ta có thể thay đổi giá tr ị xo để có đượ c k ết
quả tại cácđiểm khác nhau.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
19
2.4.8. Tính giá tr ị của f(x) trong đ oạn [a,b]vớ i bướ c chia cách đều
Chức năng Calculate table cho phânhoạch đoạn [a,b] bở i một lướ i các nút cáchđều nhau một đoạn dx và tính giá tr ị củahàm số f(x) tại cácđiểm chia.
Để lậ p bảng, tr ướ c tiên ta chọn hàmở cửa sổ bên trái, và thao tác:->Cacl ->Table,xuất hiện cửa sổ Calculate table. Ta khai báo khoảng [a,b] và bướ c chia dx. Nhấn nútCalc ta sẽ có k ết quả cần thiết.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
20
2.4.9. V ẽ các đ i ể m trên h ệ tr ục toạ độ .
Để sử dụng chức năng này, tathao tác như sau:->Function ->insert
point series..., xuất hiện cửa sổ: Insert point series. Ta cần khai báotoạ độ của điểm cần vẽ. Bên trái cócác lựa chọn
- Kiểu vẽ điểm: St yle,
- Mầu vẽ điểm: Color,
- Kích thướ c điểm: Size,
- Hiện toạ độ của điểm Show
coordinates...Khai báo song nhấn OK, ta sẽ nhậnđượ c hình ảnh các điểm trên mànhình.
2.4.10. In ấ n k ế t qu ả
Để in các k ết quả, ta chọn:->File ->Print. Xuất hiện cửa sổ Page Setup để ta xácđịnh các thông số tr ướ c khiin. Nếu cần lựa chọn máy introng danh sách các máy inđã càiđặt; ta chọn tiế p Printer...Để đưara máy in, ta chọn OK.
2.5. Thư viện các hàm của Graph
Trong phần mềm Graph, các hàmđượ c thiết k ế cài đặt trong thư viện tươ ng đối phong phú, tuy nhiên các hàm sau thườ ng đượ c sử dụng nhiều trong chươ ng trình phổ thông:
ABS - Hàm lấy giá tr ị tuyệt đối của đối số,
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
21
SQR - Hàm cho giá tr ị bình phươ ng của đối số,SQRT - Hàm cho giá tr ị là căn bậc hai của đối số,SIN - Hàm cho giá tr ị hàm số sin của đối số,COS - Hàm cho giá tr ị hàm số cosin của đối số,
TAN - Hàm cho giá tr ị hàm số tang của đối số,ARCSIN - Hàm cho giá tr ị của hàm số ngượ c của hàm số sin,
ARCCOS - Hàm cho giá tr ị của hàm số ngượ c của hàm cosin,
ARCTAN - Hàm cho giá tr ị của hàm số ngượ c của hàm tan,
LN - Hàm cho giá tr ị logarit cơ số e của đối số,LOG - Hàm cho giá tr ị logarit cơ số thậ p phân của đối số,PI - Cho giá tr ị của số ơ i,
Toán tử ^ : dùngđể biểu diễn luỹ thừa, ví dụ 10^3 là 1000, 2^8 là 256.Để biết thêm chi tiết, chọn Helpđể tra cứu những thông tin cần thiết.
2.6. Khai thác phần mềm GraphGraph cho ta một công cụ tươ ng đối đầy đủ để dạy học nội dungĐạo hàm vàứng
dụng của nó trong chươ ng trình toán lớ p 12,đặc biệt là nội dung khảo sát hàm số và nộidungứng dụng tích phân tính diện tích một miền.
Phươ ng pháp chủ yếu là dùng Graphđể minh hoạ và kiểm tra k ết quả. Sau khi họcsinhđã hoàn thành khối lượ ng công việc, giáo viên có thể sử dụng Graphđể học sinh kiểmtra lại k ết quả tính toán của mình và khảo sát chi tiết thêm hàm số nhờ vào các công cụ củaGraph.
Ta có thể sử dụng Graphđể vẽ đồ thị sau đó lưu tr ữ đồ thị dướ i dạngảnh để đưa vàogiáo án soạn trên Word hoặc Powerpoint.2.7 Bài tập:
a) Khảo sát các hàm số
b) Minh hoạ việc từ đồ thị hàm số f(x) suy rađồ thị các hàm số: f(|x|). |f(x)|, |f(|x|)l|cũng như tính chất của hàm số mũ, hàm số lôgarit.
c) Sử dụng các chức năng của Graphđể kiểm tra k ết quả tính toán các bài tậ p tínhđộ dài, diện tích và tích phân xácđịnh trong sách giáo khoa THPT.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
22
Chươ ng 3SỬ DỤNG PHẦN MỀM HÌNH HỌC ĐỘNG
3.1. Giớ i thiệu sơ lượ c về phần mềm Cabri Geometry
Phần mềm Cabri Geometry là k ết quả nghiên cứu của phòng nghiên cứu cấu trúc r ờ ir ạc và phươ ng pháp giảng dạy - Trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia - tr ườ ng Đại họctổng hợ p Joseph Fourier Grenoble (Pháp). Hai ngườ i có công lớ n trong việc phát triển CabriGeometry là Laborde và Franck Bellemain. Jean - Marie Laborde bắt đầu phát triển dự ánCabri II từ năm 1981 như một môi tr ườ ng cho lý thuyết đồ thị. Franck Bellemain bắt đầulàm việc về dự án Cabri II vào 1986 và chịu trách nhiệm để viết những phiên bản đầu tiêncủa phần mềm Cabri Geometry.
Hiện nay phần mềm Cabri Geometry II có thể download mi ễ n phí tại địa chỉ http://www.ti.com/calc. Tệ p nén wcabri.zip có kích thướ c 3258 KB. Khi cở i nén, chươ ngtrình tự động tạo một thư mục mớ i ở thư mục gốc ổ C vớ i tên là CABRI vớ i dung lượ ngkhoảng 5 MB. -
Giao diện làm việc của Cabri cho phép chọn các ngôn ngữ khác nhau vớ i ngầm định làtiếng Anh. Tuy nhiên ta có thể Việt hoá các hệ thống mệnh của Cabri.
3.2. Các vấn đề cơ bản để làm việc vớ i Cabri Geometry3.2.1. .Kh ở i động Cabri Geometry
Cabri là phần mềm có thể chạy trên nền của hệ điều hành MS - DOS và Windows.Chúng tôi sẽ giớ i thiệu về phiên bản Cabri for Windows.
Để gọi Cabri ra làm việc, ta thực hiện lần lượ t các thao tác kích chuột: -> Start ->programs -> Cabri Geometry II -> Cabn Geometry II.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
23
Ta có thể tạo Shortcutđể đóng của Cabri Geometry trên màn hìnhđể việc gọiđượ c thuận tiện hơ n.
Sau khi khở i động, giao diện của Cabri như sau:
3.2.2. H ệ thố ng menu bar c ủa Cabri:
Cabri có hệ thống mênh bai gồm 5 nhóm chức năng chính, mỗi nhómứng vớ i một hệ thống mênh dọc (Popup).
* Nhóm ch ứ c n ăng File - New (CTRL+ N): Mở một tệ p (một trang hình học)
mớ i.- Open (CTRL+ O): Mở một tệ p của Cabriđã có lưu
tr ữ trênđã (ta ph ải chọn ổ đ ã, th ư mục l ư u giữ t ệ p tin, ch ọn
tên t ệ p tin c ần mở ).- Close (CTRL+ W): Đóng tệ p tin đang làm việc Nếu
ta chưa lưu tr ữ tệ p tin, Cabri sẽ nhắc: Nếu chọn Yes: Cabri sẽ lưu tr ữ tệ p tin tr ướ c khiđóng. Nếu chọn No: Cabri sẽ khônglưu tr ữ những thayđổi của tệ p tin so vớ i lần ghi tr ướ c đóhoặc không lưu tr ữ. Chọn Cancel là huỷ bỏ lệnh đóng Cabri.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
24
- Save (CTRL + S): Lưu tr ữ tệ p tin trênmàn hình. Nếu là lần lưu tr ữ đầu tiên sẽ xuất hiệncửa sổ Save, ta phải chọn ổ đĩ a, thư mục lưu tr ữ tệ p tin và tên của tệ p tin này. Những lần thựchiện lệnh ghi sau, Cabri không hỏi mà sẽ tự động ghi theo thông số đã chọn.
- Save As: Lưu tr ữ tệ p vớ i tên mớ i.- Show Page: Xem toàn bộ tệ p tr ướ c khi in (ta có thể chọn vùng in bằng cách di
chuyển khung chữ nhật đến vị trí cần thiết).
- Page Setup:Định các thông số tr ướ c khi in nội dung tệ p.- Print (CTRL+P): Thực hiện lệnh in- Exit (CTRL+Q): K ết thúc phiên làm việc.
* Nhóm ch ứ c n ăng Edit: (bao gồm 8 chứcnăng)
- Undo (CTRL+ Z): Huỷ bỏ lệnh vừa thựchiện.
- Cut (CTRL + X): Cắt bỏ cácđối tượ ng đãđượ c lựa chọn đánh dấu khỏi màn hình làm việcvà lưu tạm vào bộ đệm Clipboard.
- Copy (CTRL + C): Copy cácđối tượ ngđã đượ c lựa chọn đánh dấu lưu tạm vào bộ đệmClipboard.
- Paste (CTRL+ V):Đưa cácđối tượ ng đang lưu tạm trong bộ đệm Clipboard ra vị trí
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
25
con tr ỏ.- Clear (Del): Xoá bỏ cácđối tượ ng đã đượ c lựa chọn đánh dấu.-Select All (CTRL+ A): Đánh dấu lựa chọn tất cả cácđối tượ ng.
- Replay Construction: Xem lại toàn bộ quá trình dựng hình.
- Refresh Drawing (CTRL+ F): Lấy lại hoạ tiết thao tác dựng hình.* Nhóm menu Options : (gồm 5 chức năng cho phép lựa chọn thuộc tính)
- Hide Attributes: Cho hiện hayẩn thanh côngcụ lựa chọn thuộc tính cho cácđối tượ ng.
- Preferences...: Khai báo lựa chọn các tham số hệ thống như: lựa chọn đơ n vị mầu, mầu đối tượ ng,chế độ hiển thị, font chữ hệ thống . . .
Nếu ta muốn thayđổi các thuộc tính ngầm địnhcủa Cabri thì cần phải khai báo, lựa chọn theo ý của ngườ i sử dụng. Để lưu tr ữ lại sự lựachọn ta bấm chọn vào ô: [ ]Keep as defaults. Nếu muốn lưu tr ữ cấu hình như một mẫuriêng, ta bấm chọn vào ô Sa ve to file.
- Language: Lựa chọn ngôn ngữ hiển thị (có nhiều lựa chọn như: ngôn ngữ Anh,Pháp,Đức, Đan Mạch...).
- Font: Lựa chọn kiểu chữ chođối tượ ng đangđượ c lựa chọn.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
28
+ D ự ng một đ oạn thẳ ng:
Kích chuột vào biểu tượ ng chọn Segment, đưa bút chì lần lượ t xácđịnh điểm thứ nhất, điểm thứ 2 tađượ c đoạn thẳng tươ ngứng.
+ D ự ng một tia, bi ế t g ố c và h ướ ng:
Ta chọn chức năng dựng tia: Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn Ray. Đưa bút chìxác định điểm gốc của tia, sauđó di chuyển chuột để chọn hướ ng của tia cần xácđịnh; bấmchuột tráiđể xácđịnh điểm thứ 2, tađượ c tia cần dựng.
+ D ự ng một véc t ơ khi biế t hướ ng và 2 đầu mút:
Ta chọn chức năng dựng véctơ : Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn Vector, sau đóđưa bút chì xácđịnh điểm gốc vàđiểm ngọn của véc tơ cần dựng. Sau khi chọn xong 2điểmta đượ c véc tơ tươ ngứng.
+ D ự ng tam giác:
Ta chọn chức năng Dựng hình tam giác: Kích chuột vào biểu tượ ng, chọnTriangle, sauđó đưa bút chì lần lượ t xácđịnh vị trí 3đỉnh của tam giác, khiđó ta sẽ đượ ctam giác tươ ngứng.
+ Ch ứ c năng d ự ng đ a giác:
Chọn chức năng dựng hìnhđa giác: Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn Polygon, sauđó đưa bút trì lần lượ t xácđịnh cácđỉnh, k ết thúc bấm đúp chuột trái, tađượ c đa giác tươ ngứng vớ i cácđiểm đã chọn.
+ Ch ứ c năng d ự ng một đ a giác đề u:
Chọn chức năng dựng hìnhđa giác đều: Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn RegularPolygon. . Tr ướ c tiên tađưa bút chì xácđịnh tâm của đa giác, sauđó di chuyển bút chìđể xácđịnh bán kính của đườ ng tròn ngoại tiế p đa giácđều đó.Ở tâm xuất hiện số cạnh của đagiác, ta dùng chuột xácđịnh số cạnh cần có. K ết thúc bấm chuột trái.
3.3.4. Nhóm ch ọn công c ụ vẽ các đườ ng cong
Khi bấm chuột chọn nhóm công cụ này, xuất hiện bảng gồm 3 chứcnăng vẽ cung,đườ ng tròn vàđườ ng cônic.
• Circle: Vẽ đườ ng tròn khiđã xácđịnh tâm và bán kính,
• Arc: Vẽ cung tròn qua 3điểm,
• Conic: Vẽ đườ ng conic qua 5điểm,
* Sử dụng các công cụ:
+ D ự ng hình tròn:
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
29
Chọn chức năng dựng hình tròn: Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn Circle, sau đóđưa bút chì xácđịnh tâm của hình tròn, di chuyển chuột để xácđịnh bán kính và bấm chuộttrái.Để thayđổi bán kính, ta tr ở về chế độ con tr ỏ, sauđó chỉ chuột vàođườ ng tròn, sẽ xuấthiện hình bàn tayđể ta thayđổi bán kính. Muốn di chuyển đườ ng tròn, ta chỉ vào tâm tiế ptheo giữ phím tráiđể di chuyển hình vẽ.
+ D ự ng một cung tròn:
Sử dụng chức năng dựng cung tròn: Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn Arc, sauđóđưa bút chì xácđịnh 3điểm, từ đó hoàn toàn xácđịnh một cung tròn tươ ngứng vớ i 3 điểmđã chọn. Muốn thayđổi, ta đưa bút chì vào một trong 3điểm xácđịnh cung trònđể điềuchỉnh. Muốn di chuyển cả cung tròn tađưa bút chì vào một điểm bất k ỳ trên cung tròn(ngoài 3điểm)để di chuyển.
+ D ự ng đườ ng cônic:
Chọn công cụ dựng cácđườ ng côníc: Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn Conic, sauđó ta xácđịnh lần lượ t 5 điểm. Tuỳ vị trí 5điểm sẽ cho ta cắ p hay parabol, hypecbol...
3.3.5. Nhóm ch ọn công c ụ xác đị nh đ i ể m, đườ ng, ảnh các đố i t ượ ng hình h ọc đượ c d ẫ n xuấ t t ừ các đố i t ượ ng hình h ọc đ ã có
Khi bấm chuột chọn nhóm công cụ này, xuất hiện gồm10 chức năng:
• Perpendicular Line: Dựng đườ ng thẳng
đi qua một điểm và vuông góc vớ i một đoạn thẳng,đườ ng thẳng. . . nàođó.
• Parallel Line: Dựng đườ ng thẳng đi qua 1điểm và song song vớ i một đoạn thẳng, đườ ngthẳng... nàođó.
• Midpoint: Xác định điểm giữa của 2điểm, trungđiểm 1đoạn thẳng.
• Perpenđicular Bisector: Dựng đườ ng trung tr ực của đoạn thẳng, giữa 2điểm...
• Ang le Bisector: Dựng đườ ng phân giác của 1 góc khi biết 3 điểm.
• Vector Sum: Xácđịnh tổng 2 véc tơ .
• Compass: Dựng đườ ng tròn vớ i tâm và bán kính xácđịnh.
• Measurement Transfer: Xácđịnhảnh của một điểm cách một điểm cho
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
31
+ D ự ng một hình tròn có bán kính cho tr ướ c: Ta chọn chức năng "Dựng đườ ng tròn có bán kính xácđịnh": Kích chuột vào biểu
tượ ng, chọn Compass, sau đó đưa bút chì xácđịnh 2 điểm của đoạn thẳng chọn làm bán kính hoặc chọn một đoạn thẳng đã có để làm bán kính, tiế p theo chọn tâm của đườ ng
tròn. Tađượ c đườ ng tròn cần dựng. Tuy nhiên, khi chođoạn đườ ng thẳng đã chọn thayđổivề độ lớ n thìđườ ng tròn cũng thayđổi theo.
+ D ự ng một đ iể m trên m ột đố i t ượ ng đườ ng thẳ ng, vớ i khoảng cách c ủa đ iể m này vớ imột đ iể m xác định thu ộc đườ ng là m ột số xác định (khoảng cách hayđộ dài của một cung):
Để xác định khoảng cách, ta chọn một số xác định trên hình chọn công cụ Numerical Edit "Tạo số" để gõ số và đơ n vị. Thao tác tiế p theo bao gồm: Chọn chức năng
Measurement Transfer: "xác định điểm vớ i khoảng cách", sauđó đưa bút chì chọnđiểm gốc vàđưa bút chì chọn con số đã đượ c nhậ p tr ướ c đó ở màn hình; trên màn hình xuất
hiện một đườ ng chấm k ẻ, ta di chuyển chọn hướ ng, bấm chuột tráiđể xácđịnh điểmảnh.+ T ự động xây d ự ng t ừ ng bướ c đố i t ượ ng hình h ọc ( đ iể m, đườ ng)- xây d ự ng qu ỹ tích
thông qua s ự chuyể n động của đ iể m:
Ta chọn chức năng: "Dựng quỹ tích của một điểm": Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn
Locus và thiết lậ p mối tươ ng quan giữa cácđiểm, đườ ng vớ i nhau, sauđó cho một số điểm, đườ ng thayđổi để xácđịnh quỹ tích.
+ Định ngh ĩ a l ại đố i t ượ ng theo s ự phụ thuộc ban đầu của một nhóm đố i t ượ ng: Kíchchuột vào biểu tượ ng, chọn LJ Redefine Ohject. Ta sử dụng chức năng nàyđể đưa một đối
tượ ng hình học này chuyển thành một đối tượ ng hình học khác.3.3.6. Nhóm ch ọn công c ụ d ự ng ảnh qua các phép biên hình
Khi bấm chuột chọn hóm công cụ này, xuất hiện bảng gồm 6 chức năng:
• Renection: Dựng hìnhđối xứng qua một đườ ngthẳng,đoạn thẳng của một hình nàođó.
• Symmetry: Xoay hình 1 góc 1800.
• Translation: Xác định ảnh một hình qua một phép tịnh tiến theo một véc tơ .
• Rotation: Xác định ảnh của một hình qua một phép quay.
• Dilation: Xácđịnhảnh của một điểm qua một phép vị tự.
• Inverse: Xácđịnhảnh của 1 điểm đối xứng qua cung,đườ ng tròn.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
32
* Sử dụng các công cụ:
+ D ự ng hình đố i xứ ng c ủa đố i t ượ ng hình h ọc qua m ột đườ ng, đ oạn thẳ ng, tia, tr ụctoạ độ cạnh tam giác, đ a giác...
Ta chọn chức năng "Phépđối xứng qua một đườ ng". Kích chuột vào biểu tượ ng, chọnReflection, sau đó lựa chọn điểm gốc và đườ ng chọn làm tr ục đối xứng, tađượ c ảnh
của điểm đó đối xứng quađườ ng đã chọn.
+ Xoay hình m ột góc 180 0 quanh m ột đ iể m xác định:
Ta chọn chức năng " Phépđối xứng tâm": Kích chuột vào biểu tượ ng, chọnSymmetry, sauđó lần lượ t lựa chọn điểm cần lấy đối xứng vàđiểm gốc, ta sẽ thuđượ c ảnhcủa điểm đã chọn qua phépđối xứng tâm.
+ D ự ng hình ảnh của một đố i t ượ ng hình h ọc qua phép t ịnh tiế n theo m ột véc t ơ :Bướ c 1 : Ta phải xácđịnh véc tơ làm hướ ng và khoảng cách cho phép tịnh tiến.
Bướ c 2: Chọn chức năng "Phép tịnh tiến hình": Kích chuột vào biểu tượ ng, chọnTranslation, lần lượ t chọn đối tượ ng cần dựng ảnh qua phép tịnh tiến và xácđịnh véc tơ đượ c chọn làm hướ ng và khoảng cách cho phép tịnh tiến, tađượ c ảnh của hìnhđó qua phéptịnh tiến.
+ D ự ng ảnh của một đố i t ượ ng hình h ọc qua phép quay (v ớ i một đ iể m xác định là m ột góc xác định)
Xác định đối tượ ng cần quay, tâm quay và cuối cùng là góc quay (số hiện trên màn làgóc).
Bướ c 1 : Sử dụng chức năng Numerical Edit "gõ số và đơ n vị" để xác định góccủa phép quay.
Bướ c 2: Chọn chức năng "Phép quay quanh một tâm": Kích chuột vào biểu tượ ng,
chọn Rotation, tiế p theo lựa chọn hình cần quay,điểm chọn làm tâm quay và cuối cùngchỉ vào số xácđịnh góc quay. Tađượ c ảnh qua một phép quay.
+ D ự ng một đ iể m, hình hay đườ ng của một đố i t ượ ng qua m ột phép v ị t ự (vớ i mộtđ iể m và một số xác định)
Bướ c l: sử dụng chức năng Numerical Editgõ số và đơ n vị để nhậ p một giá tr ị chọn làm tỷ số của phép giãn.
Bướ c 2: Chọn chức năng "Giãnđối tượ ng ": Kích chuột vào biểu tượ ng, chọnDilation, tiế p theo lựa chọn hình cần giãn vàđối tượ ng liên quanđến phép giãn (tâm, tr ục)và xácđịnh hệ số của phép giãn, ta thuđượ c k ết quả.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
33
+ D ự ng đ iể m đố i xứ ng của một đ iể m qua cung tròn: Xác định điểm cần có điểm đối xứng và cung tròn. Ta sử dụng chức năng "đối xứng
qua cung tròn": Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn Inverse, tiế p theo lựa chọn điểm cầnlấy đối xứng và cung trònđượ c chọn làm căn cứ để đối xứng, ta thuđượ c điểmảnh.
3.3.7. Nhóm công c ụ xây d ự ng macroKhi bấm chuột chọn nhóm công cụ này, xuất hiện bảng gồm 3 chức năng:
• Initial Objects: Xác định các đối tượ ng ban đầu để thực hiện các lệnh macro.
• Final Object: Xác định cácđối tượ ng thu đượ c saukhi k ết thúc việc thực hiện các lệnh của macro.
• Define Macro: Định ngh ĩ a tên và chọn phím tắt cho macro mớ i.* Sử dụng các công cụ:Bướ c 1 : Dựng hoàn chỉnh hình vẽ
Bướ c 2: Bấm vào biểu tượ ng, chọn Initial Objects, sau đó bấm chuột vào nhữngđối tượ ng đượ c coi là những đối tượ ng xuất phát (định ngh ĩ a lúc banđầu X)
Bướ c 3 : Bấm vào biểu tượ ng, chọn Final Object, sau đó bấm chuột vào nhữngđối tượ ng đượ c coi là những đối tượ ng k ết thúc (Y)
Bướ c 4: Bấm vào biểu tượ ng, chọn Define Macro để ghi lại macro quá trình dựnghình, ta phải đặt tên cho Macro.
Bướ c 5: Chạy các macro (ta phải xácđịnh cácđối tượ ng đầu vào (X), chạy macro ta sẽ thuđượ c (Y)).
3.3.8. Nhóm ch ọn công c ụ ki ể m tra thu ộc tính
Khi bấm chuột chọn nhóm công cụ này, xuất hiện bảng gồm 3 chức năng:
• Collinear: Kiểm tra xem 3điểm có thẳng hànghay không ?
• Parallel: Kiểm tra xem 2đườ ng thẳng,đoạnthẳng... có song song không?
• Perpendicular: Kiểm tra xem 2đườ ng thẳng,đoạ thẳng... có vuông góc vớ i nhau không ?
• Equidistant: Kiểm tra 2điểm có cáchđều 1điểm không ?
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
34
• Member: Kiểm tra một điểm có thuộc một hình hay không ?* Sử dụng các công cụ:
+ Ch ứ c năng " Xác định thẳ ng hàng ":
Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn Collinear, sauđó chọn cácđiểm cần xácđịnh cóthẳng hàng hay không. Sau khi chọn điểm thứ 3, xuất hiện một khung chữ nhật, ta đưakhung nàyđến một vị trí nàođó trên màn hình, bấm chuột, k ết quả kiểm tra sẽ xuất hiệntrong khungđó.
+ Ch ứ c năng "Song song không ":
Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn Parallel:, lần lượ t xác định các đoạn thẳng,đườ ng thẳng cần kiểm tra, k ết quả sẽ đượ c thông báo trong một khung chữ nhật.
+ Ch ứ c năng "Vuông góc không ": Kích chuột vào biểu tượ ng, chọnPerpendicular:. Sử dụng tươ ng tự chức năng kiểm tra tính song song của 2 đoạn thẳnghoặc 2đườ ng thẳng.
+ Ch ứ c năng "Cách đề u nhau ":Để kiểm tra xem trong 3điểm đượ c lựa chọn có khoảng cách vớ i nhau có bằng nhau không?Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn Equidistant, sauđó lần lượ t bấm chuột vào cácđiểm, nếu khoảng cách dôi 1 là như nhau, tađượ c thông báo 3điểm có cáchđều hay không.
+ Xác định một đ ôi t ượ ng này có thu ộc đố i t ượ ng khác không:
Sau khi chọn công cụ: Kích chuột vào biểu tượ ng, chọn Member, ta lần lượ t lựa chọn
đối tượ ng cần kiểm tra vàđối tượ ng có khả năng chứa đối tượ ng cần kiểm tra. K ết quả đượ cthông báo trong khung chữ nhật.3.3.9. Nhóm ch ọn công c ụ đ o đạc t ỉ nh toán
Khi bấm chuột chọn nhóm công cụ này, xuất hiện bảng gồm 7 chức năng:
• Distance and Length: Xác địnhkhoảng cách giữa 2 đối tượ ng, độ dài 1 đoạnthẳng, mọi cung, chu vi của một hình hình học.
• Area: Tính diện tích hình tròn, tamgiác,đa giác...
• Slope:Xácđịnh hệ số góc y/x.
• Angle: Xácđịnh số đo của góc.
• Equation and Coordinates: Xácđịnh toạ độ điểm hay phươ ng trình củađườ ng thẳng.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
35
• Calculate: Tính toán tr ực tiế p (tươ ng tự như một máy tính bỏ túi)
• Tabulate: Đặt các số liệu tính toán vào bảng.* Sử dụng các công cụ:
+ Ch ứ c năng " Khoảng cách và chi ề u dài ":
Để xác định khoảng cách giữa 2 điểm bất k ỳ, sau khi chọn chức năng Distanceand Length, ta lần lượ t bấm chuột để xácđịnh 2điểm cần đo. Để xácđịnh chu vi của mộthình, tađưa bút chì vàođối tượ ng cần xácđịnh chu vi. K ết quả sẽ đượ c thông báo trongkhung chữ nhật.
+ Ch ứ c năng “Tính di ện tích c ủa đ a giác, hình tròn, hình ellipse “:
Ta chọn chức năng Area "Diện tích hình", sau đó đưa bút chì xácđịnh hình cầnđo diện tích. K ết quả đượ c thông báo trong khung chữ nhật.
+ Xác định độ d ố c (hay tg - xác định t ỉ số y/x) của đườ ng, đ oạn, tia hay véc t ơ .
Ta chọn chức năng Slope "Xác định rõ của đườ ng thẳ ng (y/x)" sau đó đưa bút chìxácđịnh đườ ng thẳng,đoạn thẳng, véc tơ hoặc tia cần xácđịnh hệ số góc.
+ Xác định độ l ớ n của góc đượ c xác b ở i ba đ iể m ( đ iể m thử hai là đỉ nh của góc): Ta
chọn chức năng Angle "Góc nghiêng", sau đó đưa bút chì xácđịnh 3 điểm theo thứ tự lần lượ t thuộc cạnh thứ nhất, đỉnh và cạnh còn lại.
+ Xác định toạ đ ô của đ iể m hay ph ươ ng trình c ủa đườ ng:
Ta chọn chức năng Equation and Coordinates "'Hàm bi ể u diễ n đườ ng và to ạ độ đ iể m", sau đó đưa bút chìđể lựa chọn điểm cần xácđịnh toạ độ hoặc lựa chọn đườ ng cầnxácđịnh phươ ng trình hàm biểu diễn.
+ Tính k ế t quả phát sinh c ủa biể u thứ c:
Chọn chức năng Calculate "Tính toán ta sẽ có một máy tính bỏ túi vớ i các phéptoán số học cơ bản. Để đưa k ết quả ra màn hình, ta chọn chức năng INV, tađượ c thông báo"Result" và k ết quả tính toán.
+ Đặt các giá tr ị tính toán, hay các s ố liệu vào b ảng:
Ta chọn chức năng Tabulate "Lậ p bảng kê ", sauđó đưa bút chì ra màn hình vạchmột khung bảng, số cột và số dòng tuỳ theo ta lựa chọn. Để chuyển dữ liệu vào bảng, ta phảichuyển lần lượ t từng dòng một bằng cách chỉ bút chì vào con số hoặc dữ liệu cần đưa vào bảng.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
36
3.3.10. Nhóm công c ụ số đặt tên cho các đố i t ượ ng và xác đị nh yêu t ố động
Khi bấm chuột chọn nhóm công cụ này, xuất hiện bảnggồm 8 chức năng:
• Label: Tạo, sửa các nhãnđể đặt tên cácđốitươ ng hình học.
• Comments: Tạo, sửa lờ i chú thích.
• Numerical Edit: Tạo, sửa lại các số.
• Mark Angle: Đánh dấu gócđã chọn.
• Fix/Free: Xác định điểm là cố định hay
chuyển động.• Trace On/Off: Tạo ảnh cho sự di chuyển của đối tượ ng hình học (để lạivết).
• Animation: Chođối tượ ng đã chọn chuyển động theo một ràng buộc đãXácđịnh tr ướ c...
• Multiple Animation: Thực hiện chuyển động phức tạ p, hỗn hợ p.* Sử dụng các công cụ:
+ T ạo các nhãn cho các đố i t ượ ng hình h ọc:
Lựa chọn chức năng Label " Đánh d ấ u nhãn", sau đó đưa bút chì chỉ vào đốitượ ng cần gán tên, sẽ xuất hiện một hộ p chữ nhật để ta gõ tên chođối tượ ng hình học đó.
+ S ử a đổ i hay thêm l ờ i bình, ghi chú:
Ta sử dụng chức năng Comments "Lờ i bình, chú thích", sau đó đưa bút chì xácđịnh vị trí dòng văn bản trên màn hình, khiđó xuất hiện khung chữ nhật để ta nhậ p nội dungtext.
+ T ạo và s ử a l ại giá tr ị số . Chọn chức năng Numerical Edit "T ạo và s ử a l ại số", hoặc ấn CTRL+Uđể chọn
đơ n vị, sauđó nhậ p giá tr ị.
+ Đánh d ấ u góc:
Gócđượ c xácđịnh bằng bađiểm, điểm thứ hai làđỉnh. Ta chọn chức năng Mark Angle“ Đánh d ấ u góc b ằ ng nhau” , sauđó đưa bút chì xácđịnh 3điểm tươ ngứng vớ i góc cầnđánh dấu.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
37
+ Gán thu ộc tính cho đ iể m cố định, hay t ự do:
Ta sử dụng chức năng Fix/Free: " Điể m cố định, Điể m di động" để xácđịnh thuộc tínhcố định hay di chuyển cho một điểm.
+ Để l ại vế t khi di chuy ể n một đ ôi t ượ ng hình h ọc:
Ta chọn chức năng Trace On/Off: “ Để l ại dâu v ế t On/Off”, sau đó lựa chọn đốitượ ng hình học sẽ di chuyển. Khiđó mọi di chuyển của đối tượ ng trênđều để lại vết trênmàn hình.
+ T ự động cho t ịnh tiế n, quay hay giãn các đố i t ượ ng hình h ọc. Kích chuột vàođối tượ ng kéo và di chuột, chuyển động sẽ theo chiều của dây căng. Ta chọnchức năng Animation "Chuyể n động đố i t ượ ng", sauđó đưa bút chì xácđịnh đối tượ nghình học sẽ di chuyển.
+ Th ự c hiện các chuy ể n động ph ứ c t ạ p, có t ừ hai đố i t ượ ng hình tr ở lên cùng lúc
chuyể n động: Ta chọn chức năng Multiple Animation“chuyể n động ph ứ c t ạ p”, sauđó lần lượ t lựachọn đối tượ ng và phươ ng thức chuyển động.Để thực hiện, taấn phím Enter.3.3.11. Nhóm công c ụ đị nh d ạng các đố i t ượ ng
Khi bấm chuột chọn nhóm công cụ này, xuất hiện bảng gồm 9 chức năng:
• Hide/ Show: Choẩn, hiện các hìnhđã có.
• Color: Tô màu nét vẽ.
• Fill: Chọn mầu bên trong hình vẽ.• Thick: Thayđổi kiểu nét vẽ dầy - mỏng.
• Dotted : Chọn kiểu nét liền hay nétđứt.
• Modifv Appearance: Sửa kí hiệu trên hình.
• Show Axes: ẩn hay hiện tr ục toạ độ.
• New Axes: Đặt toạ độ mớ i.
• Define Gid: Định ngh ĩ a lướ i.
* S ử d ụng các công c ụ:
Nguyên lý chung cho các công cụ định dạng là khi ta chọn công cụ, sẽ xuất hiện một bảng các lựa chọn. Ta bấm chuột vào một trong những lựa chọn đó (ví dụ kiểu đườ ng k ẻ,mầu sắc...), sauđó đưa bút chì bấm vàođối tượ ng ta cần định dạng theo. Riêng công cụ ẩ n/hiện đượ c sử dụng để che bớ t không hiện ra màn hình những đối tượ ng đượ c đánh dấuẩn để làm cho hình vẽ đơ n giản, đỡ r ắc r ối.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
38
3.3.11. Bài t ậ p
Bài 1 : Chođườ ng tròn (O) và haiđiểm A, B. Dựng đườ ng kính COD sao cho CA =DB.
Bài 2: Cho góc xây và một điểm Aở trong gócđó. Dựng qua A một đườ ng thẳng cắt
Ox,Oyở M và N sao cho MA=AN.Bài 3: Cho 3điểm A,B,C.Dựng đườ ng thẳng d sao cho tổng khoảng cách từ B và C
đến d bằng h cho tr ướ c.
Bài 4: Cho haiđườ ng tròn (O) và (O') cắt nhauở A và B. Dựng qua A một đườ ngthẳng d cắt (O) và (O')ở M,N sao cho MA+NA lớ n nhất.
Bài 5: Cho góc xOy. Lấy A nằm trên Ox,B nằm trên Oy sao cho OA+OA=m chotr ướ c. Ttìm qũi tích trungđiểm I của đoạn AB.
Bài 6: Chođườ ng tròn (O) vàđiểm A cố định,đườ ng kính BC quay quanh O Tìm tậ p
hợ p I là tâmđườ ng tròn ngoại tiế p tam giác ABC.Bài 7: Cho góc xây cố định và một điểm A nằm trong gócđó. Một góc vuông cóđỉnh
trùng A, hai cạnh của gócđó cắt Ox,Oy tại E và F (k ể cả tia đối của Ox, Oy). Tìm tậ p hợ ptrungđiểm M của EF khi góc EAF quay quanh A.
Bài 10: Cho tam giác cân ABC (AB=AC), M nằm trên tia BA, N nằm trên tiađối củatia CA sao cho MB=CN. Lấy BM, CN làm hai cạnh bên liên tiế p dựng hình bình hànhBMNI. tìm tậ p hợ p I khi M, N thayđổi.
Bài 1 l: Thể hiệnảnh của một hình H qua phép tịnh tiến (Hình học 10).
Bài 12: Thể hiệnảnh của hình H qua phépđối xứng tr ục (Hình học 10).Bài 1 3 : Thể hiệnảnh của một hình H qua phép vị tự (Hình học 10).
Bài 14: Vẽ hình bở i Cabri sauđó copy hình vẽ sang Powerpointđể thiết k ế giáo án nộidung các phép biến hìnhở lớ p 10 và hình không gianở lớ p 11, 12.
3.4. Giớ i thiệu phần mềm The Geometer's SketchpadChươ ng trìnhThe Geometer's Sketchpad là một phần mềm hình học động hỗ tr ợ
việc nghiên cứu và dạy học hình học r ất hiệu quả. Chươ ng trình Sketchpad có thể downloadtại website: hấ p://www.keypess.com/sketchpad.(V ề phần mề m Sketchpad, có th ể tìm hiể u
sâu trong các tài liệu của TS. Tr ần Vui Đ HSP Huê).Để làm việc vớ i phần mềm Sketchpad, ta thao tác như sau:-> Sart -> Programs-> Sketchpad ->The Geometer's Sketchpad
(hoặc bấm chuột vào biểu tượ ng trên màn hình ).
Sau khi khở i động, giao diện làm việc của Sketchpad có dạng sau:
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
44
*. T ạo đ i ể m chuy ể n động qu ỹ tích v ớ i Sketchpad Bướ c 1 : Chọn đối tượ ng cần cho chuyển động,
Bướ c 2: -> Display -> Animate sẽ có hộ p thoại để điềukhiển chuyển động,
Muốn để lại vết của đối tượ ng khiđiểm chuyển động, tachọn đối tượ ng đó, -> Display -> Trace Point, sau
đó mớ i chọn lệnh Animate.
3.4.3. Thi ế t k ế các Script v ớ i Sketchpad
Trong thao tác dựng hình vớ i Sketchpad, có nhiều thao tác phải làmđi, làm lại, để tiếtkiệm thờ i gian, ta có thể ghi các thao tácđó thành một Script và sauđó sử dụng như mộtchức năng công cụ có sẵn của Sketchpad.
Thao tác:
- Tr ướ c tiên mở một tệ p mớ i (Sketch). - Thực hiện thao tác dựng hình cần thiết.
- Chọn tất cả những đối tượ ng có quan hệ hình học vừa dựng mà ta muốn tạo mộtScript.
- Chọn Custom Tool từ thanh công cụ:
Xuất hiện bảng lệnh, gồm các chức năng cơ bản như:tạo mớ i một Script, tuỳ chọn công cụ, ẩn hiện Script vàdanh sách các Scriptđã có, ta chọn tiế p: -> Create NewTool...
Xuất hiện bảng chọn:
Ta đặt tên cho chức năng “công cụ”mớ i này. Nếu muốn quan sát nội dungcủa Script, tađánh dấu chọn vào mục [x]Show Script View. Khiđó xuất hiện cửasổ của Script có dạng như sau:
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
45
* Thực hiện một Script
Sau khiđã lưu tr ữ, muốn sử dụng, ta chọn Custom Tool vàchọn tên “công cụ” Script mà tacần thực hiện.
Nếu ta copy Script này, thìtrong danh sách Document sẽ cótên và ta sử dụng chúng như mộtlệnh của Sketchpad.
3.4.1 .Bài t ậ p .
Bài 1: Chođườ ng tròn (O,r) và một điểm Pở ngoàiđườ ng tròn. Một cát tuyến thayđổi điqua P cắt đườ ng tròn (O,r) tại haiđiểm B, C. Gọi E làđiểm giữa cung BC. Gọi A, A' là tiế pđiểm của hai tiế p tuyến k ẻ từ P vớ i đườ ng tròn (O,r).
Hãy minh hoạ tậ p hợ p I là giao của AE vớ i BC. Bài 2: Giả sử hai đườ ng tròn (O,r) và (O',r’) cắt nhau tại haiđiểm A, B.Điểm M chạy trênđườ ng tròn (O',r’). MA, MB cắt đườ ng tròn (O,r) tại P và N. tìm quỹ tích tâm I là tâm vòngtròn ngoại tiế p tam giác MNP.
Bài 3: Cho đườ ng tròn (O,r), vẽ bán kính OA và dây AD cố định. Vẽ vòng tròn tâm O,đườ ng kính OA cắt AD tại C. Một cát tuyến thayđổi đi qua O cắt đườ ng tròn (O’,r’) tại Mvà (O,r) tại N, N'. DN cắt CM tại P và DN' cắt CM tại P'.
Tìm quỹ tích P, P'.
Bài 4: Cho haiđườ ng tròn (O,r) và (O’,r’) tiế p xúc ngoài nhau tại A. Một góc vuông cóđỉnhtrùng vớ i điểm A, quay quanh A, hai cạnh của góc cắt (O,r) và (O',r’) tại B và C. Tìm tậ phợ p hình chiếu H của A trên BC.
Bài 5: Cho tam giác ABC cân tại A nội tiế p trong một đườ ng tròn (O,r). M là một điểm diđộng trên cung AB. Trên tia CM lấy điểm N sao cho AM = CN.
Tìm tậ p hợ p điểm N.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
48
* Ví d ụ 2: Cho hình thoi ABCD có c ạnh AB cố định. Minh ho ạ qu ỹ tích giao đ iể m Ocủa hai đườ ng chéo c ủa hình thoi đ ó.
Bướ c l: Sử dụng chuột cho hình thoi ABCD thayđổi.- Hình thoi ABCD tr ở thành hình vuông ABCIDI => Xácđịnh điểm O1 thuộc quỹ
tích.- Hình thoi ABCD tr ở thành hình vuông ABC2D2 => Xácđịnh điểm O2 thuộc quỹ
tích.
- Hình thoi ABCD cóđiểm C tiến trùng vớ iđiểm B =>Điểm O trùng vớ i điểm B.
Như vậy, bằng tr ực quan cũng như bằng kiếmtra ta thấy rõ 3 điểm không thẳng hàng, vậy quỹ tích có khả năng là một đườ ng trònđi qua B. Vì vaitrò điểm A và B như nhau nên khi chođiểm D tiếntrùng vớ i điểm A, ta phát hiện đượ c điểm A cũngthuộc quỹ tích. Ta dự đoán quỹ tích điểm O làđườ ng tròn nhận AB làđườ ng kính.
Bướ c 2: Vẽ một tr ườ ng hợ p bất k ỳ, ta kiểmtra điểm O có thuộc đườ ng tròn nhận AB làđườ ng kính hay không. K ết quả cho thấy " Điể mnày nằ m trên đố i t ượ ng".
* Ví d ụ 3: Trong m ột đườ ng tròn (O), AB là m ột đườ ng kính c ố định, M là m ột đ iể mchạ y trên đườ ng tròn. N ố i MA, MB và trên tia đố i của
tia MA ta l ấ y đ iể m I sao cho MI = 2MB. Tìm t ậ p hợ pcác đ iể m I nói trên.
Vớ i Cabri ta cho vị trí điểm M thayđổi, qua ba vị trí cụ thể ta có ngay dự đoán: quỹ tíchđiểm I không thể là thẳng, như vậy có khả năng quỹ tích điểm I là mộtcung chứa góc. Từ đây gợ i ý cho tađi tìm yếu tố góckhôngđổi.
Điề u đặc biệt ở bài này là: Nếu sử dụng tính luôn tự đồng dạng của tam giác MBI thìchỉ dừngở việc đưa ra k ết luận góc ∠ AIB khôngđổi. Vậy quỹ tích là cung chứa góc dựngtrên đoạn thẳng AB. Tuy nhiên, vớ i Cabri ta cóđượ c k ết luận tươ ng đối thú vị. Qu ỹ tíchđ iể m I là n ử a đườ ng tròn đườ ng kính BIO. Trong đ ó Io n ằ m trên ti ế p tuyên v ớ i đườ ng trònt ại đ iể m A sao cho AIO = 2AB.
Ta mở r ộng bài toán theo hai hướ ng sau:
+ AB không phải làđườ ng kính mà chỉ là một dây cung của (O).
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
49
+ MI = k.MB (vớ i k là số thực dươ ng chotr ướ c).
K ết quả cũng r ất thú vị. Quỹ tích là một phần củacung chứa gócđi qua
* Ví d ụ 4: Cho BC là m ột dây cung c ố định của đườ ng tròn (O), A là m ột đ iể m chạ ytrên cung l ớ n BC sao cho tam giác ABC luôn có 3 góc nh ọn. Gọi M là đ iể m chính gi ữ a củacung nh ỏ BC của đườ ng tròn (O). Tìm qu ỹ tích các trung đ iể m I của AM.
Sau khi dự đoán quỹ tích, ta phải chứng minhđượ c góc ∠ OIM khôngđổi bằng 900,điểm M, O cố định, suy ra I nằm trênđườ ng trònđườ ng kính OM.
Ở đây có một yếu tố góc không tườ ng minh (đólà tam giác ABC luôn có 3 góc nhọn). Như vậy chắcchắn ta phải kiểm tra giớ i hạn của quỹ tích. Bằng tr ựcquan chođiểm A di chuyển vàđể lại vết của điểm Icho phép ta kiểm chứng đượ c giớ i hạn của quỹ tích là phần cung (mầu đỏ). Từ tr ực quan, ta dễ dàng xácđịnh đượ c hai vị trí giớ i hạn của điểm A làđiểm A1và A2 ( tươ ngứng vớ i cácđườ ng kính CA1và BA2của đườ ng tròn (O)).
* Ví d ụ 5: Cho hai đườ ng thẳ ng vuông góc x, y giao nhau t ại đ iể m O. Tìm qu ỹ tíchđ iể m M biế t bình ph ươ ng khoảng cách t ừ đ iể m M trên đườ ng thẳ ng y bằ ng khoảng cách t ừ đ iể m M trên đườ ng thẳ ng x .
Xét theo gócđộ hình học giải tích thì quỹ tíchđiểm M chính là tậ p hợ p cácđiểm M(x,y) sao cho y = x2. Tuy nhiên, vớ i Cabri ta dựa hoàn toàn vào kiến thức hình học là định lýTaletđể dựng quỹ tích.
- Dựng một đườ ng tròn tâm O bán kính bằng 1 . - Lấy một điểm X bất k ỳ trênđườ ng thẳng x và dựng đườ ng tròn tâm O, có bán kính
OX.
- Nối điểm X vớ i giaođiểm của đườ ng thẳng y vớ i (O,1) (chọn giaođiểm về phía dướ iđườ ng thẳng xi gọi là d1 .
- Tại giaođiểm của đườ ng tròn tâm Ođi qua điểm X vớ i đườ ng thẳng y (chọn giao
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
51
Ta cho thayđổi điểm M hoặc điểm N thìđộ dài đoạn MN và M'N' cùng thayđổinhưng luôn bằng nhau.
* Ví d ụ 3 : Minh hoạ "Phép v ị t ự biế n 3đ iể m thẳ ng hàng thành 3 đ iể m thẳ ng hàng vàbảo t ồn thứ t ự của chúng ".
Ta thao tác vớ i Cabri như sau:
- Dựng điểm O và nhậ p vào một số thực k ≠ 0.
- Dựng đoạn thẳng AC.
- Lấy điểm B thuộc đoạn AC.
- Dựng điểm A' làảnh của A qua phép Vok , nối OA’. Làm tươ ng tự đối vớ i B và C(ảnh của chúng lần lượ t là B', C').
- Sử dụng chức năng "Xác định thẳ ng hàng" để thấy r ằng A', B', C' thẳng hàng và B’nằm giữa A' và C'.
- Cho B chuyển động trên AC thì ta thấy B’ cũng chuyển động nhưng tính thẳng hàngvà thứ tự của 3điểm A’, B', C' vẫn đượ c bảo tồn.
- Thayđổi đoạn AC sao cho O, A, B, C thẳng hàng, thậm chí cho 1 trong 3điểm A, B,C trùng vớ i O, ta vẫn thấy A', B', C' thẳng hàng và B’ nằm giữa A' và C'.
* Ví d ụ 4: Minh hoạ "Phép v ị t ự biế n đườ ng tròn thành đườ ng tròn" .
Thao tác vớ i Cabri như sau:
- Dựng điểm O và gõ vào một số thựck ≠ 0.
Dựng đườ ng tròn (I,R), lấy M thuộc (I,R).
- Dựngảnh I' của I qua phép Vok , nối OI.
- Dựng ảnh MI của M qua Vok , nối OI
bằng nétđứt.Xác định tr ạng tháiđể lại dấu vết chođiểm M', sauđó di chuyển điểm M trên (I,R),
khi đó điểm MI cũng di chuyển và vạch ra quỹ tích của nó, quỹ tíchđó nhìn tr ực quan có vẻ như là một đườ ng tròn tâm I'.
Từ dự đoán trên, ta giớ i thiệu định lý và gợ i cho học sinh hướ ng để chứng minh:S ẽ chứ ng minh cho đ iể m M’ luôn cách đ iể m I' một khoảng không đổ i. Ta nối IMvà I’M’ r ồi yêucầu học sinh sử dụng những kiến thức đã học ( định lý 1 c ủa bài Phép v ị t ự " hoặc "tam giácđồng d ạng ") để chứng minh.
* Ví d ụ 5: Hướ ng dẫn học sinh tìm lờ i giải bài toán:"Cho 3 phép đố i xứ ng tâm Đ A, Đ B , ĐC , vớ i đ iể m M bấ t k ỳ , g ọi M 1 là ảnh của M qua Đ A , M 2 là ảnh của M 1 qua Đ B , M 3 là ảnh
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
52
của M 2 qua Đc. Chứ ng minh r ằ ng trung đ iể m của đ oạn thẳ ng MM 3 là m ột đ iể m cố định. T ừ đ ó suy ra qu ỹ tích c ủa đ iể m M 3 khi đ iể m M chạ y trên m ột đườ ng tròn (O) hay m ột đườ ngthẳ ng d ". Vớ i Cabri có thể làm như sau:
- Dựng cácđiểm A, B, C, M.
- Dựng cácđiểm Ml, M2, M3 theo yêu cầu bài toán.- Dựng trungđiểm D của MM3
- Nối cácđoạn MM1, M1M2. M2M3 bằng nétđứt vàcácđoạn AB, BC, CD, DA, M3M1, MM3 bằng nét liền.
Ta chođiểm M thayđổi để minh hoạ cho k ết luậncủa bài toán.
Cũng trong quá trình di chuyển điểm M, yêu cầuhọc sinh nhận xét về hình dáng của tứ giác ABCD (là một hình bình hành c ố định) từ đó rút
ra hướ ng chứng minh:Chứ ng minh cho D là đỉ nh thứ t ư của hình bình hành ABCD. Sau khiđã chứng minhđượ c D làđiểm cố định, nếu học sinh chưa giải đượ c ý tiế p
theo của bài toán thì ta có thể tiế p tục như sau:
- Đặt thuộc tính" Để l ại dâu v ế t " chođiểm M3.
- Dựng đườ ng tròn (O) hoặc đườ ng thẳng dđi qua M.
- Chođiểm M di chuyển dọc trên (O) (hoặc d) để quan sát quỹ tích của M3, từ đó xácđịnh phươ ng hướ ng giải quyết.
* Ví d ụ 6: Hướ ng dẫn học sinh tìm lờ i giải bài toán:"Cho hai đ iể m cố định B , C trên
đư ng tròn (O) và m ột đ iể m A thay đổ i trên đườ ng tròn đ ó. Tìmqu ỹ tích tr ự c tâm H c ủa tam giác Thao tác :
- Dựng đườ ng tròn (O).
- Dựng tam giác ABC nội tiế p trongđườ ng tròn.
- Sử dụng Macro" Đườ ng cao " để dựng cácđườ ng cao củatam giác ABC, từ đó xácđịnh tr ực tâm H của tam giácđó.
- Cho điểm A chạy trên đườ ng tròn (O) và theo dõi quỹ tích của điểm H, ta sẽ thấy H chạy trên một đườ ng trònđi qua B,C. Chọn 3 điểm trênđườ ng tròn này và dùng Macro"Tâm ngo ạitiế p " để xácđịnh tâm O' của đườ ng tròn này.
Nhìn hình vẽ, học sinh có thể dự đoán r ằng đườ ng tròn (O') có bán kính bằng bán kínhcủa đườ ng tròn (O) (ta có thể kiểm trađiều này bằng cáchđo 2 bán kính của 2 đườ ng trònđó, sauđó cho bán kính của đườ ng tròn (O) thayđổi thì sẽ thấy bán kính của đườ ng tròn(O') cũng thayđổi theo). Từ dự đoán này, ta có thể hướ ng học sinh tớ i suy ngh ĩ r ằng: (O')làảnh của (O) qua m ột phép d ờ i hình nào đ ó, chẳ ng h ạn như phép đố i xứ ng tr ục, đố i xứ ng
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
53
tâm ho ặc phép t ịnh tiế n. Cụ thể như sau:
- Nếu là phépđối xứng tr ục thì tr ục là đườ ng thẳng nào?(H ọc sinh d ễ nhận thấ y r ằ ngđ ó là đườ ng thẳ ng BC).
Nếu là phépđối xứng tâm thì tâmđó là điểm nào?(H ọc sinh d ễ nhận thấ y đ ó chính là
trung đ iể m I của BC). Nếu là phép tịnh tiến thì vectơ tịnh tiến là gì?
Chođiểm A chạy trên (O), ta thấy AH luôn vuông góc vớ i BC vàđộ dài AH hình như khôngđổi, từ đó gợ i ý học sinh chứng minh r ằng véc tơ AH luôn bằng một vectơ khôngđổinàođó (đó chính là vectơ tịnh tiến cần tìm)để từ đó đi đến k ết luận: A chính là t ạo ảnh của
H qua phép t ịnh tiế n nói trên.
- Ta có thể đưa ra một số tr ườ ng hợ p đặc biệt, chẳng hạn như cho A trùng vớ i B hoặcC và yêu cầu học sinh xácđịnh điểm H
* Ví d ụ 7: Hướ ng dẫn học sinh tìm lờ i giải bài toán"Cho đườ ng tròn (O) và đ iể m P c ố định nằ m ngoài SO). BC là m ột dây cung thay đổ i của (O) nh ư ng có độ dài không đổ i Tìmqu ỹ tích tr ọng tâm c ủa tam giác PBC ".
Để thể hiện giả thiết: “M ột dâycung thay đổ i như ng có độ dài khôngđổ i của một đườ ng tròn “, ta có thể làm như sau:
- Dựng 2 đườ ng trònđồng tâmO nhưng bán kính khác nhau.
- Gọi B, C là giaođiểm của d vớ i đườ ng tròn lớ n. Dựng đoạn thẳng BC, sauđó làmẩnđi đườ ng thẳng d vàđườ ng tròn nhỏ.
- Dựng điểm P nằm ngoài (O). Nối PB và PC.
- Dùng Macro"Tr ọng tâm " để dựng tr ọng tâm G của tam giác PBC.
- Nối IP thì dễ thấy G thuộc IP (vì I là trungđiểm của BC).- Xácđịnh tr ạng thái" Để l ại d ấ u vết cho điểm G, sauđó cầm điểm I di chuyển dọc
theo đườ ng tròn nhỏ ( đườ ng tròn nh ỏ lúc này tuy đ ã b ị ẩ n đ i như ng do cách d ự ng đ iể m Inên khi di chuy ể n thì I s ẽ luôn n ằ m trên đườ ng tròn đó), dây BC sẽ có độ dài khôngđổi vìkhoảng cách từ O đến BC luôn bằng bán kính của đườ ng tròn nhỏ.
- Quan sát dấu vết của điểm Gđể lại, ta dự đoán quỹ tích của G là một đườ ng tròn. Từ nhận xét PG = 2/3 PI, ta thay việc tìm quỹ tíchđiểm G bằng việc đi tìm quỹ tíchđiểm I. Sau
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
55
hiện cửa sổ Path Match.
- Ấn vào nút Animate, r ồi quan sát sự thayđổi tươ ngứng vớ i M là hình dạng biến đổicủa các hình vuông MBCD và MAEF, cùng sự thay đổi vị trí khác nhau của C và E. Tậ phợ p các vị trí C và Eđi qua khi M thayđổi chính là tậ p hợ p điểm cần tìm.
Từ quan sát hình vẽ: C và E di chuyển theo cung tròn. Vấn đề đặt ra: "Cung trònđóđượ c xácđịnh cụ thể như thế nào? ". C và E chính là cácảnh của M qua phép quay lần lượ ttâm B và A. Do M di chuyển trên nửa đườ ng trònđườ ng kính AB nên quỹ tích của C và Elà haiảnh của đườ ng tròn này trong các phép quay trên. Theo cách này, ta cần dựng thêmhình vuông ABB'A'.Đườ ng cần tìm là 2 nửa đườ ng trònđườ ng kính AA' và BB',ở bênngoài ABB'A'.
* Ví d ụ 9: Hướ ng dẫn giải bài tậ p: "Cho tam giác cân ABC (AB=BC). G ọi M là cungđ iể m của đườ ng cao AH, g ọi D là giao đ iể m của cạnh AB vớ i CM. Ch ứ ng minh r ằ ng
AB AD
3
1= ".
Hoạt động 1 : Sử dụng Cabriđể vẽ tam giác cân ABC (AB=BC),đườ ng cao AH, xácđịnh trungđiểm M của AH, nối CM xácđịnh D là giaođiểm của CM vớ i AB. H ọc sinhnhận xét đườ ng cao AH đồng thờ i là đườ ng trung tuy ế n => BH=HC.
Hoạt động 2: Xuất phát từ yêu cầu cần chứng
minh r ằng AB AD31
= , thì khi ta chiađoạn AB làm 3
phần bằng nhau bở i haiđiểm chia thìđiểm D phải làmột điểm, điểm còn lại giả sử đặt tên là E. Dễ thấy E phải là trungđiểm của đoạn AD. Khiđó ta có 3đoạnthẳng bằng nhau AD=DE=EA (điều đó đượ c minh
hoạ bằng k ết quả con số trên màn hình là 2 cm).
Hoạt động 3: Ta nối E vớ i H. Từ tr ực giác thấy haiđườ ng thẳng HE và CD song songvà sử dụng Cabriđể khẳng định điều đó.
Hoạt động 4: Ta có BH=HC và BE=ED, vậy HEđi qua trungđiểm hai cạnh của tamgiác CDB nên nó phải song song vớ i cạnh thứ ba là CD =>HE // CD => HE // MD.
Hoạt động 5: Vớ i tam giác AEH, ta có:
AM = MH VÀ MD // HE, vậy đườ ng thẳng MDđi qua trungđiểm của cạnh AH vàsong song vớ i cạnh thứ hai là HE vậy nó phải đi qua trungđiểm cạnh thứ ba tức là: AD =DE. Vậy ta có AD = DE = EB =>ĐPCM.
* Ví d ụ 10: Tìm m ố i liên h ệ giữ a khoảng cách t ừ giao đ iể m các đườ ng trung tr ự c củatam giác đế n một cạnh và kho ảng cách t ừ tr ự c tâm đế n đỉ nh đố i diện vớ i cạnh đ ó. Sử dụngCabriđể hướ ng dẫn học sinh giải bài toán này như sau:
Hoạt động 1 : Sử dụng cabri vẽ hình.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
56
Hoạt động 2: Sử dụng chức năng "Khoảng cách vàchiều dài" xácđịnh số đo của đoạn KE và HB. Học sinhthực hiện phép chia và nhận đượ c k ết quả HB:KE là 2.
Hoạt động 3 : Cho tam giác ABC thayđổi. Họcsinh nhận đượ c thông báo của Cabri: tỷ số HB:KEkhông thayđổi và luôn bằng 2. Như vậy học sinh dự đoán và tìm cách chứng minh tỷ số HB:KE luôn bằng 2.
Hoạt động 4: Tìm tòi cách chứng minh: Học sinhliên tưở ng kiến thức cũ: trong một tam giác,đườ ng trung bình của tam giác song song vớ icạnh thứ ba và bằng nửa cạnh đó. Như vậy, nếu ta xácđịnh đượ c một tam giác màđườ ngtrung bình có số đo bằng số đo KE và cạnh tươ ngứng có số đo bằng số đo cạnh HB thì bàitoánđượ c giải quyết.
Hoạt động 5: K ẻ tia CK. Tađã có E là trungđiểm AC nên ta gợ i ý cho học sinh k ẻ
thêm cácđườ ng phụ sao cho KE làđườ ng trung bình của tam giác mà A và C là haiđỉnh.Gọi đỉnh còn lại của tam giác cần tủn là Q, theo cách dựng Anh KE vậy học sinh xácđịnhđượ c đỉnh Q bằng cách từ A k ẻ Ax // KE cắt CK tại điểm Q. Vậy vớ i cách dựng trên thì KElà đườ ng trung bình của ∆ ACQ và KE bằng một nửa AQ.
Hoạt động 6: Giáo viênđặt vấn đề: để chứng minh KE bằng một nửa HB, ta cần chứngminhđượ c HB bằng AQ.(H5)
Từ B k ẻ By // KF, giả sử By cắt CK tại Q'. Theo cách dựng KF làđườ ng trung bìnhcủa tam giác CBQ' và dođó ta có Q'K=KC (*), mặt khác vì KE làđườ ng trung bình của tamgiác ACQ nên KC=KQ (**). Từ * và ** chứng tỏ Q trùng vớ i Q' suy ra BH=AQ.Đến đâyta đã giải quyết song bài toán: K ết quả hai khoảng cách luôn tỷ lệ vớ i nhau vớ i tỷ số bằng 2
* Ví d ụ 11 : Cho góc xay khác góc b ẹt, Az là tia phân giác, B là đ iể m cố định trên tia Ax, C là đ iể m chuyể n động trên đ oạn thẳ ng AB, D là đ iể m chuyể n động trên tia Ay sao cho AD=BC. Ch ứ ng minh r ằ ng đườ ng trung tr ự c của đ oạn thẳ ng CD luôn luôn đ i qua m ột đ iể mcố định khi C, D di động.
Tr ướ c tiên học sinh dùng Cabriđể vẽ hình, sauđó cho thayđổi vị trí điểm C để dự đoán điểm cố định.
Một số học sinh phát hiện ra điểm cố định làgiao của tia phân giác góc  vớ i đườ ng thẳng trungtr ực của đoạn thẳng AB. Một số phận học sinh lại chođiểm C di chuyển đến những vị trí đặc biệt và pháthiện ra đượ c điểm cố định chính là giao của hai
đườ ng trung tr ực của đoạn thẳng AB và AD'. (D' trên tia Ay sao cho AD'=AB).
Sau khi dự đoán điểm cố định, cả hai nhómđều chứng minhđượ c điều dự đoán của
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
57
mình là chính xác.Đến đây, có học sinh cảm thấy hình như có 2
điểm cố định ! . Để tìm hiểu vấn đề này học sinh sử dụng chức năng kiểm tra “ N ằ m trên đ ôi t ượ ng” vàk ết quả cho thấy giao haiđườ ng trung tr ực nằm trêntia phân giác của góc A. Như vậy đây chỉ là 2 cáchxácđịnh điểm cố định.
Sau quá trình mò mẫm, phát hiện, học sinhđãchứng minhđượ c đườ ng trung tr ực của đoạn thẳngCD luôn luônđi qua một điểm cố định khi C, D diđộng.
Tuy nhiên học sinh cũng r ất khó hình dung tr ọn vẹn hìnhảnh điểm "cố định" khi C, Ddi động ra sau?. Ta sử dụng chức năng để lại vếtkhi cho C,D diđộng, học sinh sẽ đượ c tận mắtquan sát hìnhảnh và hình dungđầy đủ về điểmcố định.
Ví d ụ 12: Cho tam giác đề u ABC, M là trung đ iể m của BC. V ẽ ME song song vớ i AB(E thu ộc AC),vẽ MF song song v ớ i AC (F thu ộc AB). Chứ ng minh r ằ ng
∆ BME = ∆ FMC .
Bướ c 1 : Sử dụng Cabriđể vẽ hình.Vớ i giả thiết M là trungđiểm của BC, học sinh dễ dàng chứng
minhđượ c ∆ BME =∆ FMC (c.c.c).
Bướ c 2: Giáo viên nêu vấn đề: M làđiểm bất k ỳ thuộc BC, k ếtquả trên cònđúng không?. Học sinh dùng chuột cho di chuyển vị trí của M trên BC, vớ i cáccông cụ đo khoảng cánh và góc, học sinh nhận thấy ∆ BME =∆ FMC và như vậy học sinhsẽ đi tìm hướ ng chứng minh bài toán mở r ộng.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
59
Chươ ng 4HƯỚ NG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM MAPLE
4.1. Tổng quan chung về phần mềm Maple
Phần mềm Maple là k ết quả của nhóm các nhà khoa học tr ườ ng Đại học Waterloo -Canada và là một trong những bộ phần mềm toán học đượ c sử dụng r ộng rãi nhất hiện nay.
MAPLE là phần mềm có một môi tr ườ ng tính toán khá phong phú, hỗ tr ợ hầu hết cácl ĩ nh vực của toán học như: Giải tích số, đồ thị, đại số hình thức... dođó ta dễ dàng tínhđượ ccác giá tr ị gần đúng, rút gọn biểu thức, giải phươ ng trình, bất phươ ng trình, hệ phươ ng trình,tính giớ i hạn, đạo hàm, tích phân của hàm số, vẽ đồ thị, tính diện tích, thể tích, biến đổi matr ận, khai triển các chuỗi, tính toán thống kê, xử lý số liệu, số phức, phươ ng trình vi phân, phươ ng trìnhđạo hàm riêng... và lậ p trình giải các bài toán vớ i cấu trúc chươ ng trìnhđơ ngiản. Ngoài ra, vớ i phần mềm này ta dễ dàng biên soạn các sách giáo khoađiện tử vớ i chứcnăng Hyperlink tạo các siêu văn bản r ất đơ n giản mà không cần đến sự hỗ tr ợ của bất k ỳ một phần mềm nào khác (chẳng hạn PageText, Word, Frontpage...). Vớ i các chức năng trên,MAPLE là công cụ đắc lực hỗ tr ợ cho những ngườ i làm toán.4.2. Làm việc vớ i Maple
* Khở i động Maple:
Nếu Mapleđượ c càiđặt đúng quy trình,để làm việc vớ i MAPLE ta chọn:->Sart -> Programs -> Maple9 -> Classic Worksheet Maple 9hoặc bấm chuột vào
biểu tượ ng của Maple 9 trên màn hình:
* Thoát khỏi Maple:Để thoát khỏi Maple ta vào mênh File -> Exit (hoặc nhấn Alt+ F4 hoặc nháy vào biểu
tượ ng [X] phía trên góc phải cửa sổ chươ ng trình). Nếu nội dung làm việc chưa đượ c lưutr ữ, Maple sẽ nhắc ta có lưu tr ữ hay không. Ta chọn Yes hoặc Nođể ghi hoặc không ghi lại,chọn Cancel là tiế p tục làm việc.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
60
4.3. Giao diện của cử a sổ làm việc của MapleGiao diện làm việc của Maple gồm các thành phần cơ bản như sau:
Các thành ph ần chính c ủa cử a sổ làm việc của Maple :* Tittle Bar (Thanh tiêuđề): Dòng chứa tên chươ ng trình và tệ p đang mở .
* Menu Bar (Thực đơ n ngang): Dòng chứa các chức năng,ứng vớ i mỗi chức năng làmột thực đơ n dọc tươ ngứng.
* Toal Bar (Thanh công cụ): Chứa một số biểu tượ ng (Icon) thể hiện một số lệnhthông dụng để ngườ i sử dụng thao tác nhanh.
* Status line (Thanh tr ạng thái): Cho biết thờ i gian thực hiện lệnh, dung lượ ng nhớ các biến chiếm khi thực hiện chươ ng trình và dung lượ ng bộ nhớ còn tr ống
* Ngoài ra trong chế độ văn bản Maple còn có thanh công cụ Formatting Bar dùngđể định dạng văn bản.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
61
4.4. Các thao tác cơ bản trong vớ i Maple
4.4.1. Qu ản lý thông tin v ớ i Maple
Vớ i Maple, các thao tác cơ bản như: lưu tr ữ tệ p, mở một tệ p đã có, mở một tệ p mớ i,...hoàn toàn tươ ng tự như các phần mềm quen thuộc trong môi tr ườ ng Windows như
Winword, Excell,...* Lưu tr ữ tệ p:
Cách 1 :-> File -> Save
Cách 2: bấm vào biểu tượ ng
Cách 3 : nhấn đồng thờ i 2 phùn CTRL và S.
Nếu là lần đầu lưu tr ữ, xuất hiện cửa sổ để ta nhậ p tên tệ p, nhậ p tên tệ p xong thì nhấnchuột vào nút SAVEđể thực hiện.
* Mở một tệ p đã có trênđĩ aCách 1 : ->File -> Open ..
Cách 2: bấm vào biểu tượ ng:
Cách 3: nhấn đồng thờ i 2 phím CTRL và O.
Sẽ xuất hiện cửa sổ để ta chọn thư mục lưu tr ữ tệ p và tên tệ p. Ta chọn tên tệ p cần mở ,nhấn vào nútOpen.
* Mở một tệ p mớ i
Cách 1 : ->File->New Cách 2: bấm vào biểu tượ ng
Cách 3 : nhấn đồng thờ i 2 phím CTRL và N.
* Đóng tệ p
->File -> Close Nếu tệ p chưa đượ c lưu tr ữ, Maple sẽ nhắc ta có ghi hay không (Y/N).
* K ết thúc phiên làm việc:
Cách 1 : -> File -> ExitCách 2: nhấn đồng thờ i 2 phím : ALT và F4Cách 3: nhấn vào nút Close [x]để đóng cửa sổ soạn thảo.
4.4.2. Các thao tác h ỗ tr ợ khi so ạn th ảo vớ i Maple
* Đánh d ấ u đ oạn. - Đánh dấu bằng chuột: Đặt tr ỏ chuột vàođầu đoạn văn bản cần chọn, đồng thờ i ấn và
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
62
giữ phím trái r ồi rê tớ i cuối đoạn cán chọn, sauđó buông phím trái ra. Nếu muốn huỷ phầnvừa chọn, hãy dịch tr ỏ chuột thoát ra khỏi vùng vừa chọn r ồi ấn phím trái. Phần vừa chọn sẽ bị huỷ bỏ và tr ở lại tr ạng thái bình thườ ng.
- Đánh dấu bằng bàn phím:Đưa con tr ỏ đến vị trí đầu đoạn, bấm giữ phím Shift và dichuyển con tr ỏ đến vị trí cuối đoạn (bằng các phímđiều khiển con tr ỏ).
Đánh dấu cả tệ p: Từ bàn phím, gõ vào tổ hợ p phímCtrl+A hoặc kích chuột vào MenuEdit, chọn Seclect All.
* C ắ t xoá đ oạn :- Đánh dấu đoạn cần xoá.
- Nháy chuột vàoMenu Edit, chọn Cut hoặc bấm Ctrl+X từ bàn phím.
- Nếu dùng trên thanh công cụ thì ta chọn vào
- Từ bàn phím ta còn có thể nhấn phímDell.* Sao chép m ột đ oạn: - Đánh dấu đoạn cần sao chép
- Nháy chuột vàoMenu Edit, chọn Copy hoặc bấm Ctrl+C từ bàn phím
- Nếu dùng trên thanh công cụ thì ta chọn vào .
- Đặt con tr ỏ chuột vào nơ i cần sao chépđến. Nháy chuột vàoMenu Edit, chọn Pastehoặc bấm Ctrl+V từ bàn phín.
- Nếu dùng trên thanh công cụ thì ta chọn vào hoặc có thể đặt tr ỏ chuột vàođoạn đã đượ c chọn cần chọn đồng thờ i ấn phím Ctrl và giữ phím trái r ồi rê tớ i nơ i cần saochépđến, sauđó buông chuột ra.
4.4.3. Đinh d ạng các đố i t ượ ng trong Maple
Để định dạng cácđối tượ ng trong Maple, như thayđổi kiểu chữ của các dòng lệnh, cácdòng thông báo k ết quả, lề... ta tiến hành như sau:
Bướ c 1 : Lựa chọn đối tượ ng.
Bướ c 2: -> Format -> Paragraph. Khiđó xuất hiện bảng để chọn các tham số
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
63
Để thayđổi các thông số ngầm định, ta chọn: -> Format-> Styles. Xuất hiện bảng để
ta khai báo các thông số cần xácđịnh.
4.4.4. Các đố i t ượ ng c ơ bản tích h ợ p trong m ột t ệ p tin c ủa Maple
+ Worksheet là môi tr ườ ng mà ngườ i sử dụng có thể tính toán, thực hành trênđó cònđượ c gọi là trang công tác. Khi ngườ i sử dụng lưu tr ữ các k ết quả lênđĩ a từ, mỗi Worksheetđượ c ghi thành một File vớ i phần mở r ộng ngầm định là mws. Một Worksheet của Maplethườ ng có những thành phần sau:
- Cụm xử lý (Execution group) bao gồm cácđối tượ ng cơ bản của Maple như: lệnh,
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
64
k ết quả tính toán của Maple,đồ thị,...Để tạo một cụm xử lý mớ i, ta kích chuột vào biểu tượ ng [> trên thanh công cụ hoặc
chọn: -> Insert -> Execution Group -> After cursor.
- Đoạn (Paragraph): Khái niệm Paragraph vớ i Maple đượ c hiểu như khái niệm
Paragraph của phần mềm soạn thảo văn bản Winword.Để tạo một Paragraph mớ i, ta chọn:Insert-> Paagraph -> After cursor. - Mục (Section): Mục có thể coi như là các modul thành phần cấu thành nên trang
công tác. Một trang có thể gồm nhiều mục, mỗi mục có thể chứa những đoạn và những mụccon. Biểu tượ ng của mục là dấu [+], nếu ta nháy chuột vào biểu tượ ng này thì nội dung củamục đượ c tr ải ra và biểu tượ ng của mục sẽ biến thành [-], nếu ta nháy chuột vào biểu tượ ng['] này thì nội dung của mục sẽ thu lại.
Để tạo mục mớ i, ta chọn: -> Insert-> Section. -Siêu liên k ết (Hyperlink ): Khái niệm siêu liên k ết đã tr ở nên r ất quen thuộc vớ i
chúng ta trong thờ i đại bùng nổ của Internet. Một siêu liên k ết là đối tượ ng mà nếu ta kíchhoạt vàođó thì sẽ dẫn ta đến một đoạn, một mục hay một Worksheet nào khác.Để tạo siêuliên k ết ta chọn đối tượ ng mang siêu liên k ết sau đó chọn: -> Format -> Convert to ->Hyperlink.
Tại mục: Linh Target có các sự lựa chọn:
- URL: Liên k ết đến một địa chỉ websize nàođó.
- Worksheet: Liên k ết đến mộttệ p nàođó của Maple.
- Help Topic: Chuyển đến mộtchủ đề nào đó trong nội dungHelp của Maple.
- Bookmark : Chuyển đến một bookmark nàođó đã đượ c định
ngh ĩ a tr ướ c đó.
Có thể nhấn Browse để tìm kiếm địa chỉ đích của mối liên k ết. Khai báo xong nhấnOKđể hoàn tất.
Văn bản (Text): là đối tượ ng đượ c sử dụng r ất nhiều trong Maple vớ i mục đích cungcấ p thông tin dướ i dạng văn bản.
Để tạo đoạn văn bản mớ i, ta kích chuột vào biểu tượ ng chữ [T] trên thanh Toal Barhoặc có thể chọn: -> Insert -> Text.
- Lệnh và K ết quả của Maple (Maple Input and Output).
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
65
+ Lệnh của Maple (Maple Input) là những từ tựa tiếng Anhđượ c sử dụng theo mộtngh ĩ a nhất định và phải tuân theo cú pháp của Maple. Lệnh đượ c nhậ p sau dấu nhắc lệnh"[>" và k ết thúc bở i dấu “ : ” hoặc " ; ", ví dụ để giải phươ ng trình 5x2+ 3x- 2 = 0, ta gõlệnh [> solve(5*x^2+ 3*x- 2,{xi});↵.
Mỗi câu lệnh của Maple nếu k ết thúc lệnh bằng dấu (;) k ết quả sẽ hiển thị ngay ra mànhình, nếu k ết thúc lệnh bằng dấu (:) thì Maple vẫn tiến hành tính toán bình thườ ng nhưngk ết quả không hiển thị ra màn hình. Lệnh đượ c thực hiện khi con tr ỏ ở trong hoặc ở cuốidòng lệnh mà ta nhấn Enter (kí hiệu ↵).
Lệnh của Maple có hai loại lệnh tr ơ và lệnh tr ực tiế p: Lệnh tr ơ và lệnh tr ực tiế p chỉ khác nhauở chỗ chữ cái đầu tiên của lệnh tr ơ viết ìn hoa, lệnh tr ực tiế p cho k ết quả ngay,
còn lệnh tr ơ chỉ cho ta biểu thức tượ ng tr ưng. Ví dụ: Tính đề thituyể n sinh Đ HTN - Khố i D - 1999)
- Nếu ta sử dụng lệnh tr ơ Limit, k ết quả như sau:
Nếu ta sử dụng lệnh tr ực tiế p, k ết quả như sau:
Tuy nhiên k ết quả trên chưa gọn, ta có thể sử dụng lệnh sau:
như vậy k ết quả )3/1(641921
21
+ sau khiđã rút gọn là4825
K ết quả tính toán (Maple Output) sẽ đượ c đưa ra màn hình, thườ ng là mầu xanh cô ban sau khi ta nhấn phím enterđể thực hiện câu lệnh.
Tuy nhiên Maple cũng có chế độ cho phép thực hiện nhóm các câu lệnh (như t ệ p baicủa MS - DOS) để ngườ i sử dụng thực hiện một nhóm các câu lệnh nhằm giải quyết một vấn
đề nàođó, ví dụ tính tích phân ( Đề thi tuyể n sinh Đ HTN - khố i A - 1996).
Ta nhậ p vào 2 dòng lệnh sau:
[> lnt(sin(x)∧(2*n), x=0..Pi/2); ( nh ấ n t ổ hợ p Shift + Enter để xuố ng dòng )
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
66
T:=n->int(sin(x)^(2*n),x=0..Pi/2);↵
màn hình sẽ hiện k ết quả như sau:
Để tính giá tr ị tích phân vớ i một n cụ thể ta chỉ việc gõ .lệnh [>T(n)↵, chẳng hạn vớ i
vớ i n = 100, ta có :
và cần tính , ta chỉ gõ [>l (2004)↵
Đồ thị (Graph): Maple cho phép vẽ và hiển thị đồ thị trong trang công tác, tính năngnàyđượ c gọi là “Khả năng đồ hoạ tr ực tiế p”
Ví dụ: vẽ đồ thị hàm số vớ i m = 0 ( Đề thi tuy ể n sinh vào Đ HTN - năm học 1999 - 2000, kh ố i A, B). Ta sử dụng lệnh phụ như sau
[> plot(x^3/3-x+2/3,x=-3..2);↵ . K ế t quả ta đượ c đồ thị như sau:
4.5. Sử dụng các lệnh của Maple Nội dung này, bạn đọc cần tham khảo những tài liệu của nhóm tác giả Phạm Huy
Điển, Đinh Thế Lục, Tạ Duy Phượ ng [l], [2],ở đây chúng tôi chỉ liệt kê lại một số câu lệnhđơ n giản thườ ng sử dụng trong chươ ng trình toán phổ thông và chươ ng trình toánở tr ườ ngĐại học.
Làm quen vớ i các lệnh của Maple:
+ Lệnh [> restart;
Lệnh restart có công dụng xoáđi tất cả các biến nhớ của việc tính toán tr ướ c đó vàkhở i động một quy trình tính toán mớ i.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
67
Để xácđịnh giá tr ị cho một biến, một hằng, một hàm hoặc khai báo một thủ tục Maplesử dụng câu lệnh gán ":=", ví dụ:
Xácđịnh biến n nhận giá tr ị bằng 5:
[> n := 5;↵
Khai báo hàm f(x)= x2:[> f := x->x ^2;↵
f:= x-x 2
Sau khi khai báo hàm f(x),để biết giá tr ị của f(x) tại một điểm xo nàođó ta chỉ việc gõtên hàm và giá tr ị x0 trong ngoặc, ví dụ tính giá tr ị f(x) tại x0=3:
[> f(3);↵
9
Khai báo một chươ ng trình con (procedure) có tên là p vớ i 2 tham số hình thức là a, b.K ết quả thực hiện thủ tục cho ta giá tr ị của a2 + b2, ví dụ:
[> p := proc(a, b) # chú ý nhấn phím Shift+Enterđể xuống dòng
local c; c := a^2+ b^21 c; # tr ả lại giá tr ị cuối cùng
end proc:Để tính giá tr ị của thủ tục p nói trên vớ i tham số thực sự là 2 và y, ta gõ lệnh:
[> p(2, y);↵
4 + y2
Maple cung cấ p một hệ thống các hàm hầu như phủ khắ p các l ĩ nh vực của toán học, tacó thể k ể một số hàm thông dụng:
[> factor(6*x^2+ 18*x - 24); #Phân tích một đa thức thành tích các nhân tử ↵
6 (x+ 4 ) (x - 1)
[> expand((x+ 1 )^3); #Triển khai một biểu thức ↵
x3 + 3x2 + 3x + 1
[> normal( (x^2 - y^2)/(x - y)^3 ); #Đưa một biểu thức về dạng chuẩn hoá
[> simplify(4^(1/2)+ 3); #Đơ n giản, rút gọn một biểu thức ↵
[> z := (x^2+ 1)/(x - y); #Khai báo dạng tổng quát cua Z↵
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
68
[> numer(z); #Tách tử số của một phân thức ↵
x2 + 1
[> denom(z); #Tách mẫu số của một phân thức ↵
x - y
[> eval(x^3+ 2*x^2 - 7*x+ 5, x=3); #Tính giá tr ị của một biểu thức ↵
29
[> solve(x^2+ x : 1,x); #Giải phươ ng trình hoặc hệ phươ ng trình↵
[> solve({u+ v + w = 1, 3*u+v=3, u-2*v-w=0});↵
[> fsolve(tan(sin(x)) = 1, x ); #Giải phươ ng trình, hệ phươ ng trình lấy nghiệmở dạngthậ p phân↵
0.9033391108
[> diff(x^2+ x^4 - 3*x+ 2, x), #Lấy đạo hàm của một biểu thức theo một biến ↵
2x + 4x3 -3
[> int(sin(x), x); #Lấy tích phân của một hàm số ↵
-cos( x )
[> limit(sin(x)/x, x=0); #Tính giớ i hạn của một hàm số ↵ 1
[> limit(g(x), x = infinity;↵
[>plot(sin(x),x=0..2*pi); # Lệnh vẽ đồ thị trong mặt phẳng↵
[>plot3d(sin(x*y), x=0..1, y=0..1); # Lệnh vẽ đồ thị trong không gian↵
Như vậy, có thể thấy việc sử dụng câu lệnh của Maple r ất đơ n giản, tr ực quan. Bảnthân phần mềm Maple cũng có một hệ thống tr ợ giúp (Help) r ất phong phúđủ cho những aicó lòng nhiệt tình muốn tìm hiểu Maple.
4.5.1. Nhóm các l ệnh tính toán x ử lý các v ấ n đề trong s ố học, đại số + Các phép toán số học: cộng, tr ừ, nhân, chia, luỹ thừa...đượ c Maple quyđịnh vớ i các
ký hiệu như sau: phép cộng(+), phép tr ừ (-), phép nhân (*), phép chia (/), phép luỹ thừa (^),các phép toàn lấy phần nguyên, phần dư,... ta gõ biểu thức cần tính toán và Maple sẽ thựchiện tức thì. Ví dụ:
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
+ Lệnh phân tích một số ra thừa số nguyên tố:ifactor(a); Ví dụ:
[> ifactor(2061962);↵
(2) (7) (147283 )
+ Lệnh tìm số nguyên tố đứng tr ướ c số nguyên ađã xácđịnh:prevprime(a);
Ví dụ, vớ i a = 100, ta gõ lệnh:
[> prevprime(100);↵
vớ i a =127859746, ta gõ lệnh: [ > prevprime(127859746);↵
+ Lệnh tìm số nguyên tố đứng sau số nguyên a:nextprime(a),
Ví dụ a = 100, ta gõ lệnh: [> nextprime(100);↵
vớ i a = 27859746, ta gõ lệnh [ > nextprime(127859746);↵
+ Lệnh tìm nghiệm nguyên của phươ ng trình:isolve(f, { x,y.. . } ); Trongđó f là biểuthức của phươ ng trình hoặc hệ phươ ng trình, { x,y... } là danh sách cácẩn.
Ví dụ, tìm nghiệm nguyên của bài toán cổ vừa gà vừa chó bó lại cho tròn 36 con 100chân chẵn. Gọi số gà là x, số chó là y ta thực hiện lệnh:
[> isolve({2*x+4*y=100,x+y=36},{x,y})↵
{y = 14. x = 22 }K ết quả cho tađáp số của bài toán là: số gà là 22, số chó là 14.
+ Lệnh tìm thươ ng và phần dư: iquo(a,b); vàirem(a,b); trongđó a, b là các biểu thức.Ví dụ vớ i a = 23, b = 4, ta gõ lệnh:
[> Thuong = iquo(23,4);↵
Thuong = 5
[> Du = irem(23,4);↵
Du = 3+ Lệnh tìm số nhỏ nhất và số lớ n nhất trong một dãy số min(); và max(); trong dấu
ngoặc đơ n cần liệt kê các số, biểu thức số cần thao tác.
Ví dụ, tìm số lớ n nhất, nhỏ nhất trong 3 giá tr ị { 3/2, 1 .49,Pi/2 }
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
70
+ Lệnh tính tổng vô hạn và tổng hữu hạn các số hạng sum(f,n=a..b); trongđó f là biểuthức của số hạng tổng quát, a,b …∈ N là cận dướ i, cận trên của giớ i hạn tính tổng, ví dụ:
+ Lệnh tính tích hữu hạn và vô hạn các số Product(f, n=a..b); trongđó f là biểu thứccủa số hạng tổng quát, a,b …∈ N là cận dướ i, cận trên của giớ i hạn tính tích, ví dụ:
+ Xácđịnh độ chính xác của các phép tính số học: evalf (f,n); trongđó f là biểu thức, nlà số các chữ số sau dấu phẩy, ví dụ:
[> eval(Pi,30);↵
3.14159265358979323846264338328
+ Tính toán vớ i các số phức đượ c Maple thực hiện theo quy tắc thông thườ ng, ví dụ:
+ Chuyển số phức x về dạng toạ độ cực: convert((x),polar), ví dụ:
+ Lệnh khai triển biểu thức đại số: expand(f)
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
76
+ Lệnh tìm ma tr ận chuyển vị: transpose(), ví dụ:
+ Lệnh tìm bất biến của ma tr ận permanent(), ví dụ:
+ Lệnh tính giá tr ị riêng và véc tơ riêng của ma tr ận eigenvectors (), ví dụ:
K ết quả của lệnh eigenvectors đượ c xắ p xế p như sau: số đầu tiên trong mỗi mócvuông của dòng là giá tr ị riêng, số thứ hai là bội đại số của giá tr ị riêng, và cuối cùng là tậ p
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
81
Maple có chức năng hỗ tr ợ sự vận động (animation)của đồ thị hai chiều và đồ thị ba chiều vớ i cú pháp[>animate (chođồ thị hai chiều), và cú pháp[>animate3d(chođồ thị ba chiều). Ví dụ:
Vẽ đồ thị hàm y = tsin(xt).
Muốn chođồ thị chuyển động thì tại khungđồ thị ta nhấn chuột phải sau đó chọn ->Animation -> Play
Muốn chođồ thị chuyển động liên tục không ngừng trên thanh công cụ:
nhắ p chuột vào nút thìđồ thị sẽ chuyển động liên tục, nút đúng sự vận động. Tươ ngtự như vậy ta có thể chođồ thị ba chiều vận động.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
83
+ Tính tích phân xácđịnh của hàm số f(x) trênđoạn [a,b]:int(f(x),x=a..b);
+ Tính giá tr ị lớ n nhất, nhỏ nhất của hàm số trên miền D: minimize(f,x=a..b);maximize(f,x=a..b);Ví dụ:
+ Để xácđịnh nguyên hàm của một hàm số, ta có thể sử dụng đoạn lệnh sau:
[> with(Maplets): with(Maplets[Elements]):integrationMaplet3:= Maplet( Window('title'="TINH NGUYEN HAM", [["NGUYHAM: ", TextField['TF1']()],[“BIEN XÁC DINH TRONG NGUYEN HAMTextField['TF2'](3)], MathMLViewer['TB1'](), ["Do thi ham va nguyên ham cua nPlotter['PL1'](), [Button("NGUYEN HAM", Evaluate(TB1 = 'MathML[Export](int(TF2))')),Button("DO THI", Evaluate('PL1'='plot([TF1, eval(int(TF1,TF2)) ], x=-2..Button("OK", Shutdown(['TF1', 'TF2']))]] ) ):
[> Maplets[Display]( integrationMaplet3 );
Khi đó trên màn hình xuất hiện cửa sổ, ta nhậ p dạng biểu thức của hàm số cần tìmnguyên hàm và tên biến, ta sẽ nhận đượ c biểu thức của nguyên hàm. Nếu nhấn nút "Đồ thị"ta sẽ thuđượ c dạng đồ thị của f(x) và nguyên hàm F(x) của nó:
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
TICH_PHAN:= Maplet( Window('title'="TINH TICH PHAN",[[“NHAP HAM SO TINH TICH PHAN: ”, TextField[' rFi']()],["NHAP CAN DUOI: ", TextFierF2'](4)],["NHAP CAN TREN: ", TextField['TF3'](3)], MathMLViewer['TB1'](),["DOCUA HAM DA NHAP "], Plotter['PL1'](ld),[Button("TICH PHAN", Evaluate(TB
Khiđó trên mầm hình xuất hiện cửa sổ để nhậ p dạng biểu thức của hàm số cần tìm tích phân xácđịnh và cận lấy tích phân, ta sẽ nhận đượ c k ết quả. Nếu nhấn nút "Đồ thị" ta sẽ thuđượ c dạng đồ thị của f(x)
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
85
4.5. Khai báo hàm tự tạo
4.5.1. Khai báo hàm b ằng toán t ử "->"
Để khai báo một hàm (f)đượ c xác định bở i biểu thức (bt(x)), trong Maple sử dụngtoán tử "->" vớ i cú pháp như sau:[> tên hàm := x-> biểu thứ c xácđịnh hàm f (đối số).Ví dụ
Sau khiđã khai báo hàm,để tính giá tr ị của hàm tại một giá tr ị nàođó, ta chỉ việc thaygiá tr ị cụ thể đó vào lờ i gọi hàm [> f(value);, ví dụ:
[> f(3);↵
4.5.2. Khai báo hàm t ự t ạo bằng proco..... end
Giữa proc(d/s tham số)... end: là các câu lệnh của hàm.ví dụ:
[> Max:=proc(a,b,c)
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
[> ptb2(1,2,-1); phuong trinh da cho co 2 nghiem phan biet:
[> ptb2(1,2,3);↵ phuong trinh da cho vo nghiem
4.6.4. Bài t ậ p:
Bài 1 : Lậ p trình giải phươ ng trình trùng phươ ng.
Bài 2: Lậ p trình giải hệ phươ ng trình bậc nhất haiẩn
Bài 3: Lậ p trình kiểm tra một số có là số nguyên tố hay không?Bài 4: Lậ p trình phân tích một số nguyên dươ ng thành tích các thừa số nguyên tố.
Lưu ý: bố n bài t ậ p trên ch ỉ có ý ngh ĩ a cho các b ạn làm quyên v ớ i việc l ậ p trình v ớ i Maple.
Để tìm hiểu về lậ p trình vớ i Maple, bạn đọc sẽ tìm thấy những hướ ng dẫn chi tiếtchuyên sâu trong các tài liệu [l],[2],[3],[4].
4.7.ứ ng dụng maple trong khảo sát hàm số
4.7.1. Các l ệnh c ủa Maple có th ể vận d ụng trong kh ảo sát hàm s ố Ta có thể sử dụng các hàm của Maple khi khảo sát hàm số, chẳng hạn như: xácđịnh
miền giá tr ị, khoảng đơ n điệu, miền lồi, cực tr ị vàđiểm uốn, vẽ đồ thị,...* Xác định miề n xác định của hàm s ố f(x): Để xác định miền giá tr ị của các hàm phân thức đượ c trình bày trong sách giáo khoa
giải tích lớ p 12, tr ướ c tiên ta dùng lệnh denom()để tách lấy mẫu số. Miền xácđịnh của hàmsố chính là tậ p các giá tr ị làm cho mẫu số có ngh ĩ a. Ví dụ tìm miền xácđịnh của hàm số:
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
89
Ta dùng nhóm các lệnh sau:
[> restart;
Y:=simplify(Y):
print('Tap xac dinh cua ham so la:');a:=solve(denom(Y)=0,x):
if(type(denom(Y),realcons)=true)or(coeff(denom(y),x^2)<>0 and type(a[1],realc=falssel then D=R;fi:
if coeff(denom(y),x^2)=0 and coeff(denom(y),x)<>0 then D={x<>a};fi;↵
K ết quả thực hiện chươ ng trình:
* Tìm khoảng đơ n đ iệu của hàm s ố .
Bướ c 1: Tìmđạo hàm của hàm số vớ i lệnh: [>diff (f(x),x);
Bướ c 2: Xácđịnh chiều biến thiên:Xác định khoảng đồng biến của hàm số (tức là tìm nhưng khoảng màđạo hàm của
hàm số không âm), ta sử dụng lệnh: [>dhbn := bieuthuc r(x) >=0;
Bướ c 3 : Giải phươ ng trình bằng lệnh [>solve(dhbn, { x } ) ;
Xácđịnh khoảng nghịch biến của hàm số, tươ ng tự như trên, ta dùng lệnh:[> dhbn : = bieuthuc f’(x) <=0; Và giải phươ ng trình bằng lệnh: [>solve(dhbn,{x});
Thí dụ: Tìm khoảng đơ n điệu của hàm số: y = x3 - 6 x2 + 4 x - 8
Bướ c 1: Tínhđạo hàm:
Bướ c 2: Thiết lậ p bất phươ ng trình
dhbn:= 0≤ 3x2 - 12x +4
Bướ c 3: Giải bất phươ ng trình: [> solve(dhbn,{x});↵
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
92
bằng không:
Bướ c 5: Xét giá tr ị của đạo hàm bậc hai và k ết luận, chẳng hạn ở ví dụ này, ta
nên làđiểm cực tiểu, còn y’’,
nên làđiểm cực đại của hàm số.* Tìm đ iể m uố n:
Điểm uốn là điểm mà tại đó đạo hàm bậc haiđổi dấu. Để xác định điểm uốn của hàmsố, ta lần lượ t thực hiện các câu lệnh sau:
Bướ c 1. Tínhđạo hàm bậc nhất: [> dhbl:=diff(f(x),x);Trongđó f(x) là hàm số mà ta cần khảo sát
Bướ c 2: Tínhđạo hàm bậc hai: [> dhb2:=diff(dhbl,x);
Bướ c 3: Điểm xã làđiểm uốn của hàm số nếu xo là nghiệm chung của hai bất phươ ng trình:[> solve(dhb2>=0); và [>solve(dhb2<=0);
Ví dụ: Tìmđiểm uốn của hàm số x4 - 2x2
K ết luận: là haiđiểm uốn của đồ thị hàm số đã cho.
* Tìm giá tr ị nhỏ nhấ t l ớ n nhấ t của hàm sô.
Các hàmminimize(expr, vars, ranges) vàmaximize(expr, vars,ranges) dùngđể tìmgiá tr ị nhỏ nhất, lớ n nhất của hàm số đượ c xácđịnh bở i biểu thức expr theo giá tr ị của cácđối số đượ c liệt kê (vars) trong một phạm vi nàođó (ranges).Ví dụ :
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
94
Ví dụ xácđịnh giá tr ị cực tiểu, cực đại của hàm số x4- 2x2
[> y:=x^4-2*x^2:# khai báo hàm số ↵
[> extrema(y,{},x);# xácđịnh cực đại, cực tiểu của hàm số ↵
{ -1, 0 }
* Xác định các đườ ng tiệm cận:
Ta sử dụng lệnh tách mẫu số của f(x) bở i lệnh denom(), dùng lệnh solve( tìmnghiệm của mẫu số ta đượ c tiệm cận đứng.
Lần lượ t tính các giớ i hạn a= lim(f(x)/x) và b=lim(f(x)-ax) khi x tiến tớ i vô cùngnếu các giớ i hạn này tồn tại sẽ cho ta tiệm cận xiên y=ax+b. Ví dụ xác định tiện cận
của hàm số :
[> Y:=(x^2+x+1)/(2*x+2);
a:=limit(y/x,x=infinity);
b:=limit(y-a*x,x=infinity);
ms:=solve(denom(y)=0,x);
if a<>infinity or a <>-infinity then
print('tiem can dung:',x=ms);
print(tiem can xien y=',x*a+b); fi;↵
K ết quả thực hiện chươ ng trình:
* Xác định giao đ iể m của đồ thị hàm s ố Y=f(x )vớ i các tr ục toạ độ. Sử dụng gói công cụ student, sauđó dùng các lệnh: Tìm giaođiểm vớ i tr ục tung
intercept(y=Y,x=0,{x,y}), tìm giaođiểm vớ i tr ục hoành: intercept(y=Y,y=0,{x,y}), ví
dụ xácđịnh giaođiểm vớ i các tr ục toạ độ của hàm số:
[> restart:with(student):
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
95
Y:=(x^2+x+1)/(2*x+2); # mở gói công cụ và khai báo hàm
[> intercept(y=Y,y=0,{x,y});# giaođiểm vớ i tr ục hoành
intercept(y=Y,x=0,{x,y}); # giaođiểm vớ i tr ục tung↵
K ết quả thực hiện chươ ng trình:
Như vậy đồ thị hàm số không cắt tr ục hoành mà chỉ có một giaođiểm duy nhấtvớ i tr ục tung tại điểm có toạ độ x = 0, y = 1/2.
* V ẽ đồ thị hàm sô.
Vẽ đồ thị là một trongnhững chức năng mạnh củaMaDle.Để vẽ đồ thị hàm số f(x) trên đoạn [a,b], ta sử dụng lệnh [> plot(f(x),x-a..b); ví dụ vớ i hàm số x4-2x2 trênđoạn [-2, 2]:
[> plot(x^4-2*x^2,x=-2..2); ↵ K ết quả ta đượ c đồ
thị như hình vẽ.
Qua hình dạng đồ thị, một lần nữa chứng tỏ việc xácđịnh chiều biến thiên,điểm
uốn, chiều lồi, lõm, cực đại, cực tiểu .. vớ i các câu lệnh của Maple4.7.2. M ột số ví d ụ minh ho ạ:
* Khảo sát hàm s ố vớ i m = 0 ( Đề thi tuyể n sinh vào Đ H Thái Nguyên - N ăm học 1999-2000, kh ố i A, B). Ta sử dụng chươ ng trình con sau:[> Restart:
print(' Khao sai ham so y=x^3/3-mx^2-x+m+2/3 voi gia tri m=0');
Y:=(x^3/3-x+2/3);
print('Tap xác dinh cua ham so la:');
Y:=simplify(Y):
a:=solve(denom(Y)=0,x):
if(type(denom(y),realcons)=true) then D=R;fi;
print('Tinh dao ham bác nhai cua ham so),
dy/dx=factor(simplify(diff(Y,x)));
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
99
Tim giao diem voi truc hoanh
{ y = 0, x = RootOf(_Z2 - 3 _Z+ 4. label= - _LI)}
Do thi ham so co dang sau
Như vậy, để khảo sát các hàm số kháctrong chươ ng trình phổ thông, bạn đọc chỉ cầnthayđổi chút ít, và như vậy tađã có một công cụ mạnh để kiểm tra và minh hoạ cho các bài toánkhảo sát hàm số.
* Tìm qu ỹ tích các đ iể m M(xo,yo) mà t ừ đ ó k ẻ đượ c 2 tiế p tuyế n vuông góc v ớ i
parabo (phỏng theo đề thi tuy ể n sinh vào Đ HTN - N ăm học 1999 -2000, kh ố i A, B). Ta sử dụng chươ ng trình con:
[> restart;
delta:=collect(simplify(discrim(f,x)),k):
solve(delta,{k}):
ki:=coeff(delta,k^2):
k2:=coeff(delta,k,0):
y3:=solve(k1*k2=-1,{yo}):
print(‘Ket luan ta co phuong trinh quy tich la’);
print(y3);
Thực hiện chươ ng trình, ta có k ết quả:
Ket luan ta có ph ươ ng trinh quy tich là
* Cho tam th ứ c bậc hai
Tìm nhữ ng giá tr ị của tham s ố m sao cho p(x) có 2 nghi ệm x1,x2 tho ả mãn:
1 < x1 < 3 < x2. Ta sử các câu lệnh sau sau:
[> restart;
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
if a>0 then print(plot(y,x=-4+xct[3]..4+xct[2],y=-2+f(xct[2])..2+f(xct[1]))) fi;if a<0 then print(plot(y,x=-4+xct[3]..4+xct[2],y=-2+f(xct[1])..2+f(xct[2]))) fi;
fi;end:↵
Để sử dụng chươ ng tnnh, ta chỉ việc gọi tên chươ ng trình con vớ i các tham số thực cụ thể, ví dụ:
l> kshb4(1,2,3,4,5);
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
print('Diem co dinh cua ho duong cong la: ',solve({p1,p2,p3},{x,y}));↵
Để thuận có một giao diện thân thiện và thao tácđơ n giản khi cho học sinhkiểm tra lại k ết quả, đối vớ i bài toán khảo sát các hàm số dạng đa thức, ta có thể khaithác chươ ng tnnh sau:
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
119
Nếu ta chọn chức năng hiển thị tất cả, màn hình có dạng:
4.8. Sử dụng Maple hỗ trợ kiểm tra k ết quả tính toán.
4.8.1. Tính l ũ y thừ a của ma tr ận vuông
Thuật toán: (ưng dụng định lí Hamiltơ n - Cayley):"Giả sử A là ma tr ận vuôngvà PA(λ ) thỏa mãn: PA(λ ) = (-1)n λ n + P1λ n-1 + . . . + pn-1λ + pn là đ a th ứ c đặc tr ư ngcủa A. Khi đ ó, PA(A) =0 ". Vậy mọi đa thức Q(λ ) chia hết cho Pn(λ ) thì ta cũng cóQ(A) = 0.Đặc biệt: Q(λ ) = S(λ )Pn(λ ) + R(λ ) ⇒ Q(A) = R(A).
Chươ ng trình đượ c thiế t k ế nhằ m thự c hiện tuần t ự các n ội dung:
Tínhđa thức đặc tr ưng của A.
- Tìm dư khi chia xn
cho đa thức đặc tr ưng của A (khiđó đa thức dư sẽ có bậcnhỏ hơ n cấ p của ma tr ận một đơ n vị).
- Tính An theođa thức dư.
Mã chươ ng trình
[> restart;
with(LinearAlgebra):
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
120
Luythua:=proc(A, n)
local p, r, f, x;
p:=CharacteristicPolynomial(A, x);
r:=rem(x^n, p, x); f := unapply(r, x); f(A); end:↵
Minh ho ạ việc sử d ụng chươ ng trình (thực hiện chươ ng trình vớ i các tham số):
[> Luy thua(A, 2002);# Thực hiện thủ tục tính luỹ thừa vớ i số mũ là 2002↵
Ta có thể mở r ộng cho bất kì một đa thức bậc n vớ i ẩn là ma tr ận A, bằng cáchthay r:=rem(x^n, p, x) bằng r:=rem( f(x), p, x).4.8.2 Kiểm tra tính lũy tính của một ma trận vuông
Xét vấn đề kiểm tra một ma tr ận vuông bất kì có phải là một ma tr ận lũy linh hay
không? Nếu ma tr ận đó là ma tr ận lũy linh thì chỉ ra bậc của ma tr ận lũy linhđó (Xétđến ma tr ận lũy linh bậc 100000000).
Thuật toán:
- Tim tất cả các giá tr ị riêng của ma tr ận.
- Nếu tất cả các giá tr ị riêng của ma tr ận đều bằng 0 thì ma tr ận là lũy linh, ngượ clại ma tr ận là không lũy linh.
- Nếu ma tr ận là lũy linh thì ta tìm bậc lũy linh:
+ Tính lũy thừa ma tr ận (số lũy thừa lặ p từ 2 đến 100000000).+ Lậ p ma tr ận không cấ p bằng vớ i ma tr ận đã cho.
+ Nếu tồn tại chỉ số i sao cho lũy thừa bậc i thì ma tr ận đã cho bằng ma tr ậnkhông. Lấy chỉ số i đó tađượ c bậc lũy linh của ma tr ận đã cho.
Mã chươ ng trình:
[> restartiwith(linalg): with(LinearAlgebra):
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
123
4.8.5.Ki ể m tra và kh ẳng đị nh tính đ úng đắn của các m ệnh đề .
Xét mệnh đề sau. " Hai ma tr ận vuông đồng d ạng thì có cùng v ế t ". Liệu điều đócó đúng không và mệnh đề đảo có đúng không? Ta sử dụng các câu lệnh sau củaMaple:
Như vậy ở trên ta thấy hai ma tr ận cùng vết (A và C) nhưng khôngđồng dạng,suy ra mệnh đề đảo khôngđúng.
4.9 Sử dụng Maple hỗ trợ suy luận trong quá trình học toán.
Vớ i một bài toán ta có thể dùng Mapleđể tính k ết quả của bài toánđó. Dựa trên
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
124
k ết quả, bằng suy luận lôgíc và thông qua mối quan hệ giữa các yếu tố của bài toán, tacó thể định hướ ng cách giải một cách nhanh chóng và chính xác.
4.9.1. Ví d ụ Tính đị nh th ứ c của ma tr ận umin
Tr ướ c hết ta dùng các hàm của Maple tạo một ma tr ận vớ i cấ p xácđịnh thỏa mãnđiều kiện bài toán sauđó tínhđịnh thức của ma tr ận đó. Dựa trên k ết quả để suy luậnsauđó tổng quát hóa cho ma tr ận có cấ p n bất kì.
Mã chươ ng trình:
[> with(linalg):
[> n:=5: A:=array(1..n,1..n):
for i to n do
for j to n do
if i < j then A[i, j]:= i;
else A[i, j]:= j; fi; od; od; print(A);↵
K ế t quả thự c hiện thủ t ục:
[> det(A);↵
Ta thấy k ết quả của định thức bằng 1 . Ta xét thêm ma tr ận cấ p cao hơ n (cấ p 10) bằng cách thay n:= 10 vàođầu các câu lệnh trên. K ết quả ta đượ c một ma tr ận cũng cóđịnh thức bằng 1 . Đến đây nảy sinh vấn đề: Vậy liệu đối vớ i một ma tr ận có dạng như vậy vớ i cấ p bất k ỳ thì k ết quả trên cònđúng không ?
Nếu điều đó đúng thì chắc chắn ma tr ận A sẽ phân tíchđượ c thành hai hay nhiềuma tr ận cóđịnh thức đều bằng 1.Để tìm hiểu, ta thực hiện lệnh sau:
[> A1 := LUdecomp(A, L='A2',U=’u’):↵
[> evalm(A1);↵
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
125
Vớ i lệnh trên ta thấy rõ ràng là ma tr ận A là tích của hai ma tr ận Al và A2, trongđó các ma tr ận A1 (ma tr ận tam giác trên) và A2 (ma tr ận tam giác dướ i) đều là các matr ận cóđịnh thức bằng 1 . Bằng việc thayđổi các bậc của A, ta thấy r ằng k ết quả trênvẫn đúng. Do vậy, ta nhân hai ma tr ận Al, A2 cấ p n và thuđượ c k ết quả là ma tr ận A. Như vậy, bài toánđã giải quyết xong.
4.9.2. Tìm ma tr ận ngh ị ch đảo
Xét ma tr ận A có dạng như sau:
Tr ướ c hết, ta tìm ma tr ận nghịch đảo của ma tr ận B có dạng như trên nhưng có bậc hoàn toàn xácđịnh (chẳng hạn vớ i bậc 5), sauđó tìm ma tr ận nghịch đảo của matr ận B, từ dạng của ma tr ận B-1 ta có thể dự đoánđượ c dạng nghịch đảo của ma tr ận A
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
126
Từ đây dự đoán ma tr ận nghịch đảo của A sẽ có dạng như sau:
4.9.3. Ki ể m tra tính khác không c ủa đ inh th ứ c bằng cách dùng phép chia có d ư chocác ph ần t ử trong ma tr ận để đư a ma tr ận đ ó về d ạng đơ n gi ản.
Mã chươ ng trình:
[> with(linalg):[> Matrixmod:=proc(A, p)
local u, v, i, j, B;
u:=rowdim(A),v:=coldim(A); B:=array(1..u, 1..v);
for i to u do
for j to v do B[i,j]:=A[i, j] mod p;od;od; print(B);
end:↵
Minh ho ạ việc sử d ụng chươ ng trình [>A:=matrix(6,6,[7,82,62,54,24,90,86,13,24,26,6,8,0,2,5,8,0,12,2,4,6,9,64,24,12,4,6,8,1,8, 2,4,24,26,8,67]);↵
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
127
Rõ ràng ma tr ận k ết quả là ma tr ận đơ n vị nên cóđịnh thức khác không dođó ma
tr ận đã cho sẽ có định thức khác không.
4.9.4. " Tìm h ạng c ủa ma tr ận vuông c ấ p n mà các ph ần t ử trên đườ ng chéo chínhbằng 0, còn các ph ần t ử còn l ại bằng 1 ho ặc -1 ".
Tr ướ c hết ta tạo ra một ma tr ận để thỏa mãn giả thiết của đề bài (vì trong th ư việncủa Maple ch ư a có s ẵ n) có các phần tử trênđườ ng chéo chính bằng 0, các phần tử cònlại lấy các giá tr ị 1 hoặc - 1 một cách tùy ý.
Mã chươ ng trình:
* Tạo ma tr ận:
[> Matrixransign:=proc(m,n)
local i, j, a, c, A; A:=matrix(m, n, []);
for i to m do
for j to n do a:=rand(-99..99): c:= a();
if i<>j then A[i, j]:=sign(c); else A[i, j]:=0; fi; od; od;
print(A); print(' Hạng của A là ',rank(A)); end:↵ * Sau khiđã xây dựng xong chươ ng trình tạo ma tr ận, tiến hành tính hạng của
các ma tr ận ngẫu nhiên vớ i cấ p của ma tr ận đượ c thayđổi. Ta bắt đầu từ cấ p 5:
[> Matrixransign(5,5);
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
128
K ết quả hạng của A :5
Ta ti ế p t ục thử cho các ma tr ận ng ẫ u nhiên khác, sau m ột số ma tr ận có h ạngkhông đổ i, ta g ặ p ma tr ận sau đ ây có h ạng là 4.
[> Matrixransign(5,5);↵
K ết quả hạng của A: 4
Tiế p tục vớ i ma tr ận cấ p 7 :
K ết quả hạng của A: 7Tiế p tục thử ta đượ c k ết quả dướ i đây:
Giáo trình: S ử d ụng Công ngh ệ thông tin trong d ạ y học toán
K ết quả hạng A: 6
Như vậy, hạng của ma tr ận chỉ có thể là 7 (bằng cấ p của ma tr ận) hoặc 6. Từ đóta đi đến dự đoán sau:“ H ạng c ủa ma tr ận trên ho ặc là n ho ặc là n- 1”.
Mở r ộng bài toán: Thay giả thiết các phần tử bằng -1 bằng một phần tử tùy ý ta
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
129
vẫn đượ c k ết quả tươ ng tự: “Trênđườ ng chéo ma tr ận cấ p n là các số 0, còn các phầntử khác hoặc là 1 hoặc là c (c∈Z), ta có hạng của ma tr ận này hoặc là n-1, hoặc làn ".
4.9.5. Xét tính kh ả ng ị ch c ủa m ột ma tr ận
Ta thấy ma tr ận đơ n vị có các phần tử trên đườ ng chéo chính bằng 1, còn các
phán tử khác bằng không. Rõ ràngđây là một ma tr ận khả nghịch. Vấn đề đặt ra là liệucó mối quan hệ nào giữa các phần tử trên đườ ng chéo chính vớ i các phần tử còn lạitrong một ma tr ận vuông sao cho ma tr ận đó là khả nghịch không?.
Ta xây dựng chươ ng trình bao gồm các nhiệm vụ:
- Tính t ổ ng các tr ị tuyệt đố i của các ph ần t ử nằ m ngoài đườ ng chéo.
- Tính giá tr ị nhỏ nhấ t về tr ị tuyệt đố i của các ph ần t ử trên đườ ng chéo.
- Xét tính kh ả ngh ịch của ma tr ận đ ó.
Mã chươ ng trình:
[> with(linalg):
[> Chuan:=proc(A)
local i, j, M, N, K;
if rowdim(A) <> coldim(A) then print(' Nhap ma tran vuong ');
else M:=0; K:=0; N:=abs(A[1, 1]);
for i to rowdim(A) do
if N > abs(A[i, i] then N:=abs(A[i, i]); fi; K:=K+ abs(A[i, i]);for i to rowdim(A) do M:= M +abs(A[i, jn; od; od;
prnt(' Phần tử đườ ng chéo chính có tr ị tuyệt đối bé nhất là ', N);
print(' Tổng tr ị tuyệt đối của các phần tử ngoàiđườ ng chéo chính là ', M-K);
print('Định thức của ma tr ận A là ', det(A)); fi; end:↵
Minh hoạ việc sử dụng chươ ng trình
[> Chuan(A);↵
Phần tử trênđườ ng chéo chính có tr ị tuyệt đối bé nhất là, 2.
Tổng tr ị tuyệt đối của các phần tử ngoàiđườ ng chéo chính là, 1.
Định thức của ma tr ận A là, -8.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Phần tử trênđườ ng chéo chính có tr ị tuyệt đối bé nhất là, 6.
Tổng tr ị tuyệt đối của các phần tử ngoàiđườ ng chéo chính là, 5.
Định thức của ma tr ận A là, -2604.
K ết quả trên cho thấy nếu các phần tử trênđườ ng chéo chính có sự vượ t tr ội về tr ị tuyệt đối so vớ i các phần tử nằm ngoàiđườ ng chéo chính thìđịnh thức của ma tr ậnđó khác không.Ta tiế p tục lậ p các ma tr ận thỏa mãn nhận xét trên và xemđịnh thứccủa nó có khác không không ?
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
133
4.10. Khai thác Maple trong Xác suất thống kê
Việc khai thác Maple trong xác suất thống kê r ất đa dạng, Chúng tôiđã lậ p đượ cchươ ng trìnhđể giải quyết tất cả các dạng bài tậ p có trong giáo trình Xác suất thốngkê. Dướ i đây, chúng tôi xin minh hoạ một ví dụ đơ n giản:
4.10.1. Tính phân ph ố i chu ẩ n
+ Định ngh ĩ a: Biến ngẫu nhiên Xđượ c gọi là tuân theoluật phân ph ố i chuẩ n, kí
hiệu nếu hàm mật độ của nó có dạng
Ta có hai tham số trong (1) là a vàσ 2 cũng chính là hai số đặc tr ưng quan tr ọngEX và VX Về mặt đồ thị, đườ ng cong (l) có dạng hình chuông.
+ Thi ế t l ậ p chươ ng trình :
[> restart; with(plots):
Xx_plot:= proc(x, menu, sd)
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
align = {ABOVE, RIGHT}, font = [HELVETICA, BOLD, 14]) );
end:↵
Để thực hiện thủ tục trên ta cần khai báo ba tham số: giá tr ị dữ liệu (x), giá tr ị trung bình (a),độ lệch chuẩn ( σ ). Chẳng hạn nếu x = 20.9, a = 20.5,σ = 0.5
Minh ho ạ việc sử d ụng chươ ng trình
l> x_ plot(20.9, 20.5, 2.5 );↵
Miền màu xanh và số bên trái chỉ xác suất P(x < 20.9), trong khiđó miền đỏ vàchữ bên phải chỉ ra r ằng xác suất P(x > 20.9).
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
135
Sauđây ta xét một tr ườ ng hợ p đơ n giản. Ta cho x = 1, a = 0,σ = 1 .
Ta đượ c dạng phân phối chuẩn hoáđượ c minh hoạ như sau:
[> x _plot( 1, 0, 1);
Nếu ta biểu diễn hai phân phối mà có cùngσ = 1 và x, a là khác nhau thìđượ c k ếtquả gần giống nhau nhưng đã có sự thayđổi, thể hiện như sau:
[> A := x_plot( 1, 0, 1):
B := x_plot(10, 8, 1):
display( {A,B});↵
Bây giờ ta so sánh dạng phân phối chuẩn và một dạng phân phối không chuẩn. <
Chẳng hạn phân phối chuẩn vớ i các thông số ( x = 1, a = 0,σ = 1 ),vớ i ( x = 10, a = 11,σ = 2). Tađượ c:
> A := x-plot( 1, 0, 1 ):
B := x phu( 10, 11,2 ) :
display( {A,B});↵
Đồ thị của phân phối chuẩn ở bên trái cònđồ thị của phân phối không chuẩn ở bên phải. Ta thấy r ằng cả hai đồ thị của các phân phối đều có tổng diện tích chắn bở if(x) và tr ục Ox luôn bằng 1. Tuy nhiênđồ thị bên trái cao, nhọn và cóđáy hẹ p trong
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
136
khi đó đồ thị bên phải thấ p hơ n, tù và cóđáy r ộng hơ n. Điều này chứng tỏ VX đặctr ưng chođộ tán xạ còn EXđặc tr ưng định vị của phân phối. Chúng ta có thể thấy rõthêmđiều này thông qua một vài ví dụ sauđây:
[> A := x_plot( 1, 0, 1 ):
B := x_plot( 40, 30, 10) :display( {A,B});↵
[> A := x_plot( 2, 0, 1 ):
B := x_plot( 50, 30, 10)
display( {A,B});↵
[> A := x_plot( 0, 0, 1 ):
B:= x_plot( 30, 30, 10)
display( {A,B});↵
4.11. Maple vớ i bài toán quy hoạch.
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
138
‘Fmax'=simplify(expand(Fmax)),sol_MAX:
Fmin:=infinity:
for k to nops(SS) do
if evalf(simplify((subs(SS[k],f))))<evalf(Fmin)
then Fmin:=simplify((subs(SS[k],f)));sol_min:=SS[k]; fi;od;
sol_MIN:=sol_min:
for k to nops(SS) do
if Fmin=simplify(value(subs(SS[k],f)))
and (SS[k] minus sol_min)<>{} then
sol_MIN:=sol_MlN,SS[k] fi od;
RETURN('F[min]'=simplify(expand(Fmin)),sol_MlN,
'F[max]'=simplify(expand(Fmax)),sol_max);
end:↵
Sau khiđã thiết lậ p hàm,để giải các bài toán cụ thể ta cần khai báo rõ hàm mụctiêu f(x) và hệ cácđiều kiện ràng buộc (Ký hiệu là Dieu_kien) sauđó gọi thực hiện lờ igọi hàm Toi_uu(f(x), Dieu_kien)
Ví dụ 1 :
Khai báo hàm mục tiêu:
Khai báo hệ điều kiện ràng buộc:
-Gọi hàm Toi_uuđể giải bài toán: [> Toi_uu(F13,Dieu_kien);
-K ết quả thực hiện
Ví dụ 2
- Khai báo hàm mục tiêu:
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
* Khai báo Parabol khi bi ế t phươ ng trình đại số .
[> parabola(p, eqn, n);↵
Trongđó: eqn: Phươ ng trìnhđại số.
* Kiể m tra 3 đ iể m thẳ ng hàng:
[> AreCollinear(p, Q, R, cond);↵
Trongđó: P, Q, R: Bađiểm,
cond: (tuỳ chọn) tên - tr ả lại điều kiện để 3 điểm thẳng hàng.
* Kiể m tra 3 đườ ng thẳ ng đồng quy:
[> Areconcurrent(l1, l2, l3, cond);↵
Trongđó: l1, l2, l3: Bađườ ng thẳng,
cond: tên - tr ả lại điều kiện để 3 đườ ng thẳng đồng quy.* Kiể ng tra hai đ iể m A, B liên h ợ p đ iề u hoà v ớ i hai đ iể m C, D cho tr ướ c trên đườ ngthẳ ng:
[> AreHarmonic(A, B, C, D);↵
* Kiể m tra hai đườ ng thẳ ng song song:
[> AreParallel(11, 12, cond);↵
Trongđó: l1, l2: Haiđườ ng thẳng.
cond: (tuỳ chọn) tên - tr ả lại điều kiện để 2 đườ ng thẳng song song.* Kiể m tra hai đườ ng thẳ ng vuông g ố c:
[> ArePerpendicular(l1, l2, cond);↵
Trongđó: l1, l2: Haiđườ ng thẳng,
cond: (tuỳ chọn) tên - tr ả lại điều kiện để haiđườ ng thẳng vuông góc.
* Kiể m tra m ột đ iể m, một danh sách ho ặc t ậ p hợ p các đ iể m thuộc một đườ ng thẳ ng:
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
* Xác định giao đ iể m của hai đườ ng thẳ ng ho ặc hai đườ ng tròn:
[> intersection(obj, f, g);↵
Trongđó: obj: Tên các giaođiểm,
f, g: Haiđườ ng thẳng hoặc haiđườ ng tròn.
* Tính góc gi ữ a hai đườ ng thẳ ng hoặc hai đườ ng tròn
[> FindAngle(u, v);↵
Trongđó: u, v: Haiđườ ng thẳng hoặc haiđườ ng tròn.
4.12.3. M ột vài minh ho ạ vi ệc sử d ụng các l ệnh trên- Khai báo đ iể m A(x,y) : point : [> A:=[1,2]: hoặc [> point(A,[1,2]):↵
- Đánh d ấ u đ iể m A : draw: [> draw(point(A,1,2)):↵
- Xác định 1 đ oạn thẳ ng đ i qua hai đ iể m A, B: Khai báo 2điểm sauđó dựng đoạnthẳng vớ i lệnh segment: [> point(A,[1,2]):point(B,[-1,-2]): segment(AB,[A,B]);↵
- V ẽ đ oạn thẳ ng qua 2 đ iể m A, B đ ã định ngh ĩ a: [> draw(segment(AB,[A,B])):↵ - V ẽ đườ ng thẳ ng qua hai đ iể m A,B: [>line(l,[point(A,(1,2)),point(B,(-1,-2))]):draw(l)↵
- Xác định đườ ng thẳ ng 1 có d ạng ax+by=c : [> line(l,2*x+9*y=-9,[x,y]): draw(l):↵
- Xác định giao đ iể m của hai đườ ng thẳ ng l1, l2: intersection,
[> line(l1, x = 0, [x,y]}, line(l2, x+ y = 1, [x,y]): intersection(G, l1, l2);↵
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
153
-Xác định toạ độ giao đ iể m: [> coordinates(G):↵
- Xác định giao đ iể m giữ a đườ ng thẳ ng và đườ ng tròn khi bi ế t các ph ươ ng trình c ủachúng: [> line(l, x+ y = 1, [x,y]): circle(c, x^2+ y^2 = 1, [x,y]):
- Xác định các đườ ng cao altitude()và tr ự c tâm orthocenter()tam giác:
[> triangle(ABC, [point(A,0,0), point(B,2,0), point(c,1,3)]): altitude(hA1,A,ABC):altitude(hA2,B,ABC):altitude(hA3,C,ABC):orthocenter(H,ABC): coordinates(H):↵ - Dự ng các đườ ng trung tuy ế n median () làtr ọng tâm centroid()tam giác:
Ta cũng có thể tính khoảng cách giữa điểm vớ i đườ ng thẳng bằng cách tínhkhoảng giữa điểm đó vớ i hình chiếu của nó trênđườ ng thẳng. Ta tìm toạ độ hình chiếucủa điểm bằng lệnh:
[> projection(B, A, l):coordinates(B):distance(A,B):↵
Ta cũng có thể lấy ngẫu nhiên một điểm trên một đườ ng thẳng và tìm hình chiếucủa nó trênđườ ng thẳng kia. Sauđó tính khoảng cách giữa haiđiểm vừa tìm đượ c :
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
159
* Xác định mặt phẳ ng (p) đ i qua A và có véc t ơ pháp tuy ế n cùng ph ươ ng vớ i phươ ngcủa đ oạn thẳ ng định hướ ng dseg1 :
[> plane(p, [A, dsegi]);↵
* Xác định mặt phẳ ng (p) ch ứ a hai đ oạn thẳ ng định hướ ng dseg1, dseg2 có cùng m ột
đầu mút: [> plane(p, [dseg1, dseg2]);↵
* Xác định mặt phẳ ng (p) ch ứ a hai đườ ng thẳ ng l1, l2 (trong tr ườ ng hợ p l1 và l2 chéonhau thì m ặt phẳ ng (p) đượ c xác định là m ặt phẳ ng chứ a l1 và song song v ớ i l2):
[> plane(p, [l1, l2]);↵
* Xác định mặt phẳ ng (p) đ i qua 3 đ iể m phân bi ệt A, B,C:
[> plane(p, [A, B, C]);↵
* Xác định mặt phẳ ng (p) đ i qua A và song song v ớ i hai đườ ng thẳ ng l1, l2 :[> plane(p, [A, l1, l2]);↵
* Xác định mặt phẳ ng (p) khi bi ế t phươ ng trình đại số .
[> plane(p, eqn, n);↵
Trongđó: eqn: Phươ ng trìnhđại số,
n: (tuỳ chọn) danh sách tên biểu diễn tr ục toạ độ.
* Xác định mặt cầu (s) đ i qua 4 đ iể m phân bi ệt:
[> sphere(s, [A, B, C, D], n, 'centername'=m);↵
Trongđó: n: (tuỳ chọn) danh sách tên biểu diễn tr ục toạ độ,
'centername'=m: (tuỳ chọn) tâm của mặt cầu.
* Xác định mặt cầu (s) khi bi ế t đườ ng kính AB:
[> sphere(s, [A, B], n, 'centername'=m);↵
* Xác định mặt cầu (s) khi biế t tâm A và độ l ớ n của bán kính:
[> sphere(s, [A, rad], n, 'centername'=m);↵
Trongđó: rad: Bán kính của mặt cầu.
* Xác định mặt cầu (s) đ i qua đ iể m A và tiế p xúc vớ i mặt phẳ ng p:
[> sphere(s, [A, p], n, 'centername'=m);↵
* Xác định mặt cầu (s) khi bi ế t phươ ng trình t ổ ng quát:
[> sphere(s, eqn, n, 'centername'=m),↵
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
165
v: đườ ng thẳng hoặc mặt phẳng (nếu u là một điểm).
* Xác định đườ ng đố i cự c (cự c) của một đ iể m (mặt phẳ ng) đ ôi vớ i một hình c ầu:
[> polar(p, A, s);↵
[> pole(B, q, s);↵
Trongđó p: Tên của đườ ng đối cực,
A: Một điểm,
s: Hình cầu,
B: Tên của cực,
q: Mặt phẳng.
* Tính ph ươ ng tích c ủa đ iể m P đố i vớ i hình c ầu s:
[> powerps(p, s);↵
* Xác định mặt đẳ ng ph ươ ng của hai hình c ầu, xác định tr ục đẳ ng ph ươ ng của bahình c ầu, xác định tâm đẳ ng ph ươ ng của bạn hình c ầu cho tr ướ c:
[> RadicalPlane(p1, s1, s2);↵
[> RadicalLine(p2, s1, s2, s3);↵
[> RadtcalCenter(p3, s1, s2, s3, s4);↵
Trongđó pl: Mặt đẳng phươ ng,
p2: Tr ục đẳng phươ ng, p3: Tâmđẳng phươ ng,
s1, s2, s3, s4: Các hình cầu.
* Xác định mặt phẳ ng tiế p xúc của một đ iể m trên m ặt cầu:
[> TangentPlane(p, A, s);↵
Trongđó p: Tên của mặt phẳng tiế p xúc tại điểm
A, s: Mặt cầu.
* Xác định hình chi ế u của một đố i t ượ ng trên m ột đố i t ượ ng khác: [> projection(Q, A, l);↵
[> proJection(Q, A, p);↵
[> projection(Q, seg, p);↵
[> projedion(Q, l, p);↵
Trongđó: Q: Tên của đối tượ ng đượ c tạo ra,
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
- Đườ ng thẳ ng đ i qua hai đ iể m đ ã biế t A,B line(l,[A, B]):ho ặc đ i qua m ột đ iể m A và cóvéc t ơ chỉ phươ ng v cho tr ướ c :line(l,[A, v]),
ví dụ đườ ng thẳng lđi quađiểm A (1,2,3) và véc tơ v=(0,2,4):
[> point(A,1,2,3): line(l,[A,[0,2,4]]);↵ vẽ đườ ng thẳng vừa dựng đượ c :
[> draw(l):↵
- M ặt phẳ ng p qua ba đ iể m A,B,C không th ẳ ng hàng: plane(p,[A,B,C]):
Ví dụ Mặt phẳng pđi qua bađiểm: A=(l,2,3), B=(l,0,3),(C=(0,2,3),
[ >point(A,1,2,3):point(B,1,0,3):point(C,0,2,3);↵
[> plane(p,[A,B,C]):↵
- M ặt phẳ ng p đ i qua m ột đ iể m A nhận u là véc t ơ pháp tuy ế n: plane(p,[A,u]); Ví dụ mặt phẳng pđi quađiểm A=(l,2,3) vớ i véc tơ pháp tuyến u=(0,2,4):
[> point(A,1,2,3): plane(p,[A,[0,2,4]]);↵
- M ặt phẳ ng p đ i qua m ột đ iể m A và có hai véc t ơ ch ỉ phươ ng u1,u2 cho tr ướ c: plane(p,[A,u1,u2]); Víd ụ mặt phẳ ng p đ i qua đ iể m A=(1,2,3) và u1=(0,1,4),u2=(0,3,6)
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
- M ặt cho tr ướ c hoặc có tâm O và bán kính r xác định: sphere(s[o,r]);
Ví dụ mặt cầu có tâm làđiểm A, bán kính r:4:
[> sphere(s,[A,4]): Equation(s,[x,y,z]);
- M ặt cầu có ph ư ng trình f(x,y,z) cho tr ướ c : sphere(s,f(x,y,a),[x,y,z]);
Ví dụ mặt cầu có phươ ng trình x2+y2+z2 =l:
- Giao đ iể m của của ba m ặt phẳ ng: intersection(đểm,mp1,mp2,mp3)
Ví dụ cho 4điểm A=(0,0,0),B=(l,0,0), C=(0,l,0),E=(0,0,l). Mặt phẳng pl đi qua ba điểm: A,B,C, p2đi qua 3điểm A,C,E và p3đi qua 3điểm A,B,E. Xácđịnh toạ độ giaođiểm P của 3 mặt phẳng trên:
- Kiể m tra ba đườ ng thẳ ng có đồng quy hay không ? AreConcurTent
- Kiể m tra tính song song : Areparatlel
Giữa đườ ng thẳng vàđườ ng thẳng: [> AreParallel(ab,cd):↵
Giữa đườ ng thẳng và mặt phẳng:[> plane(p1,[A1,[1,2,3]]):AreParallel(ab,p1):↵ Giữa mặt phẳng và mặt phẳng : [> plane(p2,[B1,[1,2,3]]):AreParallel(p1,p2):↵
- Kiể m tra tính vuông góc: ArePerpendicular
Giữa haiđườ ng thẳng : [> ArePerpendicular(ab,cd):↵
Giữa đườ ng thẳng và mặt phẳng: [> ArePerpendicular(ab,p1):↵
Giữa mặt phẳng và và mặt phẳng [> ArePerpendicular(p1,p2):↵
- Tính kho ảng cách gi ữ a các đố i t ượ ng: distance
Để tính khoảng cách giữa hai điểm,khoảng cách từ một điểm tớ i một đườ ngthẳng, từ một điểm tớ i mặt phẳng, khoảng cách giữa hai đườ ng thẳng chéo nhau,khoảng cách giữa hai mặt phẳng ta dùng lệnh: distance(u,v);
trongđó u,v làđiểm hoặc đườ ng thẳng, hoặc mặt phẳng, ví dụ:
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
175
Tìm các tam giác thoả mãn góc A = 630, b = 11, a = 10 (có hai tam giác):
[> GiaiTG(A = 63*evalf(P1)/1 80, b = 11, a = 10);↵
Tìm các tam giác có góc A = 53(), b = 10, a = 4:
l> GiaiTG(A = 53*evalf(Pi)/180, b = 10, a = 4);↵
* Chươ ng trình chuy ể n t ừ phươ ng trình d ạng t ổ ng quát sang ph ươ ng trình d ạngtham s ố của đườ ng thẳ ng trong không gian:
[> restat; with(geom3d):
[> PTTSdt:= proc(l1, l2)
local t, a, e1, e2;
e1:= Equation(l1): e2:= Equation(l2):
a:= isolve({e1, e2}, {t}): assign(a):
print('phươ ng trình tham số của đườ ng thẳng là', a)'
end:↵
Sử dụng chươ ng trình: viết phươ ng trình tham số của đườ ng thẳng cho bở i phươ ng trình tổng quát:
Sau khi khai báo 2 mặt phẳng, ta gọi thực hiện thủ tục:
[> PTTSdt(l1, l2);↵ K ết quả:
* Xét vị trí t ươ ng đố i của một mặt phẳ ng và m ột mặt cầu, đồng thờ i đư a ra m ột hìnhảnh tr ự c quan b ằ ng l ệnh vẽ các đố i t ượ ng (draw) c ủa Maple (chúng ta có thể xoayhình vẽ theo mọi gócđộ giúp học sinh nhận thức vấn đề một cách chính xác hơ n) :
print('phươ ng định đườ ng thẳng đi quađiểm A(1,2,-3) và song song vớ i hai mặt
phẳng là point(A,1,2,-3): parallel(d,A,l);detail(d):↵ * Trong không gian Oxyz cho hai m ặt phẳ ng (p) và (q) có ph ươ ng trình (p)2x+ky+3z=5, (q) mx-6-6z+2=0
1) Xác định các giá tr ị của k,m để hai m ặt phẳ ng song song v ớ i nhau. Trongtr ườ ng hợ p đ ó hãy tính kho ảng cách gi ữ a hai m ặt phẳ ng
2) Trong tr ườ ng hợ p k=m=0, g ọi d 1àgiao tuy ế n của (p) và (q). Hãy tính to ạ độ hình chi ế u H của đ iể m A(1,1,1,)trên d và tính kho ảng cách t ừ A t ớ i d
[> with(geom3d): assume (m<>0,k<>0):
print('giải hệ ta tìm m,k’);
print(‘phươ ng trình của (p) và (q) là:'):
subs(k=3,f(x,y,z,k)):subs(m= 4,g(x,y,z,m)):
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
print('Ta chuyển phươ ng trình (d) về dạng tham số sauđó lấy đềm bất kì thuộc nó.Tích vô hườ ng của AH và chỉ phươ ng của (d) sẽ bằng 0. Từ đó tínhđượ c toạ độ H vàtính AH');
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
180
print('Vì véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng (p) cộng tuyến vớ i vec tơ chỉ phươ ng của(d) nên (d) vuông góc vờ i (p)');
print('dùng công thức tính tr ọng tâm của tam giác .Nếu trùng vớ i toạ độ điểm 1 thì tacó (d)đi qua tr ọng tâm của tam giác),
A:=[1,0,0];B:=[0,2,0];C:=[0,0,3];l1:=[29/69,49/69,71/69],if(A[1]+B[1]+C[1]=3*11[1] and A[2]+B[2]+C[2]=3*11[2] andA[3]+B[3]+C[3]=3*l1[3] ) then print(l1 là tr ọng tâm tam giác:');fi;↵
* Trong không gian cho ba đ iể m A(0,1,1),B(-1,0,2,C(3,1,0)
1) Viế t phươ ng trình m ặt phẳ ng (p) đ i qua A và vuông góc v ớ i BC
2) Xác định toạ độ giao đ iể m I cuả BC và (p)
3)tính kho ảng cách t ừ A t ớ í BC, tính di ện tích tam giác ABC
[>restart: with(geom3d): point(A,0,1,1); point(B,-1,0,2);point(Cc,3,1,0); line(bc,[B,C]);print('pt mặt phẳng
(p) là:'); detail(bc);perpendicular(p,A,bc); print(‘khoảng cách từ A,tớ i bclà:');distance(A,bc);
print('diện tích tam giác ABC là:');area(tnangle(abc,[A,B,C]));↵
* Tính kho ảng cách gi ữ a hai đườ ng thẳ ng chéo nhau:
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
181
vectơ _b=[b[1],b[2],b[3]]:
print('gọi (d) làđườ ng vuông góc chung của (d1) và (d2). Ta có véc tơ chỉ phươ ng của(d) là :'): v:=Tcp(a[1],a[2],a[3],b[1],b[2],b[3]):
Vectơ v=[v[1],v[2],v[3]]:
print('gọi (P) là mặt phẳng đ qua (d) và (d1) thì véc tơ pháp tuyến của (P) là:’);vectơ _n=[vectơ _a,vectơ _b]:n:=Tcp(a[1],a[2],a[3],v[1],v[2],v[3]):vectơ _=[n[1],n[2],n[3]]:
print('gọi (Q) là mặt phẳng qua (d) và (d1) thì véc tơ pháp tuyến của (Q) là’:)
print('từ pt (d1 ) cho z=0 ta tìmđượ c toạ độ điểm A thuộc (d1) là:' ):
A:=solve({f[2],z=0}):assign(A):xa:=x:ya:=y:za:=z:x:='xl:y:='y':z:='z':A:='A':(xa,ya.za): print(' Từ Pt (d2) cho z=o ta tìmđượ c toạ độ ctểm B thuộc (d2) ià:'):
* Minh ho ạ định lí? “N ế u hai m ặt phẳ ng c ắ t nhau và cùng song song v ớ i một đườ ngthẳ ng thì giao tuy ế n của chúng song song v ớ i đườ ng thẳ ng đ ó”.
[> restart:with(geom3d):
8/13/2019 Giáo trình Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học toán Tác giả: Trịnh Thanh Hải (chủ biên) Nguồn gốc: Trườ…
line(d,[point(A,1,2,3),v1]):if AreParallel(a,d) = true then print('Duong thang d songsong voi duong thang a'); if; draw([P(Color = cyan),Q(color = yellow),d(color
=blue),M(color = black),a(color = red)]);* Minh ho ạ định lí.”Qua m ột đ iể rn cho tr ướ c có duy nh ấ t một đườ ng thẳ ng vuông gócvớ i mặt phẳ ng (P) cho tr ướ c”.
Giáo trình: Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy học toán
[11]. Nguyễn Bá Kim,Đào Thái Lai, Tr ịnh Thanh Hải: Sử dụng công nghệ thông tinvà truyền thông (ICT) hỗ tr ợ quá trình dạy học hình học trong nhà tr ườ ng phổ thôngBáo cáo tại Hội nghị Toán học toàn quốc lần thứ 6 - Huế 7-10/9/2002
[12]sử dụng Maple trong giảng dạy môn hình học phẳng Luận văn Thạc sỹ toán họccủa Mai Công Mãn, 2000
[13] Đào Thái Lai -ứng dụng CNTT và vấn đề đổi mớ i PPDH môn Toán tạ p chí Nghiên cứu Giáo dục, số 9/2002
[14] Đào Thái Lai và các cộng sự :Xây dựng một số phần mềm dạy học bậc tiểu họcĐể tài B 94 45 04
[151.Tr ịnh Thanh Hải Nguyễn Tr ườ ng Giang, Nguyễn Danh Nam, Bùi Viết Toàn: Nghiên cứu sử dụng phần mềm Maple,ĐHSP Thái Nguyên,5/2003.