Pesach Laksman är lärarutbildare i matematik och matematikdidaktik vid Malmö högskola.



Relevanta dokument
4-6 Trianglar Namn:..

Laborativ matematik som bedömningsform. Per Berggren och Maria Lindroth

ATT KUNNA TILL. MA1050 Matte Grund Vuxenutbildningen Dennis Jonsson

Erfarenheter från ett pilotprojekt med barn i åldrarna 1 5 år och deras lärare

4-3 Vinklar Namn: Inledning. Vad är en vinkel?

Lathund, procent med bråk, åk 8

Matematik - Åk 8 Geometri

Vi skall skriva uppsats

Repetition av cosinus och sinus

Kängurutävlingen Matematikens hopp 2009 Cadet för elever i åk 8 och 9

Syftet med en personlig handlingsplan

Nämnarens adventskalendern 2007

Algebra, polynom & andragradsekvationer en pampig rubrik på ett annars relativt obetydligt dokument

Kängurutävlingen Matematikens hopp 2009 Cadet för gymnasiet för elever på kurs A

I den här delen används inte räknare. Motivera alltid din slutsats med matematiska uttryck, figurer, förklaring el.dyl.

3.1 Linjens ekvation med riktningskoefficient. y = kx + l.

Värt att veta om högstadiets matematik

Två konstiga klockor

Kängurun Matematikens hopp Benjamin 2006 A: B: C: D: E:

Övningshäfte Algebra, ekvationssystem och geometri

1,2C 4,6C 1A. X-kuber. strävorna

Snabbslumpade uppgifter från flera moment.

Hävarmen. Peter Kock

Facit med lösningsförslag kommer att anslås på vår hemsida Du kan dessutom få dem via e-post, se nedan.

Avsikt På ett lekfullt sätt färdighetsträna, utveckla elevers känsla för hur vårt talsystem är uppbyggt samt hitta mönster som uppkommer.

Kapitel 6. f(x) = sin x. Figur 6.1: Funktionen sin x. 1 Oinas-Kukkonen m.fl. Kurs 6 kapitel 1

Datorövning 2 Statistik med Excel (Office 2007, svenska)

4-9 Rymdgeometri Namn:.

Tränarguide del 1. Mattelek.

SF1620 Matematik och modeller

Modul 6: Integraler och tillämpningar

Boll-lek om normer. Nyckelord: likabehandling, hbt, normer/stereotyper, skolmiljö. Innehåll

Föreläsning 5: Rekursion

Träning i bevisföring

OM KOMPLEXA TAL. 1 Om a är ett positivt reellt tal så betecknar a det positiva reella tal vars kvadrat är a men det är

Kriterium Kvalitet 1 Kvalitet 2 Kvalitet 3 Kvalitet 4 Använda, Utveckla och uttrycka

VÄRDERINGSÖVNINGAR. Vad är Svenskt?

Gemensam problemlösning. Per Berggren och Maria Lindroth

D A B A D B B D. Trepoängsproblem. Kängurutävlingen 2012 Benjamin

Omvandla Vinklar. 1 Mattematiskt Tankesätt

L(9/G)MA10 Kombinatorik och geometri Gruppövning 1

Mätningar på op-förstärkare. Del 3, växelspänningsförstärkning med balanserad ingång.

NATIONELLA MATEMATIKTÄVLING

konstanterna a och b så att ekvationssystemet x 2y = 1 2x + ay = b 2 a b

Kampanj kommer från det franska ordet campagne och innebär att man under en tidsbegränsad period bedriver en viss verksamhet.

Presentationsövningar

När jag har arbetat klart med det här området ska jag:

HT 2011 FK2004 Tenta Lärare delen 4 problem 6 poäng / problem

DEMOKRATI 3 DEMOKRATINS VILLKOR

När jag promenerar i stan under julen väcker synen av alla adventsstjärnor

Så kan du arbeta med medarbetarenkäten. Guide för chefer i Göteborgs Stad

Matematik 92MA41 (15hp) Vladimir Tkatjev

Projekt benböj på olika belastningar med olika lång vila

Lösningar s. 8 Perspek9v s. 7

SANNOLIKHET. Sannolikhet är: Hur stor chans (eller risk) att något inträffar.

Partnerskapsförord. giftorättsgods görs till enskild egendom 1, 2. Parter 3. Partnerskapsförordets innehåll: 4

Tankar om elevtankar. HÖJMA-projektet

Manpower Work Life: 2014:1. Manpower Work Life. Rapport Mångfald på jobbet

Facit åk 6 Prima Formula

Föreläsning 8: Räkning. Duvhålsprincipen. Kombinatorik

Index vid lastbilstransporter

Volymer av n dimensionella klot

Väga paket och jämföra priser

Mål Blå kurs Röd kurs

Föräldrabroschyr. Björkhagens skola - en skola med kunskap och hjärta. Vad ska barnen lära sig i skolan?

SKOGLIGA TILLÄMPNINGAR

Kryssproblem (redovisningsuppgifter).

Vid ett flertal tillfällen ställde individer frågor till Edgar Cayce om

Program Handledning Förutsättningar: Träningar Teori

912 Läsförståelse och matematik behöver man lära sig läsa matematik?

Sammanfatta era aktiviteter och effekten av dem i rutorna under punkt 1 på arbetsbladet.

Energi & Miljötema Inrikting So - Kravmärkt

Lösningar och kommentarer till uppgifter i 3.2

Individuellt Mjukvaruutvecklingsprojekt

Friskoleurval med segregation som resultat

Diskussionsfrågor till version 1 och 2

Datorövning 2 Statistik med Excel (Office 2003, engelska)

Axiell Arena. Samarbeta om bilder Regionbiblioteket i Kalmar län

Boken om Teknik. Boken om Teknik är en grundbok i Teknik för åk 4 6.

Institutionen för matematik Envariabelanalys 1. Jan Gelfgren Datum: Fredag 9/12, 2011 Tid: 9-15 Hjälpmedel: Inga (ej miniräknare)

Får nyanlända samma chans i den svenska skolan?

Elektronen och laddning

Systematiskt kvalitetsarbete

Välkommen till Arbetsförmedlingen! Information till dig som är arbetssökande

Statistik, sannolikhet, algebra och funktioner, 3 hp. Studenter i lärarprogrammet F-3 III

Handledning för digitala verktyg Talsyntes och rättstavningsprogram. Vital, StavaRex och SpellRight

Konstruktioner. 1 Att dela en sträcka i två lika delar. I Euklidisk geometri. Johan Wild Sträcka AB skall delas i två lika delar.

Enkätresultat för elever i åk 9 i Borås Kristna Skola i Borås hösten Antal elever: 20 Antal svarande: 19 Svarsfrekvens: 95% Klasser: Klass 9

Scoot Boot - frågor & svar

Sammanfattning på lättläst svenska

Hur du presenterar och marknadsför dig under själva intervjun är avgörande för att du ska bli en intressant kandidat.

Idag. Hur vet vi att vår databas är tillräckligt bra?

Enkätresultat för elever i år 2 i Nösnäsgymnasiet 2 i Stenungsund våren 2014

Matematik. Bedömningsanvisningar. Vårterminen 2009 ÄMNESPROV. Delprov B ÅRSKURS

Enkätresultat för elever i år 2 i Mega Musik gymnasium hösten Antal elever: 47 Antal svarande: 46 Svarsfrekvens: 98% Klasser: MM13

Enkätresultat för elever i år 2 i Praktiska Skövde i Praktiska Sverige AB hösten 2014

Lokal kursplan för Ängkärrskolan år 9 Rev Positionssystemet. -Multiplikation och division. (utan miniräknare).

LPP laboration. Förmågor: Centralt innehåll: Kunskapskrav:

Gruppenkät. Lycka till! Kommun: Stadsdel: (Gäller endast Göteborg)

x 2 + px = ( x + p 2 x 2 2x = ( x + 2

Transkript:

111a Geometri med snöre Pesach Laksman är lärarutbildare i matematik och matematikdidaktik vid Malmö högskola. Areabegreppet När elever får frågan vad area betyder ges mestadels svar som antyder hur man tar reda på area av vissa geometriska figurer. Istället för att förklara begreppets innebörd beskriver dessa elever en procedur. Det mest vanliga svaret lyder: Längden gånger bredden., en tydlig koppling av areabegreppet till rektanglar. Att så är fallet är kanske inte så förvånansvärt med tanke på att rektangeln är den grundfigur som man försöker omforma andra figurer till när man beräknar dessas areor. Detta är även vanligt i läroböcker. Ändå kan det inte vara ändamålsenligt att bygga ett begrepp genom att mäta eller räkna. Kan man däremot få eleverna att uppleva begreppet och utveckla intuitivt förståelse blir de mer förtrogna med det som man försöker lära dem. Lek med en triangel Låt dina elever tänka sig var sin triangel, vilken som helst. Be någon elev avslöja sidornas längder i sin triangel. Be eleverna att ändra sidorna i sina trianglar men behålla omkretsen så att varje triangel får maximalt stor yta. Den övningen upplevs som svår. Du får antagligen olika svar, med låg grad av övertygelse om det överhuvudtaget kommer några. Då är det dags att tillgripa ett hjälpmedel i form av ett snöre vars ändar är sammanknutna. Låt dina elever arbeta i grupper om två eller tre och be dem forma en triangel av snöret. Genom att flytta de tre punkterna får de en dynamisk triangel vars area ändrar sig medan omkretsen förblir konstant. Nu kan du vänta dig svar från samtliga grupper med hög grad av övertygelse. Mest sannolikt är att samtliga kommer att svara att sidorna i den största triangeln måste vara lika långa. Ibland kan det hända att någon grupp vill ha en likbent, rätvinklig triangel som den största. Sådant läge är guld värt. Här finns tillfälle till argumentation baserad på intuition. Vi startar med den rätvinkliga, likbenta triangeln och håller i två hörn av vilka det ena ligger vid den räta vinkeln medan det tredje hörnet får ändra sitt läge. Hörnet följer en elliptisk bana och när det närmar sig linjen på vilken den motstående sidan ligger blir arean ganska liten. Arean blir större ju längre hörnet avlägsnar sig från den nämnda linjen. Då brukar eleverna känna på sig att maximum inträffar när den rörliga punkten befinner sig lika långt från de båda fixerade hörnen. Störst area får alltså en triangel med en fixerad sida när de två andra sidorna är lika långa; en likbent triangel. Och störst area blir det om ingen sida är fixerad när en triangel kan betraktas som likbent i förhållande till samtliga sina sidor; triangeln är liksidig. Regelbundna polygoner Triangelövningen kan användas till andra polygoner. Låt eleverna med hjälp av samma snöre försöka skapa figurer som är större än den liksidiga triangeln. Här kommer du antagligen att

se en variation av figurer från kvadrat till cirkel. Att kvadraten har den största arean av samtliga fyrhörningar med samma omkrets ser man på samma sätt som när det gällde trianglar. I en fyrhörning med tre hörn fixerade får man störst area när det fjärde hörnet befinner sig lika långt från sina grannhörn. Detta innebär att en liksidig fyrhörning bör ha den största arean. Betraktar man romber ser man lätt att kvadraten blir den största av dem. Nu finns det vissa likheter mellan liksidig triangel och kvadrat. Båda tillhör kategorin regelbundna figurer. Och om kvadraten har större area än den liksidiga triangeln med samma omkrets bör arean öka med tilltagande antal hörn. Ökar vi antal hörn i serien av regelbundna figurer närmar vi oss alltmer en cirkel. För äldre elever finns det tillfälle till djupare resonemang kring varför ett ökande antal hörn ger större area. Låt oss betrakta en liksidig triangel och en kvadrat med samma omkrets. I båda figurerna markeras tyngdpunkten som förbinds med figurens hörn. Sedan klipps båda figurerna från sina hörn mot tyngdpunkterna och vecklas ut så att vi får tre respektive fyra kongruenta trianglar liggande på en linje. Båda triangelkomplexen har samma bas men olika höjder. Om man klipper de enskilda trianglarna längst deras höjder går det att transformera båda komplexen till rektanglar med samma bas men olika höjder. Då ser man på analogt sätt att ju längre avstånd mellan tyngdpunkten och en sidas mittpunkt desto större area.

Fantasieggande rektanglar Skolböcker är överfulla av uppgifter där man ska beräkna area. Ändå visar sig förståelsen av areabegreppet vara svag. Böckernas exempel kan med fördel bytas ut mot elevernas egna. Låt varje elev tänka på en rektangel. Be eleverna att med utgångspunkt i den ursprungliga rektangeln skapa en som har dubbelt så stor area. Låt dina elever avslöja vilka rektanglar de har resonerat kring. Här får du uppleva två olika taktiker att komma fram till de dubbla rektanglarna. En del elever kommer antagligen att fördubbla den beräknade arean av sin ursprungliga rektangel och därefter uppdela den i två faktorer. De som är latare tänker istället två ursprungliga rektanglar ställda bredvid varandra antingen längs deras bredder eller längs deras längder. Sådana strategier är viktiga att uppmuntra och kan åskådliggöras med två A4-ark placerade på de båda sätten bredvid varandra. Utifrån det kan man fråga vad som händer med omkretsen när arean fördubblas. Här märker eleverna den svaga korrelationen. När man utgår från de latas lösningar kan man fråga vilken av dessa som har längre omkrets och ser att det går att avgöra utan att man behöver räkna. Låt dina elever utgå från den första rektangeln de tog fram och försöka skapa en med dubbelt så stor omkrets. Återigen får du se strategier som bygger antingen på beräkning eller på fördubbling av sidorna. Vad händer med arean av en rektangel när sidorna är fördubblade? Hur skapar vi fler rektanglar med samma omkrets? Vad händer med deras areor? Båda kraven samtidigt Nu börjar det bli dags för en något större utmaning. Kan man till varje rektangel skapa en rektangel där både area och omkrets är dubbelt så stora som i den ursprungliga? Att avgöra den frågan visar sig vara ganska svårt. Oftast får man inget svar och om man frågar vad eleverna tror får man olika svar med övervikt mot det negativa. Det händer ibland att någon hittar något exempel då det går. Om så inte sker kan man föreslå att man startar med rektangeln 3 4. Här gäller det att hitta en rektangel med halva omkretsen på 14 le och arean på 24 ae, två tal vars summa är 14 och produkt är 24. Det är lätt att inse att 2 12 passar. Betyder det då att det alltid är möjligt om ett exempel har hittats? Knappast. Även om vi hade hittat många exempel ger inte detta någon säkerhet. Problemet måste angripas på ett annorlunda sätt om man vill ta reda på huruvida det alltid är möjligt att hitta den dubbelt så stora rektangel med avseende på både area och omkrets. Vi tar återigen hjälp av vårt snöre. Detta viks dubbelt och formas till en godtycklig rektangel.

När vi viker snöret får vi en figur med dubbelt så stor omkrets oberoende av figurens form. Vi formar en likformig rektangel med den som var tillverkad av det dubbelvikta snöret. Arean av den stora rektangeln är fyrdubbelt. Nu kommer hela finessen. Man ändrar rektangelns form till att bli mer avlång med bibehållandet av dess omkrets. På det sättet kan vi få en rektangel med en area som ligger godtyckligt nära noll. Vi kan konstatera att den ovan beskrivna proceduren ger kontinuerliga värden och vi måste ha passerat samtliga värden mellan fyra och noll det vill säga att vi någon gång på vägen måste ha haft den dubbla arean. Sidornas längder Av exemplet ovan ser vi att reflexmässig beräkning många gånger gör oss blinda för enkla och på samma gång generella lösningar. Samtidigt kan man förvänta sig att intresset stiger för att kunna hitta speciella lösningar till varje fall. Vi vet ju att detta alltid är möjligt. Vi måste helt enkelt veta när det är dags att avbryta sammandragningen av snöret. Problemet kan med fördel lösas algebraiskt där den lilla rektangelns sidor kallas a och b. Till att börja med skissar vi en rektangel med dubbelt så stor omkrets där sidorna är 2a och 2b. Denna är ju fyra gånger så stor som den ursprungliga. Den rektangel bör avsmalnas till den dubbla arean dvs vi plockar bort lika mycket från bredden som vi lägger på längden. De nya sidorna blir ( 2a + x) och ( 2b x). Nu är det lätt att få en ekvation ( 2a + x)(2b x) = 2ab. Denna är inte den allra trevligaste att lösa. Vill vi komma lindrigare undan kan vi istället för den likformiga rektangeln starta med den största rektangeln, nämligen kvadraten. Kvadratens sidor är då (a + b) och ekvationen får formen (( a + b) + x)(( a + b) x) = 2ab. Denna kan enkelt lösas med 2 hjälp av konjugatregeln: x 2 2 2 (a + b) = 2ab och får lösning x = ± a + b som är diagonalen i den lilla rektangeln efter att vi har förkastat den negativa roten. Med andra ord får vi lägga ihop sidorna i den ursprungliga rektangeln när vi vill skapa den dubbla. Därefter får vi längden genom att lägga till diagonalen och bredden genom att plocka bort diagonalen.