Учебно методическое пособие по теме "Векторы в пространстве"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ 

И НАУКИ  АЛТАЙСКОГО КРАЯ

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«Усть-Калманский лицей профессионального образования»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ПО ОУД. 12 «Математика: алгебра и начала математического анализа; геометрия»

Раздел 5. «Координаты и векторы»

Для обучающихся 1-2 курса

Специальности

35.01.13 «Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства»

ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

Усть-Калманка, 2016

Учебно-методическое пособие по разделу 5 «Координаты и векторы» ОУД.12                    « Математика: алгебра и начала математического анализа; геометрия» составлено в соответствии с требованиями к результатам освоения дисциплины, изложенными в Федеральном государственном стандарте среднего профессионального образования по профессии 35.01.13 «Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства», утвержденном приказом Министерства образования и науки РФ от «02» августа 2013 г. № 740.

Учебная дисциплина «Математика: алгебра и начала математического анализа; геометрия» является учебным предметом обязательной предметной области «Математика и информатика» ФГОС среднего общего образования.

В КГБПОУ «Усть-Калманский лицей профессионального образования», реализующем образовательную программу среднего общего образования в пределах освоения   ППКРС по профессии СПО 35.01.13 «Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства» на базе основного общего образования; учебная дисциплина «Математика» изучается в общеобразовательном цикле учебного плана ОПОП СПО на базе основного общего образования с получением среднего общего образования.

Учебно-методическое пособие к разделу 5. «Координаты и векторы»  ОУД.12«Математика: алгебра и начала математического анализа; геометрия» адресовано обучающимся очной формы обучения.

Учебно-методическое пособие включает теоретический блок, задания репродуктивного и продуктивного характера (в том числе, задания повышенной сложности), перечень практических занятий, внеурочная самостоятельная деятельность, вопросы к теоретическому зачету, перечень точек рубежного контроля.

Рецензент- Г.В.Токарева, руководитель методического объединения учителей математики МБОУ «Усть-Калманская СОШ», высшая квалификационная категория

Составитель: Косачева М.В, преподаватель КГБПОУ «Усть-Калманский лицей профессионального образования», высшая квалификационная категория

СОДЕРЖАНИЕ

Наименование разделов	стр.
1. Введение	4
2. Образовательный маршрут	5
3. Содержание раздела 5 «Координаты и векторы» ОУД.12 «Математика: алгебра и начала математического анализа; геометрия» 3.1. Краткое содержание теоретического материала программы с образцами решения основных типов задач и материалами для самостоятельной работы обучающихся 3.2. Практические занятия 3.3. Внеурочная самостоятельная деятельность обучающихся	6
4. Глоссарий	17
5. Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины 5.1. Текущий контроль 5.2.  Итоговый контроль по разделу 5 «Координаты и векторы»	18
6. Информационное обеспечение дисциплины	22

1.      ВВЕДЕНИЕ

Уважаемый студент!

Учебно-методическое пособие(УМП) к разделу 5 «Координаты и вектры» ОУД.12 «Математика: алгебра и начала математического анализа; геометрия» создано Вам в помощь для работы на занятиях, при выполнении домашнего задания и подготовки к текущему и итоговому контролю по разделу дисциплины.

УМП по разделу 5 «Координаты и векторы» включает теоретический блок, перечень практических занятий, внеурочную самостоятельную деятельность, глоссарий, материалы для текущего контроля, перечень точек рубежного контроля.

Приступая к изучению новой темы, Вы должны внимательно изучить список рекомендованной основной и вспомогательной литературы. Из всего массива рекомендованной литературы следует опираться на литературу, указанную как основную.

По разделу 5 «Координаты и векторы» в УМП перечислены основные понятия и термины, вопросы, необходимые для изучения, а также краткая информация по каждому вопросу из подлежащих изучению.  Наличие тезисной информации по теме позволит Вам вспомнить ключевые моменты, рассмотренные преподавателем на занятии.

Основные понятия, используемые при изучении содержания дисциплины, приведены в глоссарии.

После изучения теоретического блока приведен перечень задач репродуктивного и продуктивного характера, перечень практических работ, выполнение которых обязательно. Наличие положительной оценки по практическим работам необходимо для получения зачета по дисциплине, поэтому в случае отсутствия на уроке Вам потребуется найти время и выполнить пропущенную работу.

В процессе изучения дисциплины предусмотрена самостоятельная внеаудиторная работа.

По итогам изучения раздела дисциплины проводится зачет и контрольная работа.

СОВРЕМЕННЫЕ ОСНОВЫ КУРСА СТЕРЕОМЕТРИИ

 В стереометрии используется два основных метода решения задач. Первый метод основан на аксиомах, теоремах и свойствах фигур. Он требует логической последовательности практических рассуждений. Второй метод–это координатно-векторныйметод. Одной из приоритетных целей математического образования в рамках выделенных направлений является «формирование представлений о математике как универсальном языке науки, средстве моделирования явлений и процессов, об идеях и методах математики». Главную ценность метода координат составляет перенесение в геометрию свойственных алгебре и поэтому обладающих большой общностью способов решения задач. Еще одно достоинство метода координат состоит в том, что его применение избавляет от необходимости прибегать к наглядному представлению сложных пространственных конфигураций.

Векторный метод является одним из основных методов геометрии. С его помощью можно эффективно решить ряд аффинных и метрических задач планиметрии и стереометрии.

Так же изучение векторного метода представляет собой самостоятельный познавательный интерес, т.к. на его основе имеется возможность корректно ввести метод координат на плоскости и в пространстве. Изучение темы «Векторы в пространстве» дает возможность Вам  

а)                  получить представление о широте применения векторов в различных областях человеческой деятельности;

б)                  познакомиться с некоторыми фактами развития векторного исчисления,

 усвоить систематизированные сведения о векторах в пространстве;

в)                 научиться проводить аналогии между плоскими и пространственными конфигурациями векторов;

г)                   применять векторный метод для изучения плоских и пространственных форм, при решении задач.

Подготовительная работа для восприятия векторно-координатных приемов (необходимо повторить следующие темы):

1) Координаты точки и координаты вектора.

2) Длина вектора.

3) Скалярное произведение векторов.

4) Координаты середины отрезка (на случай, если плоскость или прямая будут заданы серединами каких-нибудь диагоналей или ребер у пирамид).

ОСНОВНЫЕ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Изобразите многогранник, указанную прямоугольную систему координат и определите координаты вершин многогранника.

1. Куб A… с ребром a. Начало координат — в точке A; прямая AD — ось x; прямая AB — ось y; прямая — ось z.

2. Правильная треугольная призма, сторона основания которой равна a, а боковое ребро b. Начало координат — в точке A; прямая AC — ось x; прямая,

проходящая через точку A в плоскости ABC перпендикулярно прямой AC, — ось y; прямая — ось z.

3. Правильная шестиугольная призма A…, сторона основания которой равна a, а боковое ребро b. Начало координат — в центре O шестиугольника ABCDEF; прямая CF — ось x; прямая, проходящая через точку O в плоскости ABC перпендикулярно прямой CF, — ось y; прямая  — ось z, где  — центр шестиугольника.
4. Правильная треугольная пирамида MABC, сторона основания которой равна a, а высота h. Начало координат — в точке A; прямая AC — ось x; прямая, проходящая через точку A в плоскости ABC перпендикулярно прямой AC, — ось y; прямая, проходящая через точку A перпендикулярно плоскости ABC, — ось z.

5. Правильная четырехугольная пирамида MABCD, сторона основания которой равна a, а высота h. Начало координат — в центре O квадрата ABCD; прямая, проходящая через точку O параллельно AD, — ось x; прямая OM — ось z.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА 5

В результате изучения раздела 5 «Координаты и векторы» ОУД.12 «Математика: алгебра и начала математического анализа; геометрия» Вы должны

знать/понимать: 

·         Декартовы координаты в пространстве. Расстояние между точками.

·         Координаты середины отрезка. Вектор в пространстве, абсолютная величина и направление вектора.  Равенство векторов.

·         Сложение векторов и его свойства. Умножение вектора на число. Скалярное произведение векторов.

·         Формулы координат вектора, суммы и разности векторов, произведения вектора на число, скалярного произведения векторов.

·         Уравнение сферы, прямой и плоскости в пространстве.

·         Движение в пространстве, его виды.

уметь: 

·        анализировать в простейших случаях взаимное расположение объектов в пространстве;

·        выделять изученные фигуры на моделях и чертежах;

·         выполнять     чертежи по условиям задач;

·        решать планиметрические и простейшие стереометрические задачи на нахождение геометрических величин (длин, углов, площадей, объемов использовать при решении стереометрических задач планиметрические факты и методы;

·         проводить доказательные рассуждения в ходе решения задач;

·          вычислять значения геометрических величин (длин, углов, площадей и объемов), используя изученные формулы и аппарат алгебры, анализа, тригонометрии;

·         применять основные методы геометрии (проектирования, преобразований, векторный, координатный) к решению геометрических задач.  

·         использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для: исследования (моделирования) несложных практических ситуаций на основе изученных формул и свойств фигур.

·         сравнивать коллинеарные векторы, равные, сонаправленные, противоположные и противоположно направленные векторы по их координатам и  представлять их графически;

·         планировать работу в малых группах;

·          осуществлять самоконтроль.

Внимание! Если в ходе изучения дисциплины у Вас возникают трудности, то Вы всегда можете посетить   дополнительные занятия, которые проводятся согласно графику. Время проведения дополнительных занятий Вы сможете узнать у преподавателя, а также познакомившись с графиком их проведения.          В случае если Вы пропустили занятия, Вы также всегда можете прийти на консультацию к преподавателю в часы дополнительных занятий.

2.      Образовательный маршрут по разделу 5 «Координаты и векторы»

Таблица 1

Формы отчетности, обязательные для сдачи	Количество
Практические занятия	2
Точки рубежного контроля	2

Желаем Вам удачи!

3.      СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛА 5. «КООРДИНАТЫ И ВЕКТОРЫ» ОУД.12 «МАТЕМАТИКА: АЛГЕБРА И НАЧАЛА МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА; ГЕОМЕТРИЯ»

3.1 Краткое содержание теоретического материала программы

с образцами решения основных типов задач и материалами для самостоятельной работы обучающихся

Понятие вектора в пространстве. Модуль вектора

Вектором называется отрезок, для которого указано, какой из его концов считается началом, а какой - концом.

Любая точка пространства рассматривается как нулевой вектор.

       - нулевой вектор, обозначается.

Длина вектора формула - это неотрицательное число, равное длине отрезка АВ.

|a| = √a_x² + a_y² + a_z^2,   a = {a_x ; a_y ; a_z} 

Так как обозначение длины вектора в точности совпадает со знаком модуля, то можно услышать, что длину вектора называют модулем вектора. Все же рекомендуем использовать термин "длина вектора".

 Длина нулевого вектора равна нулю.

Пример. Найти длину вектора a = {2; 4; 4}.

Решение: |a| = √2² + 4² + 4² = √4 + 16 + 16 = √36 = 6.

Задача для самостоятельного решения. Найти длину вектора a = {-1; 0; -3}.

Решение: |a| = √(-1)² + 0² + (-3)² = √1 + 0 + 9 = √10.

Два вектора называют коллинеарными, если они лежат либо на одной прямой, либо на параллельных прямых.

Два вектора называют неколлинеарными, если они не лежат на одной прямой или параллельных прямых.

Нулевой вектор коллинеарен любому другому вектору.

Два коллинеарных вектора иназывают сонаправленными, если их направления совпадают и обозначают

Два коллинеарных вектора и  называют противоположно направленными, если их направления противоположны и обозначают.

Равенство векторов

Два вектора называются равными, если они сонаправленные и их длины равны.

Два вектора называются противоположными, если они противоположно направлены и их длины равны.

Понятие равных векторов дает нам возможность рассматривать векторы без привязки к конкретным точкам. Другими словами, мы имеем возможность заменить вектор равным ему вектором, отложенным от любой точки.

Пример. Определить какие из векторов равны a = {1; 2; 4}, b = {1; 2; 2}, c = {1; 2; 4}.

Решение:

a = c - так как их координаты равны,

a ≠ b - так как их координаты не равны,

b ≠ c - так как их координаты не равны.

Задача для самостоятельного решения . При каком значении параметра n вектора a = {1; 2; 4} и b = {1; 2; 2n} равны.

Решение:

Проверим равенство компонентов векторов

ax = bx = 1

ay = by = 2

az = bz => 4 = 2n => n = 4/2 = 2

Ответ: при n = 2 вектора a и b равны

Сложение векторов

Формулы сложения и вычитания векторов для пространственных задач

В случае пространственной задачи сумму и разность векторов a = {ax ;ay ; az} и b = {bx ; by ; bz} можно найти воспользовавшись следующими формулами:

a + b = {ax + bx; ay + by; az + bz}

a - b = {ax - bx; ay - by; az - bz}

Пример . Найти сумму векторов a = {1; 2; 5} и b = {4; 8; 1}.

Решение:

a + b = {1 + 4; 2 + 8; 5 + 1} = {5; 10; 6}

Задача для самостоятельного решения . Найти разность векторов a = {1; 2; 5} и b = {4; 8; 1}.

Решение:

a - b = {1 - 4; 2 - 8; 5 - 1} = {-3; -6; 4}

Пример. На рисунке  изображен параллелепипед АВСДА1В1С1Д1. Назовите вектор, начало и конец которого является вершинами параллелепипед, равный сумме векторов:

а) 
б) 
в) 
г) 
д) 

Пример.  Тетраэдр АВСД. Докажите, что .

Дано: АВСД – тетраэдр 
Докажите, что .

Решение: ,   .
Следовательно, .

Задачи для самостоятельного решения. Дан тетраэдр АВСД. Найдите сумму:

а)  
б) 
в) 

В параллелограммеАВСD укажите векторы:

а)

б)                        

в)

г)

д)

Умножение вектора на число

Сформулируем правило умножения вектора на число: ; 

Если , то,  при ;
 при .
Если , то .

Пример. Точки E и F – середины сторон АВ и ВС параллелограмма АВСД, а О – точка произвольная точка пространства. Выразите вектор  через вектор .

Решение:   

Так как EF – средняя линия треугольника АВС, EF|| АС и EF = 1/2  АС.
Поэтому ,     ,   

Пример. Найти произведение вектора a = {1; 2; -5} на -2.

Решение: (-2) · a = {(-2) · 1; (-2) · 2; (-2) · (-5)} = {-2; -4; 10}.

Пример.Даны векторы  и . Найти  и 

Задача для самостоятельного решения.

 Упростить выражение:

 

Компланарные векторы. Разложение вектора по трем некомпланарным векторам

Вектора, параллельные одной плоскости или лежащие на одной плоскости называют компланарными векторами.

Условия компланарности векторов

·         Для 3-х векторов. Три вектора компланарны если их смешанное произведение равно нулю.

·         Для 3-х векторов. Три вектора компланарны если они линейно зависимы.

·         Для n векторов. Вектора компланарны если среди них не более двух линейно независимых векторов.

·         Пример. Проверить компланарны ли три вектора a = {1; 2; 3}, b = {1; 1; 1}, c = {1; 2; 1}.

·         Решение: найдем смешанное произведение векторов

a · [b × с] =	1	2	3	=
	1	1	1
	1	2	1

= 1·1·1 + 1·1·2 + 1·2·3 - 1·1·3 - 1·1·2 - 1·1·2 = 1 + 2 + 6 - 3 - 2 - 2 = 2

·         Ответ: вектора не компланарны так, как их смешанное произведение не равно нулю.

Задача для самостоятельного решения. Доказать что три вектора a = {1; 1; 1}, b = {1; 3; 1} и c = {2; 2; 2} компланарны.

Решение: найдем смешанное произведение векторов

a · [b × с] =	1	1	1	=
	1	3	1
	2	2	2

= 1·2·3 + 1·1·2 + 1·1·2 - 1·2·3 - 1·1·2 - 1·1·2 = 6 + 2 + 2 - 6 - 2 - 2 = 0

Ответ: вектора компланарны так, как их смешанное произведение равно нулю.

Разложение вектора по трем некомпланарным векторам Теорема. Любой вектор m может быть представлен, и притом единственным образом, в виде линейной комбинации трех любых некомпланарных векторов  а, b и с: m = xa + yb + zc.                            (1) Прежде всего отметим, что никакие два вектора из векторов а, b, с не коллинеарны; в противном случае векторы а, b, с были бы компланарны. Поэтому, если вектор m компланарен с какими-нибудь двумя векторами (например, с а и b), то m = ха + уb (§ 8) и, следовательно, m = ха + уb + 0 • с, т. е. в этом случае теорема доказана. Пусть вектор m не компланарен ни с какими двумя векторами из векторов а, b, с (рис. 30). Приведем все векторы к общему началу О и проведем через точку М (конец направленного отрезка, изображающего вектор  OM> = т) прямую, параллельную вектору с. Эта прямая пересечет плоскость ОАВ в некоторой точке N. Ясно, что OM> = ON> + N M>. По свойству коллинеарных векторов N M> = zc.     По теореме о разложении вектора по двум неколлинеарным векторам существуют числа х, у такие, что ON> = ха + уb. Таким образом, OM> = ON> + N M> =  xa + yb + zc. Единственность разложения вектора т по векторам а, b и с: доказывается аналогично тому, как это было сделано в теореме о разложении вектора по двум неколлинеарным векторам (§ 8). Базисом пространства называются любые три некомпланарных вектора, взятые в определенном порядке. Пусть e1,  e2 и e3 — некоторый базис, и a — произвольный вектор. Тогда, по только что доказанной теореме, существуют три числа х, у, z таких, что а = хe1 + уe2 + ze3. Числа х, у и z называются координатами вектора а в данном базисе. В этом случае пишут а = (х; у; z).  Пример.Дано: ΔABC; А(1; 6; 2), 5(2; 3; -1), С(-3; 4; 5) . Разложить:  по координатным векторам   Решение: Пример. A(1; 1; 1), В(-1; 0; -1), С(0; 2; 2), D(2; 0; 0). Установить: А; В; С; D лежат ли в одной плоскости. Решение: 1) . Векторы   — коллинеарные, так как их координаты пропорциональные числа. 2) Проверим компланарность векторов. Предположим, что вектор  можно разложить по векторам  (2): 0 + 1 = 1; 1 = 1 (верно) векторы  - компланарны. Точки A; B; C; D лежат в одной плоскости. Задача для самостоятельного решения. А(1; 0; -1), В(-2; -1; 0), С(0; -2; -1), D(1;       5; 0). Установить: А; В; С; D лежат ли в одной плоскости. Решение: 1) . Векторы    - неколлинеарные, так как их координаты не пропорциональны. 2) Проверим компланарность векторов. Предположим, что вектор  можно разложить по векторам  -5 = -5 (верно) векторы  - компланарны. Точки А; В; С; D лежат в одной плоскости. Пример. Дан   куб   ABCDA1B1C1D1.   Разложить вектор AK>,  где   K — центр грани ВСС1В1 по векторам а = AB>, b = AC>, с = AA1> (рис. 31). Из   /\ AKL имеем AK> = AL> + LK>, но Задача для самостоятельного решения.  Пусть векторы DA>,  DB>, DC>, изображенные соответствующими направленными ребрами треугольной пирамиды ABCD, образуют базис. Найти координаты вектора AB> в этом базисе. Воспользуемся рис. 29a. Pис. 29a Обозначив DA>= e1,  DB> = e2,   DC> = e3, получим AB> = DB> — DA> = — e1 + e2 или AB> = — 1•e1 + 1•e2 + 0•e3, откуда        AB>  = (— 1; 1; 0).

Прямоугольная система координат. Проекция вектора на оси

Если через точку пространства проведены три попарно перпендикулярные прямые, на каждой из них выбрано направление (оно обозначается стрелкой) и выбрана единица измерения отрезков, то говорят, что задана прямоугольная система координат в пространстве. 
Прямые с выбранными на них направлениями называются осями координат, а их общая точка — началом координат. Она обозначается обычно буквой О. 
Оси координат обозначаются так: Ох, Оу, Оz — и имеют названия: ось абсцисс, ось ординат, ось аппликат. Вся система координат обозначается Охуz. 
Плоскости, проходящие соответственно через оси координат Ох и Оу, Оу и Оz, Оz и Ох, называются координатными плоскостями и обозначаются Оху, Оуz, Оzх. 
Точка О разделяет каждую из осей координат на два луча. Луч, направление которого совпадает с направлением оси, называется положительной полуосью, а другой луч отрицательной полуосью. 

В прямоугольной системе координат каждой точке А пространства сопоставляется тройка чисел, которые называются ее координатами. Они определяются аналогично координатам точек на плоскости.

Проведем через точку А три плоскости, перпендикулярные к осям координат, и обозначим через А₁, А₂ и А_3.
Точки пересечения этих плоскостей соответственно с осями абсцисс, ординат и аппликат. Первая координата точки А (она называется абсциссой и обозначается обычно буквой х) определяется так: х = ОА₁, если А₁ точка положительной полуоси: х = - ОА₁, если А₁ точка отрицательной полуоси: х = 0, если А₁ совпадает с точкой О. Аналогично с помощью точки А₂ определяется вторая координата (ордината) y точки А, а с помощью точки А₃ третья координата (аппликата) z точки А. Координаты точки А записываются в скобках после обозначения точки: А (х; у; z), причем первой указывают абсциссу, второй ординату, третьей — аппликату. 

Если точка А (х; у; z) лежит на координатной плоскости или на оси координат, то некоторые ее координаты равны нулю. 

Пример.

Пример

Решение. 

Задача для самостоятельного решения

Координаты вектора. Связь между координатами векторов и координатами точек. Простейшие задачи в координатах.

Единичным вектором или ортом называется вектор, длина которого равна единице и который направлен вдоль какой-либо координатной оси.

Единичный вектор, направленный вдоль оси x, обозначается  единичный вектор, направленный вдоль оси y –  вдоль оси z –  Вектора    называются координатными векторами.

По своему построению эти векторы некомпланарны, а значит, любой вектор  можно разложить по координатным векторам: 

Кроме того, отметим, что по уже доказанному коэффициенты разложения определяются единственным образом. Эти коэффициенты и называются координатами вектора  в данной системе координат.

Следующие утверждения доказываются аналогично их планиметрическим аналогам.

·         Координаты нулевого вектора равны нулю.

·         Координаты равных векторов соответственно равны.

Вектор, конец которого совпадает с данной точкой,а начало – с началом координат, называется радиус-вектором данной точки.

Координаты любой точки равны соответствующим координатам ее радиус-вектора.

Рассмотрим теперь две точки  и  По только что доказанному,  Итак, каждая координата вектора равна разности соответствующих координат его конца и начала. Но длина вектора  по определению равна длине отрезка  а длина этого отрезка есть расстояние между точками  и  Значит, 

Эта формула позволяет вычислять длину вектора, зная его координаты.

Пример. Найти координаты вектора AB, если A(1; 4; 5), B(3; 1; 1).

Решение:вектор AB = {3 - 1; 1 - 4; 1 - 5} = {2; -3; -4}.

Пример. Найти координаты точки B вектора AB = {5; 1; 2}, если координаты точки A(3; -4; 3).

Решение:

AB_x = B_x - A_x   =>   B_x = AB_x + A_x   =>   B_x = 5 + 3 = 8
AB_y = B_y - A_y   =>   B_y = AB_y + A_y   =>   B_y = 1 + (-4) = -3
AB_z = B_z - A_z   =>   B_z = AB_z + A_z   =>   B_z = 2 + 3 = 5

Ответ: B(8; -3; 5).

Задача для самостоятельного решения. Найти координаты точки A вектора AB = {5; 1; 4}, если координаты точки B(3; -4; 1).

Решение:

AB_x = B_x - A_x   =>   A_x = B_x - AB_x   =>   A_x = 3 - 5 = -2
AB_y = B_y - A_y   =>   A_y = B_y - AB_y   =>   A_y = -4 - 1 = -5
AB_z = B_z - A_z   =>   A_z = B_z - AB_z   =>   A_z = 1 - 4 = -3

Ответ: A(-2; -5; -3).

Простейшие задачи в координатах

1. Задача на нахождение координат середины отрезка (рис. 1). Даны две точки: A(x1;y1z1), B(x2;y2;z2), C – середина AB. Найти: C(x;y;z).

Рис. 1. Координаты середины отрезка

Решение: Обозначим в пространстве точки A, B и С – середину отрезка AB. Вектор  является половиной суммы векторов  и , потому что OC – это половина диагонали параллелограмма, построенного на векторах   и . Координаты точки C находятся, как полусумма координат концов отрезка AB - точек A и B. Найдем координаты точки С:

, , .

 2. Задача на нахождение модуля вектора через его координаты (рис. 2). Если у нас есть вектор , то его модуль вычисляется по формуле: .

Рис. 2.

Рассмотрим вывод этой формулы.

1) Начертим вектор  и совместим его начало с началом координат, чтобы координаты точки M совпадали с координатами вектора.

2) Опустим перпендикуляр из точки M на плоскость Oxy, получаем точку K.

3) Рассмотрим . OA=x - первая координата точки M, отрезок AK=y – вторая координата точки M. Гипотенуза ,  - по теореме Пифагора.

4) Рассмотрим  - прямоугольный, так как MK - перпендикуляр к плоскости Oxy. , MK=z.

 - по теореме Пифагора.

3. Задача на нахождение расстояния между точками, которые заданы координатами (рис. 3). Дано: A(x1;y1z1), B(x2;y2;z2). Найти: длину отрезка AB.

Рис. 3.

Решение:

1) Найдем координаты вектора . .

2) Найдем модуль вектора  по его координатам:.

Пример.

Дано: A(-3;m;5), B(2;-2;n), C – середина AB, . Найти: m, n.

Решение: Так как , мы знаем две координаты точки C – (x;0;0). Запишем формулу середины отрезка для отрезка AB и его середины – C. Получаем три уравнения:

; ; .

Ответ: , .

Пример.

Дано: M(-4;7;0), N(0;-1;2), C – середина MN. Найти: расстояние от начала координат до точки C.

Решение: Сначала найдем координаты точки C. Ее координаты равны полусумме соответствующих координат. .

Нужно найти расстояние от начала координат до точки C. Это значит, что мы должны найти длину отрезка OC или модуль вектора . Так как  - радиус-вектор, то координаты этого вектора равны координатам точки . Воспользуемся формулой нахождения длины вектора по его координатам:.

Ответ: .

Задача для самостоятельного решения.

 1.Найти координаты точки С середины отрезка AB заданного точками A(-1, 3, 1) и B(6, 5, -3).

Ответ: С(2.5, 4, -1).

 2.Найти координаты точки В если известны координаты точки C(1, 5, 2), середины отрезка AB и точки A(-1, 3, 10).

Ответ: B(3, 7, -6).

3. Найти длину вектора a = {2; 4; 4}.

Ответ: 6.

4. Найти длину вектора a = {-1; 0; -3}.

Ответ: √10.

5.Определите расстояние между точками в трехмерной системе координат M(9;-3;1) и N(4;6;-14).
Ответ:18,19

6.В трехмерном пространстве заданы координаты двух точек  и . Найдите расстояние между ними.

Ответ:9

Скалярное произведение векторов.

Геометрическая интерпретация. Скалярным произведением двух векторов a и b будет скалярная величина, равная произведению модулей этих векторов умноженного на косинус угла между ними:

a · b = |a| · |b| cos α

Алгебраическая интерпретация. Скалярным произведением двух векторов a и b будет скалярная величина, равная сумме попарного произведения координат векторов a и b.

Формула скалярного произведения векторов для пространственных задач

В случае пространственной задачи скалярное произведение векторов a = {a_x ; a_y ; a_z} и b = {b_x ; b_y ; b_z} можно найти воспользовавшись следующей формулой:

a · b = a_x · b_x + a_y · b_y + a_z · b_z

Обозначение: скалярное произведение обозначается через  или просто .

Результат операции является ЧИСЛОМ: Умножается вектор на вектор, а получается число. Действительно, если длины векторов  – это числа, косинус угла – число, то их произведение  тоже будет числом

Свойства скалярного произведения векторов

1.      Скалярное произведение вектора самого на себя всегда больше или равно нуля:

a · a ≥ 0

2.      Скалярное произведение вектора самого на себя равно нулю тогда и только тогда, когда вектор равен нулевому вектору:

a · a = 0   <=>   a = 0

3.      Скалярное произведение вектора самого на себя равно квадрату его модуля:

a · a = |a|²

4.      Операция скалярного умножения коммуникативна:

a · b = b · a

5.      Если скалярное произведение двух не нулевых векторов равно нулю, то эти вектора ортогональны:

a ≠ 0, b ≠ 0, a · b = 0   <=>   a ┴ b

6.      (αa) · b = α(a · b)

7.      Операция скалярного умножения дистрибутивна:

(a + b) · c = a · c + b · c

Угол между векторами может изменяться в пределах , и при этом возможны следующие случаи:

1) Если угол между векторами острый:   (от 0 до 90 градусов), то , и скалярное произведение будет положительным: . Особый случай: если векторы сонаправлены, то угол между ними считается нулевым , и скалярное произведение также будет положительным. Поскольку , то формула упрощается: .

2) Если угол между векторами тупой:   (от 90 до 180 градусов), то , и, соответственно, скалярное произведение отрицательно: . Особый случай: если векторы направлены противоположно, то угол между ними считается развёрнутым:  (180 градусов). Скалярное произведение тоже отрицательно, так как 

Справедливы и обратные утверждения:

1) Если , то угол между данными векторами острый. Как вариант, векторы сонаправлены.

2) Если , то угол между данными векторами тупой. Как вариант, векторы направлены противоположно.

Но особый интерес представляет третий случай:

3) Если угол между векторами прямой:  (90 градусов), то  и скалярное произведение равно нулю: . Обратное тоже верно: если , то . Компактно утверждение формулируется так: Скалярное произведение двух векторов равно нулю тогда и только тогда, когда данные векторы ортогональны. Короткая математическая запись: 

Формула косинуса угла между векторами, которые заданы координатами

Теперь у нас есть полная информация, чтобы ранее выведенную формулу косинуса угла между векторами  выразить через координаты векторов :

Косинус угла между векторами плоскости  и , заданными в ортонормированном базисе , выражается формулой:
.

Косинус угла между векторами пространства , заданными в ортонормированном базисе , выражается формулой: 

Пример. Найти скалярное произведение векторов a и b, если их длины |a| = 3, |b| = 6, а угол между векторами равен 60˚.

Решение: a · b = |a| · |b| cos α = 3 · 6 · cos 60˚ = 9.

Ответ:9

Задача для самостоятельного решения.

Найти скалярное произведение векторов  и , если 

Решение: Используем формулу . В данном случае:

Ответ: 

Пример. Найти скалярное произведение векторов a = {1; 2; -5} и b = {4; 8; 1}.

Решение: a · b = 1 · 4 + 2 · 8 + (-5) · 1 = 4 + 16 - 5 = 15.

Ответ:15

Пример. Найти длину вектора , если .

Решение:

Ответ:

 Задача для самостоятельного решения.

Найти угол между векторами  и , если известно, что .

Решение: Используем формулу:

Ответ:

 Задача для самостоятельного решения

Проверить ортогональность векторов:  и  

Решение:

Выясним, будут ли ортогональны пространственные векторы. Вычислим их скалярное произведение:
, следовательно, 

Задача для самостоятельного решения

При каком значении  векторы  будут ортогональны?

Решение: По условию требуется найти такое значение параметра , чтобы данные векторы были ортогональны. Два вектора пространства  ортогональны тогда и только тогда, когда .

Дело за малым, составим уравнение:

Раскрываем скобки и приводим подобные слагаемые:

Решаем простейшее линейное уравнение:

Ответ: при 

Уравнение сферы, прямой, плоскости

Пусть центр сферы находится в точке A (a; b; c), а радиус сферы равен R. Точками сферы являются те и только те точки пространства, расстояние от которых до точки A равно R. Квадрат расстояния от любой точки B (x; y; z) сферы до точки A равен

(x – a)² + (y – b)² + (z – c)².

Поэтому уравнение сферы с центром A (a; b; c) и радиусом R имеет вид:

(x – a)² + (y – b)² + (z – c)² = R².

Пример. Напишите уравнение сферы с центром А, проходящей через точку N, если:

 А ( — 2; 2; 0), N (5; 0; — 1)

Решение:

Уравнение сферы с центром в точке

имеет вид:

В нашем случае оно имеет вид:

Т.к. точка N лежит на сфере, то ее координаты удовлетворяют данному уравнению:

поэтому уравнение сферы имеет вид:

Задача для самостоятельного решения

Напишите уравнение сферы с центром А, проходящей через точку N, еслиА ( — 2; 2; 0), N(0; 0; 0)

Решение:

Уравнение имеет вид:

Пример. Найдите уравнение сферы радиуса R с центром А, если А (2; -4; 7), R = 3; б) А (0; 0; 0), R = √2; в) А (2; 0; 0), R = 4.

Решение:

Задача для самостоятельного решения

Найдите уравнение сферы радиуса R с центром А, если А (0; 0; 0), R = √2

Решение:

Уравнение прямой в пространстве

Уравнение прямой, проходящей через две различные точки в пространстве

Если прямая проходит через две точки A(x₁, y₁, z₁) и B(x₂, y₂, z₂), такие что x₁ ≠ x₂, y₁ ≠ y₂ и z₁ ≠ z₂, то уравнение прямой можно найти используя следующую формулу

x - x1	=	y - y1	=	z - z1
x2 - x1		y2 - y1		z2 - z1

Параметрическое уравнение прямой в пространстве

Параметрические уравнения прямой могут быть записаны следующим образом

	x = l t + x0
	y = m t + y0
	z = n t + z0

где (x₀, y₀, z₀) - координаты точки лежащей на прямой, {l; m; n} - координаты направляющего вектора прямой.

Каноническое уравнение прямой в пространстве

Если известны координаты точки A(x₀, y₀, z₀) лежащей на прямой и направляющего вектора n = {l; m; n}, то уравнение прямой можно записать в каноническом виде, используя следующую формулу

x - x0	=	y - y0	=	z - z0
l		m		n

Прямая как линия пересечения двух плоскостей

Если прямая является пересечением двух плоскостей, то ее уравнение можно задать следующей системой уравнений

	A1x + B1y + C1z + D1 = 0
	A2x + B2y + C2z + D2 = 0

при условии, что не имеет место равенство

A1	=	B1	=	C1	.
A2		B2		C2
	Пример. Составить канонические уравнения прямой по точке  и направляющему вектору  Решение: Канонические уравнения прямой составим по формуле: Ответ:  Задача для самостоятельного решения Составим уравнения прямой по точке  и направляющему вектору  Решение: Ответ: у=7, z=8 Составим уравнения прямой по точке  и направляющему вектору  Решение: Уравнение плоскости Общее уравнение плоскости Общее уравнение плоскости имеет вид , где коэффициенты  одновременно не равны нулю. Ряд теоретических выкладок и практических задач справедливы как для привычного ортонормированного базиса, так и для аффинного базиса пространства (если масло - масляное, вернитесь к уроку Линейная (не) зависимость векторов. Базис векторов). Для простоты будем полагать, что все события происходят в ортонормированном базисе и декартовой прямоугольной системе координат. А теперь немного потренируем пространственное воображение. Ничего страшного, если у вас оно плохое, сейчас немного разовьём. Даже для игры на нервах нужны тренировки. В самом общем случае, когда числа  не равны нулю, плоскость пересекает все три координатные оси. Например, так:

Как составить уравнение плоскости?

Конструировать уравнение плоскости будем с помощью векторов и точек. Их должно быть как можно меньше, но достаточно, чтобы однозначно определить плоскость. Одним словом, красивая математическая лаконичность. Математика – царица наук, не стерва, но строгА. А уж насколько доступна, во многом зависит от вашего к ней отношения =)

Казалось бы, плоскость можно определить с помощью двух неколлинеарных векторов. Но векторы свободны и бродят по всему пространству, поэтому ещё нужна фиксированная точка.

Как составить уравнение плоскости по точке и двум неколлинеарным векторам?

Рассмотрим точку  и два неколлинеарных вектора Уравнение плоскости, которая проходит через точку  параллельно векторам , выражается формулой:

Пример

Составить уравнение плоскости по точке  и векторам .

Решение: Составим уравнение плоскости по точке и двум неколлинеарным векторам:

Определитель удобнее всего раскрыть по первому столбцу:

Раскрываем определители второго порядка:

На первом месте у нас находится знак «минус». Хорошим тоном считается убрать наглеца, в этих целях меняем знак у каждого слагаемого. Проводим дальнейшие упрощения и получаем уравнение плоскости:

Сократить здесь ничего нельзя, поэтому:

Ответ: 

Как составить уравнение плоскости по трём точкам?

Любые ли три точки пространства задают плоскость? Нет. Во-первых, точки должны быть различными. А во-вторых, они не должны лежать на одной прямой (сразу все три).

Уравнение плоскости, проходящей через три различные точки , которые не лежат на одной прямой, можно составить по формуле:

На самом деле это разновидность предыдущего способа, смотрим на картинку:

Если известны три различные точки, не лежащие на одной прямой, то легко найти два неколлинеарных вектора, параллельных данной плоскости:

То есть, наша формула фактически совпадает с формулой предыдущего параграфа. Многие уже заметили явную аналогию с материалами статьи Уравнение прямой на плоскости. Закономерности будут сохраняться и дальше!

Чтобы не умереть от скуки, предлагаю раскрутить примеры-шарады:

Пример. Составить уравнение плоскости по точкам .

Решение: составим уравнение плоскости по трём точкам. Используем формулу:

Вот теперь и аналитически видно, что всё дело свелось к координатам двух векторов. Раскрываем определитель по первому столбцу, находим уравнение плоскости:

Больше ничего упростить нельзя, записываем:

Ответ: 

Задача для самостоятельного решения

Составить уравнение плоскости, проходящей через точки  и начало координат.

Это пример для самостоятельного решения. Ещё раз присмотримся к формуле . В каждом столбце определителя встречаются координаты точки , и это можно с выгодой использовать. В предложенной задаче даны три точки: , начало координат. В качестве точки  можно выбрать любую из трёх точек. 

Движения. Центральная, осевая и зеркальная симметрия. Параллельный перенос. Преобразование подобия.

Движением называется преобразование, при котором сохраняются расстояния между точками.

Под движением пространства понимается отображение пространства на себя, при котором любые две точки A и B переходят (отображаются) в некие точки A1 и B1 так, что |AB|=|A1B1|.

Иными словами, движение пространства — это отображение пространства на себя, сохраняющее расстояния между точками. Так же, как и для движения на плоскости, доказывается, что при движении в пространстве

- прямые переходят в прямые,

- полупрямые — в полупрямые,

- отрезки — в отрезки,

- сохраняются углы между прямыми.

Новым свойством движения в пространстве является то, что движение переводит плоскости в плоскости.

В пространстве, так же как и на плоскости, две фигуры называются равными, если они совмещаются движением.

Виды движения в пространстве

1. Центральная симметрия (симметрия относительно точки):

2. Осевая симметрия (симметрия относительно прямой):

3. Зеркальная симметрия (симметрия относительно плоскости):

4. Параллельный перенос (точки переносятся на данный вектор):

Примерные варианты сообщений на тему «Движения в пространстве». Данные сообщения подготовить  заранее. При ответе целесообразно воспользоваться проектором.(рисунок)

I сообщение.

Центральная симметрия – отображение пространства на себя, при котором любая точка М переходит в симметричную ей точку М₁ относительно данного центра О.

Докажем, что центральная симметрия является движением.

Обозначим точку О – центр симметрии и введем прямоугольную систему координат Оxyz с началом в точке О. Установим связь между координатами двух точек:

M(x; y; z) и M₁(x₁; y₁; z₁). Z₀ (M) = M₁.

Если M  0 , то О – середина ММ₁. Тогда (x+x₁)/2=0; (y+y₁)/2=0; (z+z₁)/2=0.
Значит, x=-x_1; y=-y_1; z=-z₁. (1).

Если М=0, то х = х₁ = у = у₁ = z = z₁ = 0,

т. е. формулы (1) верны.

Рассмотрим А(x₁; y₁; z₁), В(x₂; y₂; z₂), А —> А_1, В —> В₁, тогда А₁(-x₁; -y₁; -z₁), В₁(-x₂; -y₂;- z₂) (по (1)).

Тогда,

т. е. АВ=А₁В₁. Тогда Z_о - движение.

II сообщение.

Осевой симметрией с осью а называется такое отображение пространства на себя, при котором любая точка М переходит в симметричную ей точку М₁ относительно оси а.

Докажем, что осевая симметрия есть движение.

Введем прямоугольную систему координат Оxyz, совместим ось Оz с осью симметрии и установим связь между координатами точек M(x; y; z) и M₁(x₁; y₁; z₁), если S_oz (М) = М_1.

Если М  О_z , то Оz  ММ₁ и проходит через середину.

Т. к. Оz  ММ₁, то z = z_1. Т. к. Оz проходит через середину ММ_{1 ,} то х = -х_1, у = -у₁.

Если точка М лежит на оси Оz, то х₁ = х = 0, у₁ = у = 0, z₁ = z = 0.

Рассмотрим А(x₁; y₁; z₁), В(x₂; y₂; z₂), А—>А_1, В—> В₁, тогда А₁(-x₁; -y₁; z₁), В₁(-x₂; -y₂; z₂)

тогда АВ=А₁В₁, т.е. S_оz - движение.

III сообщение.

Зеркальной симметрией называется такое отображение пространства на себя, при котором любая точка М переходит в симметричную ей точку М₁ относительно плоскости a.

Докажем, что зеркальная симметрия есть движение.

Введем прямоугольную систему координат Оxyz, совместим плоскость Оxy с плоскостью симметрии и установим связь между координатами точек M(x; y; z) и M₁(x₁; y₁; z₁), где S_a (М) = М₁.

Если М не лежит в плоскости Оху, то х =х₁, у =у₁, z = -z₁.

Если М I Оху , то , , .

Рассмотрим А(x₁; y₁; z₁), В(x₂; y₂; z₂), А—>А_1, В—> В₁ , тогда А₁(x₁; y₁; -z₁), В₁(x₂; y₂; -z₂), тогда

тогда, АВ=А₁В₁, т.е.S_Оху – движение.

IV сообщение.

Параллельный перенос на вектор р - это такое отображение пространства на себя, при котором любая точка М переходит в такую точку М₁, что вектор ММ₁ равен вектору р.

Докажем, что параллельный перенос есть движение.

Пусть параллельный перенос переводит: А—>А_1, В—> В₁, тогда

По правилу треугольника

, тогда .

Тогда . Это значит, что АВ = А₁В_1.

Учитель: Подведем итоги: центральная симметрия, параллельный перенос, осевая симметрия, зеркальная симметрия в пространстве являются движениями. Также справедливы утверждения о том, что при движении отрезок переходит в отрезок, прямая – в прямую, плоскость – в плоскость.

Пример.

Докажем, что при центральной симметрии:

а) плоскость, не проходящая через центр симметрии, отображается на параллельную ей плоскость;

б) плоскость, проходящая через центр симметрии, отображается на себя.

Дано: Z_о (a) = a₁

Доказать: a || a₁

Решение:

Аa, Вa, С a, точки А, В, С не лежат на одной прямой, А—>А_1,В—> В₁ , С—> С_1, А₁, В₁, С₁, не лежат на одной прямой, тогда (А₁, В₁, С₁) = a₁.

Аналогично ВС||В ₁С₁, тогда a || a₁ по признаку.

Пример.№478

а) При центральной симметрии относительно точки О (0;0;0) х₂ = -х₁; у₂ = -у₁; z₂ = -z_1.

А(0;1;2) —> А₁(0;-1;-2)_,

В(3;-1;4) —> В₁(-3;1;-4),

С(1;0;-2) —> С₁(-1;0;2)

б) При осевой симметрии относительно оси Ох х₂ = х₁; у₂ = -у₁; z₂ = -z_1.

А(0;1;2) —> А₁(0;-1;-2)_,

В(3;-1;4) —> В₁(3;1;-4),

С(1;0;-2) —> С₁(1;0;2)

(Для S_oy и S_oz рассмотреть дома).

в) Задача для самостоятельного решения

При зеркальной симметрии относительно Ozy   х₂ = -х₁; у₂ = у₁; z₂ = z_1.

А(0;1;2) —> А₁(0;1;2)_,

В(3;-1;4) —> В₁(-3;-1;4),

С(1;0;-2) —> С₁(-1;0;-2)

(Для S_Охy рассмотреть дома).

Рассмотрим решение более сложных задач.

Пример. № 479

Дано: Z_о (a) = a₁

Доказать:

а ) a || a_1, если О  a

б) a = a_1, если О  a

Решение:

а) А —> А_1, В —> В_{1 ,}тогда АО = ОА_1, ВО = ОВ_1, угол 1 = углу 2_, то  АОВ = А₁О В_1, значит, угол В = углу В₁, а они внутренние накрест лежащие, тогда АВ || А₁В _{1 .}

б) А, В, А₁, В₁ лежат на одной прямой, значит a = a₁

Задача для самостоятельного решения

Дано: S_l (а) = а₁

Доказать:

а ) а₁ || l , если а || l

б)  

Решение:

Задача для самостоятельного решения

Дано: Sa (а) = а ₁

Доказать: 

Решение:

Пример.

Дано: 

Доказать:

а) а || a₁, если а не параллельна вектору р

б) а || a₁, если а параллельна вектору р

Решение:

б) Если а параллельна вектору р, то А, В, А₁,В₁ лежат на одной прямой, значит, а = а_1.

Задача для самостоятельного решения

Дано: движение, а || b, а —> а_1, b—> b₁

Доказать: а ₁ || b₁

Решение:

Пример.

Дано:

Решение:

 

Задача для самостоятельного решения

Дано: движение, Окр (О; r)

Доказать: Окр(О; r) —>Окр(О₁; r₁), r = r₁

Решение:

Так как движение сохраняет расстояние, то множество точек, расположенных на данном расстоянии r от точки О, отображается на множество точек, расположенных на данном расстоянии (r) от точки О₁.

т.е. Окр (О; r) —>Окр(О₁; r₁) (можно сделать чертеж).

3.2Практические занятия (темы, содержание)

Под практическими занятиями по геометрии мы понимаем такой вид познавательной деятельности с элементами учебного исследования, организуемый по типу лабораторных работ и основанный на выполнении учебных заданий:

- решаемых конструктивными методами с применением непосредственных измерений, построений, изображений, геометрического моделирования и конструирования;

-  решение которых представляет собой относительно завершенный исследовательский цикл: наблюдение – гипотеза – проверка гипотезы;

-  предполагаемых самостоятельное выявление обучающимися новых для них знаний и способов деятельности;

-  направленных на достижение дидактических целей обучения.

Основными требованиями, положенными в основу разработки заданий для практических занятий по геометрии, являются:

-    постановка вопроса в задаче должна быть такой, чтобы ответ на него предполагал проведение исследования;

- условие задачи должно предлагать рассмотрение различных геометрических конфигураций, использование различных методов и способов решения;

-  в условиях задачи должны отсутствовать прямые указания на использование известных теорем и формул;

-     задачи должны обеспечивать формирование компетенций обучающихся в самостоятельной познавательной деятельности;

- задачи должны обеспечивать организацию полноценной самостоятельной познавательной деятельности обучающихся по геометрии с учетом возрастных и индивидуальных особенностей. Задания, связанные с развитием самостоятельной познавательной деятельности обучающихся как компонента когнитивной компетентности следующие:

1. Задания для практических занятий по геометрии, направленные на   формирование понятий.

К этому типу мы отнесли:

- задачи на определение вида фигуры;

- задачи   на  определение   взаимного  расположения  геометрических фигур;

- задачи на классификацию понятий;

- задачи на определение свойств геометрических фигур.

Процесс решения этих заданий способствует:

-  усвоению Вами терминологии, символики, определения понятия, созданию правильного соотношения между внутренним содержанием понятия и его внешним выражением;

-  выработке у Вас правильного представления об объеме понятия;

-  осознанному применению Вами понятия в простейших, достаточно характерных ситуациях;

-   включению понятия в различные связи и логические отношения с другими понятиями;

- формированию у Вас умения применять понятия в нестандартной ситуации;

-     демонстрации того, как сведения из жизни использовать в теории;

-     пониманию того, что геометрия изучает свойства реального мира.

2. Задания для практических занятий по геометрии, направленные на выведение умозаключений.

Объекты задачи могут быть связаны между собой каким-либо отношением, свойством, определением, теоремой, следствием.

Данные задачи мы разделим на три вида:

- задачи на формулирование следствий из заданных условий;

- задачи на обобщение и конкретизацию;

- задачи на нахождение избыточных, недостающих и противоречивых данных в задаче.

3. Задания для практических занятий по геометрии, направленные на формулирование  и  усвоение утверждений.

К ним относятся:

- задачи на нахождение закономерности или зависимости изменения какой-либо величины;

- задачи на нахождение закономерности в построении фигур;

- задачи на исследование изменения формы, размещения, размеров геометрических фигур.

Формулировка требования задач  данного типа может быть такой:

·        Существует ли зависимость между … ?

·        Как изменится …, если … ?

·        Какой вид будет иметь фигура, если … ?

·        Как будет располагаться …, если …?

4. Задания для практических занятий по геометрии, решаемые  с применением компьютера.

К этому типу заданий мы отнесли:

- задачи  на  исследование  преобразований  плоскости   (поворот, гомотетия, параллельный перенос, симметрия, метод координат);

- задачи, расширяющие навыки построения фигур;

- задачи, «визуализирующие» теоремы геометрии, прикладные вопросы;

- задачи по готовым чертежам;

- проведение компьютерного эксперимента;

Использование компьютерных технологий при выполнении практических работ по геометрии допустимо.

5. Задания для практических занятий по геометрии, направленные на выдвижение гипотезы решения.

Данный тип заданий включает:

-  задачи на нахождение дополнительных элементов, необходимых для ее решения;

-  задачи на нахождение различных методов, способов их решения и выбор более рационального из них;

-  составление новых задач на основе практической ситуации;

- экстремальные задачи  (связанные  с понятиями наибольшего, наименьшего, наилучшего, наиболее выгодного, в том числе с понятием экстремума).

6. Задания для практических занятий по геометрии, решаемые с помощью тактильных действий.

К шестому типу относятся задачи, условия которых задаются конкретными техническими деталями, различными предметами или специально для этого изготовленными моделями, чертежами, задачами на настольном полигоне и т.п., для достижения определенных учебных целей, в частности для выработки у Вас умений и навыков применения полученных математических знаний. Выполнение заданий данного типа предполагает:

- Вашу деятельность, представленную предметными операциями (измерения, вычисления, разрезание, разделение, раскраска, склеивание, построение чертежа);

- использование в процессе решения органов чувств и особенно двигательного аппарата рук;

- наличие раздаточного материала (шаблоны, модели, развертки геометрических тел), измерительных приборов, чертежных инструментов, лабораторного оборудования;

- вычислительную обработку результатов измерений с помощью необходимых формул и сравнение результатов измерений и вычислений;

- применение таблиц, справочной литературы, включая учебники, специальные описания или инструкции.

В качестве таких задач могут выступать как традиционные задачи на построение, на вычисление, так и задачи на конструирование, на моделирование.

.

7. Задания для практических занятий по геометрии, активизирующие умственную деятельность.

К этому типу отнесли:

- задачи, ложность утверждений в которых очевидна и необходимо вскрыть ошибку в доказательстве;

- задачи на логическое конструирование;

- задачи на обнаружение ошибок.

Эти задачи конструируются следующим образом:

1)   предлагается задача вместе с ее решением;

2)   ошибка включается в цепь логических умозаключений;

3)   от Вас требуется отыскать ошибку в умозаключениях и объяснить причину ее возникновения.

Формулировка заданий может быть такой:

·                     где в описанной ситуации допущена ошибка и почему?;

·                     возможно ли такое решение?;

·                     как объяснить подобный факт?

Основные понятия, необходимые для практических занятий

1. Что такое вектор? (направленный отрезок)

2. Как он обозначается? (двумя заглавными латинскими буквами или одной маленькой латинской буквой)

3. Назовите векторы, изображенные на рисунке. Укажите начало и конец векторов.

4.Какой вектор называется  нулевым? (точка или вектор, у которого начало и конец совпадают)

5. Какие векторные физические величины вы знаете?

(скорость, ускорение, сила, напряженность электрического поля, вектор магнитной индукции)

6. Какие вектора называются равными? (которые имеют равную длину и одинаковое направление)

7. Какой вектор называется единичным? (вектор, длина которого равна 1)

8. Как отложить вектор от данной точки? (провести через эту точку прямую, параллельную той, на которой находится вектор, и отложить от этой точки отрезок, длина которого равна вектору)

9. Как сложить два вектора? (по правилу треугольника или по правилу параллелограмма)

10. Как вычислить координаты вектора, если известны координаты начальной и конечной точки? (нужно из координат конца вычесть координаты начала)

11. Как умножить вектор на число, если известны его координаты? (нужно каждую координату вектора умножить на это число)

12. Как вычислить  длину вектора, если известны его координаты?

(по формуле)

13. Что такое скалярное произведение векторов? (

14. Как найти скалярное произведение векторов, если известны его координаты?

(по формуле

15. Как найти косинус угла между векторами, если известны его координаты?

(по формуле

Тематические кроссворды:

Кроссворд 1.

1п

е

р

п

е

н

д

и

к

у

л

я

р

н

ы

е

р

о

и

2у

г

о

л

3н

з

с

у

4в

е

к

т

о

5р

6с

7к

л

е

о

а

к

о

е

д

р

в

о

н

в

е

е

8н

а

п

р

я

ж

е

н

н

о

с

т

ь

н

н

ы

о

ц

й

и

и

е

с

е

е

т

ь

По горизонтали:

1. Как называются векторы, угол между которыми равен 90⁰? (прил.)

2. Что такое a?

4. Латинское - «несущий».

8. Векторная физическая величина – характеристика электрического поля.

По вертикали:

1. Что такое  (сущ.)

2. Векторная физическая величина, характеризующая изменение скорости с течением времени.

3. Вектор, обозначаемый точкой. (прил.)

5. Векторы, одинаковые по длине и направлению. (прил.)

6. Векторная физическая величина, обозначаемая как .

7. У каждого вектора есть начало и …

Кроссворд 2

1с

к

2у

3н

4н

а

ч

а

л

о

с

у

л

5п

к

л

я

р

о

е

р

6в

7с

о

н

а

п

р

а

в

л

е

н

н

ы

е

к

в

е

о

о

к

о

и

н

й

е

т

р

л

и

о

о

о

е

р

с

8т

р

е

9у

г

о

л

ь

н

и

к

ь

г

о

л

По горизонтали:

4. У каждого вектора есть … и конец.

7. Как называются векторы одинакового направления? (прил.)

8. Как называется способ сложения векторов, когда из конечной точки откладывается следующий вектор? (второе слово, ед.ч.)

По вертикали:

1. Какое произведение векторов используется при определении работы? (прил.)

2. Векторная физическая величина, обозначаемая как .

3. Вектор, начало и конец которого совпадают. (прил.)

5. Существуют 2 … сложения векторов. (ед. ч.)

6. Слово, связанное с темой занятия.

7. Векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки в пространстве относительно выбранной системы отсчёта.

9. Если , то он равен 0⁰, если . то он равен 90⁰. Что это?

Пример выполнения теста по теме «Координаты и векторы»

№1. Найти длину вектора , если A(2;-1;3) и B(4;-2;3)

Решение (ис: и

№ 2. Найти координаты т. М – середины отрезка АВ, еслиА (-2;4;1) и В(-5;8;0).

Решение:   

a) M (0;-2,5;1)     b) M (-3,5;2,5;0)     c) M (-3,5;6;0,5)     d) M (1;6;0,5)

№ 3.Найти, еслиa = (1;-2;3), b = (-4;-8;7)

Решение:

a)  (-5;22;12)     b)  (3;-22;24)     c) (-3,5;6;0,5)     d) (-5;-22;23)

№ 4. Найти скалярное произведение векторов a = (-5;2;7), b = (4;-3;8)

Решение:

a) -28;     b) -5;    c) 14    d) 30

№ 5. Найти косинус угла между векторами  и

Решение:

Тест  по теме «Координаты и векторы»

Вариант 1

№ 1. Найти длину вектора , если A(-2;-3;1) и B(5;8;4)

№ 2. Найти координаты т. М – середины отрезка АВ, если А (8;-4;1) и В(-7;-1;-5).

a) M (0,5;-2,5;-2)b) M (-3,5;2,5;0)      c)M (0;-2,5;1)   d) M (1;6;0,5)

№ 3. Найти 4, если ,

a)  (-5;22;12)           b)  (11;-24;17)      c) (-3,5;6;0,5)                          d) (-11;12;17)

№ 4. Найти скалярное произведение векторов

a) -46;     b) -5;    c) 14    d) 30

№ 5. Найти косинус угла между векторами 

Вариант 2

№ 1. Найти длину вектора , если A(-4;-3;1) и B(6;9;5)

№ 2. Найти координаты т. М – середины отрезка АВ, если А (7;1;5) и В(-8;4;-1).

a) M (0;-2,5;1)        b) M (-0,5;2,5;2)  c) M (0,5;-2,5;-2)        d) M (1;6;0,5)

№ 3. Найти 4, если ,

a)  (10;25;18)           b)  (3;-22;24)        c) (10;25;6)                 d) (11;0;17)

№ 4. Найти скалярное произведение векторов 

a) 64;     b) -51;    c) 14    d) -18

№ 5. Найти косинус угла между векторами 

Образцы решения задач

1. Точка К – середина отрезка АВ. Найти длину отрезка АВ, если даны координаты точек А и К.

Решение : так как К-середина АВ,
то  ,, , тогда

2. Даны два вектора  Найти длину вектора .

Решение: Так как  ,  , то , соответственно

3. Чему равен косинус угла между ребрами АВ и СD тетраэдра ABCD, если известны координаты его вершин?

Решение: Найдем координаты векторов   и

4. Найти длину вектора , если  и

Решение: и

5. Перпендикулярны ли векторы  и  ?

Решение:Ответ: нет, не перпендикулярны

6. Найти косинус угла между векторами  и

Решение:

7. Найти длину вектора , если  и

Решение:

Пусть , тогда  и

8. Вычислить скалярное произведение векторов , если ,

Решение: и вектор , скалярное произведение векторов

9. Найти угол между векторами  и , если ,  

Решение: и

, соответственно

Практическая работа по теме «Координаты и векторы»

Вариант А

№ 1. Найти длину вектора , если А (2;-1;3) и В(4;-2;3). Ответ:

№ 2. Проверить перпендикулярность векторов:

а)                                  б)

Ответ: a) не перпендикулярны; б) перпендикулярны.

№ 3. Найти косинус угла между векторами Ответ:

№ 4. Найти координаты т. М – середины отрезка AB, если А(2;-1;3) и В(4;-2;3).

Ответ: М(3;-1,5;3).

№ 5. Найти координаты вектора , если

Ответ:

Вариант В

№ 1. Найти длину вектора , если Ответ: 6

№ 2. Чему равно скалярное произведение векторов , если  и

Ответ: 9

№ 3. Найти косинус угла между векторами , если

Ответ:

№ 4. Найти периметр треугольника ABC, если А(10;-2;8), В(8;0;7), С(10;2;8).

Ответ: 10.

№ 5. Дан треугольник ABC. А(10;1;4), В(8;5;4), С(10;3;2). Найти длину медианы AN.

Ответ:

Вариант С

№ 1. Найти длину вектора , если  Ответ:

№ 2. Найти скалярное произведение векторов , если ,

. Ответ: –30

№ 3. Найти угол между векторами , если, 

Ответ:

№ 4.Точка N(1;4;3) – середина отрезка АВ. Найти длину отрезка АВ, еслиА(-1;2;-2).

Ответ:

№ 5.Чему равен косинус угла между ребрами АВ и СD призмы ABCD, еслиА(0;0;0), В(1;0;0), С(1;1;0), D(2;2;4)?

Ответ:

Дополнительные задания.

1. Найдите координаты точки N, если вектор и точка M(1;-3;-7).

Ответ: N(5;-6;-7).

2. При каком значении z векторы  перпендикулярны?

Ответ: z=2.

3. Докажите, что в треугольнике ABC, где А(2;1;3), В(1;1;4), С(0;1;3), угол В – прямой.

4. На оси ординат найдите точку, равноудаленную от точекА(1;2;3), В(-2;-3;5).

Ответ: О(0;-2,4;0)

5. При каком значении t вектор  перпендикулярен вектору

Ответ: при t =0.

6. Докажите, что четырехугольник с вершинами А(1;4;3), В(2;3;5), С(2;5;1), D(3;4;3) – параллелограмм.

№  практического занятия			Формы и методы контроля
	Наименование темы и содержание занятий по программе	Кол-во часов
	Координаты и векторы
1	Действия над векторами	1	Проверка решения задач
2	Действия над векторами	1	Проверка решения задач

Контрольные вопросы к зачету

1. Что такое вектор?

2. Как он обозначается

3.Изобразите векторы (не менее трех). Укажите начало и конец векторов.

4.Какой вектор называется  нулевым?

5. Какие векторные физические величины вы знаете?

6. Какие вектора называются равными? Изобразите два равных вектора.

7. Как отложить вектор от данной точки?

8. Как сложить два вектора? Более двух векторов? Как построить разность двух векторов? Рассмотреть правило треугольника, параллелограмма, многоугольника.

9. Как вычислить координаты вектора, если известны координаты начальной и конечной точки?

10. Как умножить вектор на число, если известны его координаты?

11. Как вычислить  длину вектора, если известны его координаты?

12. Что такое скалярное произведение векторов?

13. Как найти скалярное произведение векторов, если известны координаты векторов?

14. Как найти косинус угла между векторами, если известны координаты векторов?

15.Что называют движением пространства?

16.Привести примеры движения(определение, формула, задающая тот или иной вид движения, рисунок). На выбор(не менее двух).

Контрольная работа по теме «Координаты и векторы»

Вариант 1 1. Даны векторы {2; –5; –4}, {–4; 3; –3}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(1; 6; –3), В(–5; 3; –5), С(3; –1; 1). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси аппликат найдите точку, равноудаленную от точекВ и С. 3. Докажите, что ABCD — прямоугольник, еслиА(4; –2; 2), В(6; 1; –4), С(0; –1; –7), D(–2; –4; –1).

Вариант 2 1. Даны векторы {2; –5; –4}, {–2; 2; –4}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(1; 5; –2), В(–5; 4; –5), С(1; –4; 1). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси абсцисс найдите точку, равноудаленную от точекВ и С. 3. Докажите, что ABCD — квадрат, если А(–3; –4; 5), В(–2; 0; –3), С(2; 7; 1), D(1; 3; 9).

Вариант 3 1. Даны векторы {2; –5; –4}, {–2; 2; –3}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(3; 7; –2), В(–5; 4; –5), С(1; –2; 1). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси аппликат найдите точку, равноудаленную от точекВ и С. 3. Докажите, что ABCD — ромб, если А(9; 2; 8), В(5; 3; –2), С(–3; –4; –4), D(1; –5; 6).

ВАРИАНТ 1	ВАРИАНТ 2	ВАРИАНТ 3
б)  15	б)  14	б)  11
а)   (9; 2; 3) б)  (0; 0; –4)	а)   (7; –3; 4) б)  (–4; 0; 0)	а)   (9; 1; 4) б)  (0; 0; –5)
кв. диагонали 98 ед2	кв. диагонали 162 ед2 сторона 9 ед	кв. стороны 117 ед2

3.3.            Внеурочная самостоятельная деятельность обучающихся (виды, формы контроля, методические рекомендации)

·         Индивидуальное решение задач по темам.

·         Изображение вектора.

·         Нахождение координат вектора.

·         Построение равных, коллинеарных, сонаправленных, противоположно направленных векторов; определение данных объектов на готовых чертежах.

·         Построение суммы двух и более данных векторов(правило треугольника, многоугольника, параллелограмма).

·         Построение разности двух данных векторов.

·         Нахождение модуля вектора.

·         Разложение вектора по трем некомпланарным векторам.

·         Нахождение координат вектора.

·         Решение простейших задач в координатах

·         Нахождение скалярного произведения векторов.

·         Вычисление угла между прямыми и плоскостями.

·         Уравнение прямой, сферы, плоскости.

·         Движение.

В настоящее время актуальным становятся требования к личным качествам современного студента – умению самостоятельно пополнять и обновлять знания, вести самостоятельный поиск необходимого материала, быть творческой личностью. Ориентация учебного процесса на саморазвивающуюся личность делает невозможным процесс обучения без учета индивидуально-личностных особенностей обучаемых, предоставления им права выбора путей и способов обучения. Появляется новая цель образовательного процесса – воспитание личности, ориентированной на будущее, способной решать типичные проблемы и задачи исходя из приобретенного учебного опыта и адекватной оценки конкретной ситуации.

Решение этих задач требует повышения роли самостоятельной работы студентов над учебным материалом, усиления ответственности преподавателя за развитие навыков самостоятельной работы, за стимулирование профессионального роста студентов, воспитание их творческой активности и инициативы.

Введение в практику учебных программ и модулей  с повышенной долей самостоятельной работы активно способствует модернизации учебного процесса.

Основными целями внеаудиторной самостоятельной работы студентов  являются:

-        овладение знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по профилю специальности;

-        формирование готовности к самообразованию, самостоятельности и ответственности;

-        развитие  творческого  подхода к решению проблем учебного и профессионального уровня.

Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы

Самостоятельные работы выполняются индивидуально  в свободное  от занятий время.

Студент обязан:

-        перед выполнением самостоятельной работы, повторить теоретический материал, пройденный на аудиторных занятиях;

-        выполнить работу согласно заданию;

-        по каждой самостоятельной работе представить преподавателю отчет в виде письменной работы или модели геометрического тела;

-        ответить на поставленные вопросы.

При выполнении самостоятельных работ студент должен сам принять решение об оптимальном использовании возможностей программного обеспечения. Если по ходу выполнения самостоятельной работы у студентов возникают вопросы и затруднения, он может консультироваться у преподавателя. Каждая работа оценивается по пятибалльной системе. Критерии оценки приведены в конце методических рекомендаций.

Форма контроля самостоятельной работы:

·         Проверка выполнения индивидуальных заданий.

·         Защита рефератов.

·         Выполнение тестовых заданий.

·         Проверка рабочих тетрадей.

Требования к реферату

Реферат – первая и наиболее частая для студентов с первых курсов обучения форма самостоятельной работы, которая наилучшим образом, обогащает знания и развивает аналитические способности, т.е. способствует формированию профессиональных компетенций,  а в воспитательном плане – формирует ответственность и сочетание личного интереса с общественной необходимостью, то есть качества необходимые для будущего специалиста.

1. Структура работы

Структура работы, соотношение объема работ по главам в каждом конкретном случае определяются в зависимости от темы, объекта, предмета и целевой направленности исследования.

Типовая структура включает следующие разделы:

1. Титульный лист.

2. Оглавление.

3. Введение.

4. Главы основной части.

5. Заключение.

6. Список использованной литературы.

7. Приложения.

Титульный лист - первая страница работы (на данной странице номер не ставится). Пример оформления приведен в приложении А.

Оглавление - помещается после титульного листа, в нем приводятся пункты работы с указанием страниц (на данной странице номер не ставится).

Введение - кратко обосновывается актуальность выбранной темы, цель и содержание поставленных задач, формулируется объект и предмет исследования, указывается избранный метод исследования. Дается характеристика работы – относится ли она к теоретическим исследованиям или к прикладным, сообщается, в чем заключается значимость и прикладная ценность полученных результатов, приводится характеристика источников для написания работы и краткий обзор  имеющейся по данной теме литературы.

Основная часть - подробно приводится методика и техника исследования, даются сведения об объеме исследования, излагаются и обсуждаются полученные результаты. Содержание основной части должно точно соответствовать теме работы и полностью ее раскрывать.

Заключение - содержит основные выводы, к которым автор пришел,  в процессе анализа материала (при этом должна быть подчеркнута самостоятельность, новизна, теоретическое и практическое значение полученных результатов).

Список использованной литературы - приводится в конце работы, в алфавитном порядке сначала указываются источники используемой литературы, затем интернет-источники. Допускается использовать в списке литературы источники не позднее 5-летней давности.

Приложение - помещают вспомогательные или дополнительные материалы. В случае необходимости можно привести дополнительные таблицы, рисунки, графики и т.д., если они помогут лучшему пониманию полученных результатов.

2. Требования к оформлению работы

Объем работы реферата составляет 15-20 страниц.

Текст набирается в текстовом редакторе MSWord: шрифт TimesNewRoman, размер – 14пт, цвет шрифта черный, междустрочный интервал – полуторный (или 1,15), отступ первой строки (абзацный от­ступ) –1,25 см, выравнивание текста – по ширине, расстановка переносов по тексту – автоматическая, в режиме качественной печати. Оглавление должно быть сформировано автоматически. Текст распечатывается на принтере.

Заголовки разделов печатаются строчными буквами с абзацного отступа.

Заголовки подразделов печатаются строчными буквами (кроме первой прописной), располагаются с абзацного отступа. Заголовки пунктов печатаются строчными буквами (кроме первой прописной), с использованием шрифтового выделения (полужирный шрифт), начиная с абзаца. Если заголовок состоит из двух или более предложений, их разделяют точкой. Заголовки подпунктов печатают строчными буквами (кроме первой прописной), начиная с абзаца в подбор к тексту.

В конце заголовков структурных частей, наименований разделов и подразделов точка не ставится. Расстояние между заголовком структурной части (за исключением заголовка пункта) и подразделом должно быть равно 2 интервалам.

Разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах всего текста. Номер раздела указывается перед его названием, после номера раздела точка не ставится, перед заголовком оставляют пробел. Наименования разделов печатаются строчными буквами с абзацного отступа, выделяются полужирным шрифтом размером  16пт, точка в конце наименования раздела не ставится. Разделы работы оформляются, начиная с новой страницы.

Иллюстрации обозначают словом «Рисунок» и нумеруют последовательно в пределах раздела реферата или сквозной нумерацией. Номер иллюстрации может состоять из номера раздела и порядкового номера иллюстрации, разделенных точкой. Например: «Рисунок 1.2» (второй рисунок первого раздела). Номер иллюстрации, ее название и поясняющие подписи помещают последовательно под иллюстрацией. Если в работе приведена одна иллюстрация, то ее не нумеруют и слово «Рисунок» не пишут. Иллюстрации должны иметь наименование, которое дается после номера рисунка. Точка после номера рисунка и наименования иллюстрации не ставится.

Каждая таблица должна иметь название, которое  следует помещать над таблицей слева, без абзацного отступа в одну строку с ее номером через тире. Расстояние от текста до таблицы  и  от таблицы до по­следующего текста равно одной строке. Между наименованием таблицы и самой таблицей не должно быть пустых строк. Пример таблицы:

Таблица 4 – Название таблицы

Уравнения и формулы следует выделять из текста свободными строками.

Выше и ниже каждой формулы должно быть оставлено не менее одной свободной строки. Если уравнение не умещается в одну строку, оно должно быть перенесено после знака равенства (=) или после знаков плюс (+), минус    (-), умножения (х) и деления (:).

Пояснение значений символов и числовых коэффициентов следует приводить непосредственно под формулой в той же последовательности, в какой они даны в формуле. Значение каждого символа и числового коэффициента следует давать с новой строки. Первую строку пояснения начинают со слов «где» без двоеточия. Формулы в пояснительной записке следует нумеровать арабскими цифрами в пределах раздела.

Приложения оформляют как продолжение реферата на последующих страницах, располагая их в порядке появления ссылок в тексте.

Каждое приложение следует начинать с нового листа (страницы) с указанием наверху справа страницы слова «Приложение», напечатанного строчными буквами. Приложение должно иметь содержательный заголовок, расположенный в следующей строке по центру. Если в реферате более одного приложения, их нумеруют последовательно прописными буквами русского алфавита, например, Приложение А, Приложение Б и т.д.

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВНЕАУДИТОРНОЙ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Рейтинговая карта оценки самостоятельной работы

За выполнение заданий студентам выставляется балл согласно рейтинговой карты, приведенной в таблице 1.

Таблица1  – Рейтинговая карта

Тема	Деятельность студента	Мин.  кол-во баллов	Макс.  кол-во баллов
Раздел 5. Координаты и векторы
Изготовление моделей (векторы в литературе, физике, медицине, химии)		1	3
Составление плана-конспекта «Использование координат и векторов при решении математических и прикладных задач»		3	5
Составление плана-конспекта текста  «Векторы в пространстве»		1	3
Презентация «Векторы вокруг нас», «Из истории термина «Вектор»»		3	5
Повторение материала, подготовка к зачету		самоконтроль
Итого		8	16
Практическая работа «Векторы. Действия с векторами»		3	5
Практическая работа «Действия с векторами, заданными координатами. Скалярное произведение векторов»		3	5
Реферат «Векторное задание прямых и плоскостей в пространстве»		3	5
Реферат «Сложение гармонических колебаний»		3	5
Повторение материала, подготовка к зачету		самоконтроль
	Итого	12	20
	Количество баллов по самостоятельной работе	20	36

Критерии оценки самостоятельных работ

За выполнение самостоятельной работы студенту выставляется балл рейтинга по критериям, представленным в таблице 2.

Таблица 2 – Критерии рейтинговой оценки самостоятельной работы студента

№ п/п	Оцениваемые навыки	Метод оценки	Критерии оценки
			Максимальный балл рейтинга	Средний балл рейтинга	Минимальный балл рейтинга
1.	Отношение к работе	Фиксирование срока сдачи работы	Работа сдана в требуемые  сроки	Работа сдана с задержкой на 1-2 недели	Работа сдана с задержкой на 3-4 недели
2.	Способность самостоятельно выполнять работу	Просмотр файла в личной папке студента	Полное выполнение работы, отсутствие ошибок	Допускает одну ошибку (неточность) при выполнении работы	Допускает две, три ошибки при выполнении работы
3.	Умение отвечать на вопросы, пользоваться профессиональной лексикой	Собеседование (защита) при сдаче работы	Грамотно отвечает на поставленные вопросы	Допускает незначительные ошибки в изложении алгоритма задания	Допускает ошибки в изложении алгоритма задания. Имеет ограничен ный словарный запас

Критерии оценки реферата

К общим критериям можно отнести:

-        соответствие реферата теме.

-        глубина и полнота раскрытия темы.

-        адекватность передачи первоисточника.

-        логичность, связность.

-        доказательность.

-        структурная упорядоченность (наличие введения, основной части, заключения, их оптимальное соотношение).

-        оформление (наличие оглавления , списка литературы, культура цитирования, сноски и т.д.).

-        языковая правильность.

Критерии к конкретным структурным частям реферата: введению, основной части, заключению.

Критерии оценки раздела «Введение»:

-        наличие обоснования выбора темы, ее актуальности;

-        наличие сформулированных целей и задач работы;

-        наличие краткой характеристики первоисточников.

Критерии оценки разделов основной части:

-        структурирование материала по разделам, параграфам, абзацам;

-        наличие заголовков к частям текста и их соответствие содержанию;

-        проблемность и разносторонность в изложении материала;

-        выделение в тексте основных понятий и терминов, их толкование;

-        наличие примеров, иллюстрирующих теоретические положения.

Критерии оценки раздела «Заключение»:

-        наличие выводов по результатам анализа;

-        выражение своего мнения по проблеме.

Выступление оценивается на основе критериев:

-        соблюдение структуры выступления;

-        соблюдение регламента;

-        умение завоевать внимание аудитории и поддерживать его на протяжении всего выступления;

-        адекватность языка, стиля и темпа;

-        уверенность и убедительность манеры изложения;

-        четкость и точность  ответов на вопросы;

-        качество презентации.

Общая оценка за реферат выставляется следующим образом: если студент  выполнил от 65% до 80% указанных выше требований, ему ставится минимальный балл; 80-90% — средний балл; 90-100% — максимальный балл.

Приложение А

ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ РЕФЕРАТА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ 

И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«Усть-Калманский лицей профессионального образования»

РЕФЕРАТ

Тема:                                                                                                                 

Обучающийся группы                                                         /                           /

Специальность                                                                                                 

Дисциплина                                                                 /                           /

Оценка                                                                Дата                                       

Усть-Калманка, 2017

Приложение Б

Методические рекомендации по составлению конспекта текста

1.        Внимательно прочитайте текст. Уточните в справочной литературе непонятные слова. При записи не забудьте вынести справочные данные на поля конспекта;

2.        Выделите главное, составьте план;

3.        Кратко сформулируйте основные положения текста, отметьте аргументацию автора;

4.        Законспектируйте материал, четко следуя пунктам плана. При конспектировании старайтесь выразить мысль своими словами. Записи следует вести четко, ясно.

5.        Грамотно записывайте цитаты. Цитируя, учитывайте лаконичность, значимость мысли.

В тексте конспекта желательно приводить не только тезисные положения, но и их доказательства. При оформлении конспекта необходимо стремиться к емкости каждого предложения. Мысли автора книги следует излагать кратко, заботясь о стиле и выразительности написанного. Число дополнительных элементов конспекта должно быть логически обоснованным, записи должны распределяться в определенной последовательности, отвечающей логической структуре произведения. Для уточнения и дополнения необходимо оставлять поля.

Овладение навыками конспектирования требует от Вас целеустремленности, повседневной самостоятельной работы.

Приложение В

Методические рекомендации  по выполнению практических занятий

Для того чтобы практические занятия приносили максимальную пользу, необходимо помнить, что упражнение и решение ситуативных задач проводятся по вычитанному на лекциях материалу и связаны, как правило, с детальным разбором отдельных вопросов лекционного курса. Следует подчеркнуть, что только после усвоения лекционного материала с определенной точки зрения (а именно с той, с которой он излагается на лекциях) он будет закрепляться на практических занятиях как в результате обсуждения и анализа лекционного материала, так и с помощью решения ситуативных задач. При этих условиях Вы не только хорошо усвоите материал, но и научитесь применять его на практике, а также получите дополнительный стимул (и это очень важно) для активной проработки лекции.

При самостоятельном решении поставленных задач нужно обосновывать каждый этап действий, исходя из теоретических положений курса. Если Вы видит несколько путей решения проблемы (задачи), то нужно сравнить их и выбрать самый рациональный. Полезно до начала решения поставленных задач составить краткий план решения проблемы (задачи). Решение проблемных задач или примеров следует излагать подробно, нужно сопровождать комментариями, схемами, чертежами и рисунками, инструкциями по выполнению.

Следует помнить, что решение каждой учебной задачи должно доводиться до окончательного логического ответа, которого требует условие, и по возможности с выводом. Полученный результат следует проверить способами, вытекающими из существа данной задачи. 

Приложение Г

Методические рекомендации по составлению презентаций

Презентация (от английского слова - представление) – это набор цветных картинок-слайдов на определенную тему, который хранится в файле специального формата с расширением РР. Термин «презентация» (иногда говорят «слайд-фильм») связывают, прежде всего, с информационными и рекламными функциями картинок, которые рассчитаны на определенную категорию зрителей (пользователей).

Мультимедийная компьютерная презентация – это:

-      динамический синтез текста, изображения, звука;

-      яркие и доходчивые образы;

-      самые современные программные технологии интерфейса;

-      интерактивный контакт докладчика с демонстрационным материалом;

-      мобильность и компактность информационных носителей и оборудования;

-      способность к обновлению, дополнению и адаптации информации;

-      невысокая стоимость.

Правила оформления компьютерных презентаций

Общие правила дизайна

Многие дизайнеры утверждают, что законов и правил в дизайне нет. Есть советы, рекомендации, приемы. Дизайн, как всякий вид творчества, искусства, как всякий способ одних людей общаться с другими, как язык, как мысль — обойдет любые правила и законы.

Однако, можно привести определенные рекомендации, которые следует соблюдать, во всяком случае, начинающим дизайнерам, до тех пор, пока они не почувствуют в себе силу и уверенность сочинять собственные правила и рекомендации.

Правила шрифтового оформления:

- Шрифты с засечками читаются легче, чем гротески (шрифты без засечек);

- Для основного текста не рекомендуется использовать прописные буквы.

- Шрифтовой контраст можно создать посредством: размера шрифта, толщины шрифта, начертания, формы, направления и цвета.

- Правила выбора цветовой гаммы.

- Цветовая гамма должна состоять не более чем из двух-трех цветов.

- Существуют не сочетаемые комбинации цветов.

- Черный цвет имеет негативный (мрачный) подтекст.

- Белый текст на черном фоне читается плохо (инверсия плохо читается).

Правила общей композиции:

-     На полосе не должно быть больше семи значимых объектов, так как человек не в состоянии запомнить за один раз более семи пунктов чего-либо.

-     Логотип на полосе должен располагаться справа внизу (слева наверху и т. д.).

-     Логотип должен быть простой и лаконичной формы.

-     Дизайн должен быть простым, а текст — коротким.

-     Изображения домашних животных, детей, женщин и т.д. являются положительными образами.

-     Крупные объекты в составе любой композиции смотрятся довольно неважно. Аршинные буквы в заголовках, кнопки навигации высотой в 40 пикселей, верстка в одну колонку шириной в 600 точек, разделитель одного цвета, растянутый на весь экран — все это придает дизайну непрофессиональный вид.

Правила оформления презентации:

Правило № 1: Обратите внимание на качество картинок. Картинки должны быть крупными, четкими. Не пытайтесь растягивать мелкие картинки через весь слайд: это приведет к ее пикселизации и значительному ухудшению качества. На одном слайде — не более трех картинок, чтобы не рассеивать внимание и не перегружать зрение. Картинка должна нести смысловую нагрузку, а не просто занимать место на слайде.

Правило № 2. Не перегружайте презентацию текстом. Максимально сжатые тезисы, не более трех на одном слайде. Текст не должен повторять то, что говорят, возможно, лишь краткое изложение сути сказанного.

Правило № 3. Оформление текста. Текст должен быть четким, достаточно крупным, не сливаться с фоном.

Правило № 4. Настройка анимации. Порой составитель презентации, как будто играя в интересную игру, перегружает презентацию анимационными эффектами. Это отвлекает и бывает очень тяжело для глаз. Используйте минимум эффектов, берите только самые простые. Особенно утомляют такие эффекты как вылет, вращение, собирание из элементов, увеличение, изменение шрифта или цвета.

Правило № 5. Смена слайдов. Здесь тоже обращаем внимание, как сменяются слайды. Лучше не использовать здесь эффекты анимации совсем. Когда слайды сменяются, наезжая друг на друга или собираясь из отдельных полос, начинает просто рябить в глазах. Берегите свое зрение и зрения ваших слушателей.

Критерии оценки презентации:

	Плохо (2)	Удовлетворительно (3)	Хорошо (4)	Отлично (5)
Дизайн и мультимедиа-эффекты	Цвет фона не соответствует цвету текста Использовано более 5 цветов шрифта Каждая страница имеет свой стиль оформления Гиперссылки не выделены Анимация отсутствует (или же презентация перегружена анимацией) Звуковой фон не соответствует единой концепции, носит отвлекающий характер Слишком мелкий шрифт (соответственно, объём информации слишком велик — кадр перегружен) Не работают отдельные ссылки	-          Цвет фона плохо соответствует цвету текста -          Использовано более 4 цветов шрифта -          Некоторые страницы имеют свой стиль оформления -          Гиперссылки выделены -          Анимация дозирована -          Звуковой фон не соответствует единой концепции, но не носит отвлекающий характер -          Размер шрифта средний (соответственно, объём информации слишком большой — кадр несколько перегружен) информацией Ссылки работают	Цвет фона хорошо соответствует цвету текста, всё можно прочесть Использовано 3 цвета шрифта 1-2 страницы имеют свой стиль оформления, отличный от общего Гиперссылки выделены и имеют разное оформление до и после посещения кадра Анимация присутствует только в тех местах, где она уместна Звуковой фон соответствует единой концепции и привлекает внимание зрителей в нужных местах именно к информации Размер шрифта оптимальный Все ссылки работают	Цвет фона гармонирует с цветом текста, всё отлично читается Использовано 3 цвета шрифта Все страницы выдержаны в едином стиле Гиперссылки выделены и имеют разное оформление до и после посещения кадра Анимация присутствует только в тех местах, где она уместна и усиливает эффект восприятия текстовой части информации Звуковой фон соответствует единой концепции и усиливает эффект восприятия текстовой части информации Размер шрифта оптимальный Все ссылки работают
II. Содержание	Содержание не является научным Иллюстрации (графические, музыкальные, видео) не соответствуют тексту Много орфографических, пунктуационных, стилистических ошибок Наборы числовых данных не проиллюстрированы графиками и диаграммами Информация не представляется актуальной и современной Ключевые слова в тексте не выделены	-          Содержание включает в себя элементы научности -          Иллюстрации (графические, музыкальные, видео) в определенных случаях соответствуют тексту -          Есть орфографические, пунктуационные, стилистические ошибки -          Наборы числовых данных чаще всего проиллюстрированы графиками и диаграммами -          Информация является актуальной и современной Ключевые слова в тексте чаще всего выделены	Содержание в целом является научным Иллюстрации (графические, музыкальные, видео) соответствуют тексту Орфографические, пунктуационные, стилистические ошибки практически отсутствуют Наборы числовых данных проиллюстрированы графиками и диаграммами Информация является актуальной и современной Ключевые слова в тексте выделены	Содержание является строго научным Иллюстрации (графические, музыкальные, видео) усиливают эффект восприятия текстовой части информации Орфографические, пунктуационные, стилистические ошибки отсутствуют Наборы числовых данных проиллюстрированы графиками и диаграммами, причем в наиболее адекватной форме Информация является актуальной и современной Ключевые слова в тексте выделены

. Дизайн и мультимедиа-эффекты	Цвет фона не соответствует цвету текста Использовано более 5 цветов шрифта Каждая страница имеет свой стиль оформления Гиперссылки не выделены Анимация отсутствует (или же презентация перегружена анимацией) Звуковой фон не соответствует единой концепции, носит отвлекающий характер Слишком мелкий шрифт (соответственно, объём информации слишком велик — кадр перегружен) Не работают отдельные ссылки	-          Цвет фона плохо соответствует цвету текста -          Использовано более 4 цветов шрифта -          Некоторые страницы имеют свой стиль оформления -          Гиперссылки выделены -          Анимация дозирована -          Звуковой фон не соответствует единой концепции, но не носит отвлекающий характер -          Размер шрифта средний (соответственно, объём информации слишком большой — кадр несколько перегружен) информацией Ссылки работают	Цвет фона хорошо соответствует цвету текста, всё можно прочесть Использовано 3 цвета шрифта 1-2 страницы имеют свой стиль оформления, отличный от общего Гиперссылки выделены и имеют разное оформление до и после посещения кадра Анимация присутствует только в тех местах, где она уместна Звуковой фон соответствует единой концепции и привлекает внимание зрителей в нужных местах именно к информации Размер шрифта оптимальный Все ссылки работают	Цвет фона гармонирует с цветом текста, всё отлично читается Использовано 3 цвета шрифта Все страницы выдержаны в едином стиле Гиперссылки выделены и имеют разное оформление до и после посещения кадра Анимация присутствует только в тех местах, где она уместна и усиливает эффект восприятия текстовой части информации Звуковой фон соответствует единой концепции и усиливает эффект восприятия текстовой части информации Размер шрифта оптимальный Все ссылки работают
II. Содержание	Содержание не является научным Иллюстрации (графические, музыкальные, видео) не соответствуют тексту Много орфографических, пунктуационных, стилистических ошибок Наборы числовых данных не проиллюстрированы графиками и диаграммами Информация не представляется актуальной и современной Ключевые слова в тексте не выделены	-          Содержание включает в себя элементы научности -          Иллюстрации (графические, музыкальные, видео) в определенных случаях соответствуют тексту -          Есть орфографические, пунктуационные, стилистические ошибки -          Наборы числовых данных чаще всего проиллюстрированы графиками и диаграммами -          Информация является актуальной и современной Ключевые слова в тексте чаще всего выделены	Содержание в целом является научным Иллюстрации (графические, музыкальные, видео) соответствуют тексту Орфографические, пунктуационные, стилистические ошибки практически отсутствуют Наборы числовых данных проиллюстрированы графиками и диаграммами Информация является актуальной и современной Ключевые слова в тексте выделены	Содержание является строго научным Иллюстрации (графические, музыкальные, видео) усиливают эффект восприятия текстовой части информации Орфографические, пунктуационные, стилистические ошибки отсутствуют Наборы числовых данных проиллюстрированы графиками и диаграммами, причем в наиболее адекватной форме Информация является актуальной и современной Ключевые слова в тексте выделены

Примечание. По каждому пункту I и II разделов презентация оценивается отдельно. Таким образом, минимальный балл — 28, максимальный — 70.

Вам предлагается  самостоятельный выбор  вида самостоятельной  работы: реферат или презентация.

4.Глоссарий

Аксиома — утверждение, принимаемое 6ез доказательств.

Абсцисса- одна из декартовых координат точки, обычно первая, обозначаемая буквой x. .

Апофема(в правильном многоугольнике апофема )– отрезок перпендикуляра, опущенного из его центра на любую из его сторон, а также его длина.

Аппликата- одна из декартовых координат точки в пространстве, обычно третья, обозначаемая буквой Z.

Арккосинусчисла a – такое число из отрезка, косинус которого равен a.

Вектор — величина, характеризующаяся не только своим числовым значением, но и направлением.

График -  чертеж, наглядно изображающий зависимость одной величины oт другой, линия, дающая наглядное представление о характере изменения функции.

Координаты — числа, определяющие положение точки на плоскости, поверхности или в пространстве.

Линия — общая часть двух смежных областей поверхности.

Лемма- вспомогательное предложение, употребляемое при доказательствах других утверждений.

Плоскость — простейшая поверхность. Любая прямая, соединяющая две ее точки, целиком принадлежит ей.

Прямая — совокупность точек, общих для двух пересекающихся плоскостей.

Параллелепипед- шестигранник, все грани которого – параллелограммы.

Параллелограмм- четырехугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны.

Перпендикуляр- прямая, пересекающая данную прямую (плоскость) под прямым углом. 

Пирамида-  многогранник, одна из граней которого – плоский многоугольник, а остальные грани – треугольники с общей вершиной, не лежащей в плоскости основания.

Планиметрия- часть элементарной геометрии, в которой изучаются свойства фигур, лежащих в плоскости.

Призма- многогранник, две грани которого – равные n-угольники, называемые основаниями призмы, а остальные грани – боковые.

Теорема - утверждение, которое нужно доказать исходя из аксиом и ранее доказанных теорем.

Уравнение - математическая запись задачи о разыскании значений неизвестных, при которых значения двух данных функций равны.

Формула — комбинация математических знаков, выражающая какое-нибудь предложение.

Число — одно из основных понятий математики, возникшее в связи со счетом отдельных предметов.

5.КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ Раздела 5 «Координаты и векторы» ОУД.12 «Математика: алгебра и начала математического анализа; геометрия»

Формы текущей и промежуточной аттестации

- промежуточная аттестация проводится в форме тематического зачета и контрольной работы;

-текущая аттестация проводится в форме самостоятельной работы, теоретического опроса по теме «Движение в пространстве», теста.

Контроль уровня знаний

Система контролирующих материалов, позволяющих оценить уровень и качество ЗУН обучающихся на текущем и промежуточном этапах изучения предмета включает в себя сборники тестовых и текстовых заданий:

Эталоны решения представлены для заданий повышенной сложности.

5.1 Текущий контроль

Самостоятельная работа

1.      «Векторы в пространстве»

I вариант

Изобразите параллелепипед ABCDA₁B₁C₁D₁.

1.      Найдите вектор, равный сумме векторов АВ, А₁D₁ и СА₁.

2.      Найдите вектор, равный .

3.      Представьте вектор ВС₁ в виде разности двух векторов, один из которых вектор ВD₁.

4.      Упростите выражение: .

5.      Упростите выражение: .

«Векторы в пространстве»

II вариант

Изобразите параллелепипед ABCDA₁B₁C₁D₁.

1.      Найдите вектор, равный сумме векторов СА₁, АD и  D₁C₁.

2.      Найдите вектор, равный .

3.      Представьте вектор ВС₁ в виде разности двух векторов, один из которых вектор D₁B.

4.      Упростите выражение: .

5.      Упростите выражение: .

Ответы:

 I вариант:

 1. .            2. .            3. .         4. .         5. .

II вариант:

 1. .            2. .            3. .         4. .          5. .

2. «КООРДИНАТЫ, ВЕКТОРЫ, СКАЛЯРНОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВЕКТОРОВ»

Вариант __1___ I. Даны точки А(–3; 5; –6), В(5; –2; 4), С(0; 4; 3),    D(–6; –3; 0). Найти: 1) координаты 2) расстояние между точками B и D 3) координаты середины М отрезка АВ 4)  5) угол между векторами  и 6) угол между прямыми AD и ВС 7)         8) коллинеарны ли векторы  и ?        (ответ обосновать) II. Векторы  и  образуют угол 135º, ,     . Найти

Вариант ___2__ I. Даны точки А(3; –5; 6), В(–3; 1; –4), С(–4; 0; 3),    D(0; –3; –5). Найти: 1) координаты    2) расстояние между точками С и D 3) координаты середины К отрезка АС    4)        5) угол между векторами  и    6) угол между прямыми DС и АВ    7)      8) коллинеарны ли векторы  и ?        (ответ обосновать) II. Векторы  и  образуют угол 30º, ,     . Найти

3. «Уравнение сферы»

ВАРИАНТ 1

1. Сфера задана уравнением:

а) выпишите координаты центра сферы и найдите ее радиус,

б) проверьте, принадлежит ли этой сфере точка А (1; 3; ̶ 1).

2. Составьте уравнение сферы, если М (2; 0; 0) – центр сферы, а радиус равен .

3. Напишите уравнение сферы с центром в точке О (0; 1; ̶ 2), и проходящей через точку С ( ̶ 3; 1; 2).

4. Приведите данное уравнение к стандартному виду уравнения сферы и найдите координаты ее центра и величину радиуса: 

ВАРИАНТ 2

1. Сфера задана уравнением:

а) выпишите координаты центра сферы и найдите ее радиус,

б) проверьте, принадлежит ли этой сфере точка А (4; 3; ̶ 1).

2. Составьте уравнение сферы, если P (0; 2; 0) – центр сферы, а радиус равен .

3. Напишите уравнение сферы с центром в точке О (0; 2; ̶ 1), и проходящей через точку K ( ̶ 1; ̶ 1; 0).

4. Приведите данное уравнение к стандартному виду уравнения сферы и найдите координаты ее центра и величину радиуса :

4. «Уравнение прямой»

1.Написать уравнение прямой, проходящей через точки

2. Написать уравнение прямой, содержащей медиану  треугольника  если

3. Написать уравнение прямой, содержащей высоту  треугольника  если

Эталоны ответа:

1. Решение

Направляющим вектором прямой будет  Отсюда уравнение прямой имеет вид  Уравнение в параметрическом виде имеет вид

2. Решение

 середина  значит,  Таким образом,  Направляющим вектором искомой прямой будет вектор  Отсюда уравнение прямой имеет вид  а в параметрическом виде

3. Решение

Высота  Пусть

 уравнение прямой  имеет вид  причём координаты точки  удовлетворяют этому уравнению.

С другой стороны,  значит, их скалярное произведение равно  Так как  то

Отсюда, координаты точки  удовлетворяют системе

Решив последнее уравнение, найдём  Отсюда, точка  Значит, вектор  и, следовательно, уравнение прямой  имеет вид

5.«Уравнение плоскости»

    1. Написать уравнение плоскости, проходящей через середину отрезка  перпендикулярно к нему, если

    2. Написать уравнение плоскости, проходящей через начало координат, перпендикулярно прямой

    3. Написать уравнение плоскости, проходящей через точки

Эталоны ответа:

1.Решение

Найдём координаты точки  середины отрезка  

 нормальный вектор искомой плоскости.

Отсюда искомое уравнение имеет вид

Итак,  искомое уравнение.

2.Решение

Направляющий вектор данной прямой будет нормалью к искомой плоскости, следовательно,  Тогда уравнение плоскости имеет вид

3.Решение

 Так как координаты найденных векторов не являются пропорциональными, то  и  неколллинеарны, а значит, точки  не лежат на одной прямой. Через три точки, не лежащие на одной прямой можно провести единственную плоскость. Нормальный вектор этой плоскости должен быть перпендикулярен любому вектору, лежащему в плоскости, а по критерию перпендикулярности прямой и плоскости для этого необходимо и достаточно перпендикулярности каким-либо двум неколлинеарным векторам, лежащим в плоскости. Пусть нормаль  Тогда

Найдём координаты нормали из системы

Пусть  Тогда

Таким образом  а уравнение искомой плоскости имеет вид

Уравнение плоскости

1.      Написать уравнение плоскости, проходящей через точку  перпендикулярно отрезку если

2.      Написать уравнение плоскости, проходящей через середину  перпендикулярно  если

А)  

Б)

3.      Плоскость  задана уравнением  Найти уравнения плоскостей, симметричных

А) относительно оси абсцисс

Б) относительно оси ординат

В) относительно оси аппликат

Г) относительно плоскости

Д) относительно плоскости

Е) относительно плоскости

Ж) относительно начала координат

4.      Написать уравнения плоскостей, проходящих через точку  и перпендикулярных каждой из координатных осей.

5.      Написать уравнение плоскости, проходящей через точки  если

А)

Б)

6.      Составить уравнение плоскости, симметрично плоскости  относительно точки

7.      Написать уравнение плоскости, проходящей через точки  и  параллельно оси аппликат.

Уравнения прямой и плоскости

1.      Найти пересечение плоскостей  и  если

А)

Б)

2.      Спроектировать точку  на плоскость

3.      Найти пересечение прямой  и плоскости

4.      Выяснить взаимное расположение плоскостей

5.      Найти уравнение плоскости, проходящей через прямую  параллельно прямой

6.      Провести плоскость через прямые  и  Найти расстояние между  и

7.      Спроектировать точку  на прямую

8.      Написать уравнение прямой, параллельной плоскости  проходящей через точку

6.«Движение»

Теоретический опрос по вопросам:

1. Что называется движением пространства?

2. Приведите примеры движений.

3. Какое отображение пространства на себя называется центральной симметрией?

4. Какое отображение пространства на себя называется осевой симметрией?

5. Что называется зеркальной симметрией?

6. Какое отображение пространства на себя называется параллельным переносом?

7. Какие координаты имеет точка А, если при центральной симметрии с центром А точка, В(1; 0; 2) переходит в точку С(2; -1; 4). (Ответ: А(1,5; -0,5; 3).)

8. Как расположена плоскость по отношению к осям координат Ох и Oz, если при зеркальной симметрии относительно этой плоскости точка М(2; 2; 3) переходит в точку М1(2; -2; 3). (Ответ: Плоскость, относительно которой рассматривается зеркальная симметрия при которой точка М(2; 2; 3) переходит в точку М1(2; -2; 3), параллельна осям Ох и Oz.)

9. В какую перчатку (правую или левую) переходит правая перчатка при зеркальной симметрии? (Ответ: в левую), осевой симметрии? (Ответ: левую), центральной симметрии? (Ответ: правую).

Текстовые задачи:

1.Докажите, что при центральной симметрии плоскость, не проходящая через центр симметрии, отображается на параллельную ей плоскость.

2. При зеркальной симметрии относительно плоскости а плоскость β отображается в плоскость β1. Докажите, что если β || а1, то β1 || а.

3. Дан тетраэдр МАВС. Постройте фигуру, центрально-симметричную этому тетраэдру относительно точки О (рис. 3).

 

Эталоны ответа:

1. Решение:

 Рассмотрим центральную симметрию пространства с центром О и произвольную плоскость а, не проходящую через точку О (рис. 1).

Пусть прямая а и b, пересекающиеся в точке А, лежат в плоскости а. При симметрии с центром О прямые а и b переходят соответственно в параллельные прямые а1 и b1 (см. № 479 а). При этом точка А переходит в некоторую точку А1, лежащую как на прямой а1, так и на прямой b1, а значит, прямые а1 и b1 пересекаются.

Пересекающиеся прямые определяют единственную плоскость, т. е. прямые а1 и b1 определяют плоскость а1. По признаку параллельности плоскостей а || а1.

2. Решение: Доказательство проведем методом от противного. Предположим, что β || а, но плоскости β1 и а пересекаются. Тогда они имеют общую точку М. Так как M ∈ а, то при данной зеркальной симметрии точка М отображается в себя. Отсюда следует, что точка М, которая принадлежит плоскости β1, лежит также в плоскости β. Но тогда плоскости а и β пересекаются. Полученное противоречие показывает, что наше предложение неверно, следовательно, β1 || а.

Тесты:

тест по теме: «Векторы в пространстве.
Сложение и вычитание векторов.
Умножение вектора на число»

Вариант №1

Уровень А

1. Какое утверждение неверное?

1) Любые два противоположно направленных вектора коллинеарны.

2) Любые два коллинеарных вектора сонаправлены.

3) Любые два равных вектора коллинеарны.

2. Даны точки А, В, С, D, K. Известно, что    

Тогда неверно, что…

1) все точки лежат в одной плоскости;

2) прямые ВС и DK параллельны;

3) точки А, С и D не лежат на одной прямой.

3. Какое утверждение неверное?

1) Длины противоположных векторов не могут быть неравны.

2) Если длины векторов неравны, то и векторы неравны.

3) Если длины векторов равны, то и векторы равны.

4.  причём точки А, В и С не лежат на одной прямой. Прямые АС и BD не могут быть…

1) параллельными;

2) пересекающимися;

3) скрещивающимися.

5. ABCA1B1C1 – правильная призма. A1F = FB1, B1K = KC1.

Какое утверждение неверное?

1)

2)

3)

6. ABCA1B1C1 – правильная призма. CE = EC1, BF = FB1, FM = MB1, AD : DC = 3 : 1.

Какое утверждение верное?

1)

2)

3)

7. ABCDA1B1C1D1 – параллелепипед. …

1)

2)

3)

8. Векторы  и  являются…

1) равными;

2) противоположными;

3) сонаправленными.

9. DABC – тетраэдр.  

Тогда …

1)

2)  

3)

Уровень В

1. ABCDA1B1C1D1 – параллелепипед.

Тогда …

Вариант №2

Уровень А

1. Какое утверждение верное?

1) Любые два сонаправленных вектора коллинеарны.

2) Любые два коллинеарных вектора противоположно направлены.

3) Любые два коллинеарных вектора равны.

2. Какое утверждение верное?

1) Если   то

2) Если   то

3) Существуют векторы   и  такие, что  и  не коллинеарны,  и  не коллинеарны, а  и  коллинеарны.

3. Какое утверждение неверное?

1) Если длины векторов равны, то и векторы равны.

2) Если векторы равны, то их длины равны.

3) Длины противоположных векторов равны.

4.  причём точки А, В и С не лежат на одной прямой. Прямые АС и BD являются параллельными, если…

1) k = 1;

2) k = –1;

3) k = 3.

5. ABCA1B1C1 – правильная призма. A1F = FB1, B1E = EC1. Какое утверждение неверное?

1)

2)

3)

6. FABCD – правильная пирамида.  FE = EC, EN = NC, OP = PD. Какое утверждение верное?

1)

2)  

3)

7. ABCA1B1C1 – призма. …

1)

2)

3)

8. Векторы – и  являются…

1) противоположными;

2) равными;

3) сонаправленными.

9. DABC – тетраэдр.

…

1)

2)

3)

Уровень В

1. ABCDA1B1C1D1 – параллелепипед.

Тогда

Тест по теме: « Векторы в пространстве. Сложение и вычитание векторов. Умножение векторов на число».

№ п/п вариант	А1	А2	А3	А4	А5	А6	А7	А8	А9	В1
1	2	1	3	3	3	3	2	2	3
2	1	2	1	1	3	1	2	1	2

Тест по теме: «Координаты точки и координаты вектора»

Вариант №1   

Уровень А

1. Точка M (–2; 3; –7) находится от плоскости XOY на расстоянии, равном…

1) 7;    

2) 2;    

3) 3.

2.  Тогда вектор  имеет координаты…

1)      

2)      

3)

3.    Тогда коллинеарными будут векторы…

1)  и      

2)  и      

3)  и

4. Первая и третья координаты ненулевого вектора  равны нулю. Тогда неверно, что…

1)      

2)      

3)

5. Первая координата ненулевого вектора  равна нулю. Тогда неверно, что…

1)      

2)      

3)

6. А (1; 2; 3), В (1; 5; 4), С (4; 5; 3). Тогда верно, что…

1)      

2)      

3)

7. Ордината точки А равна 3, ордината точки В равна 6. Длина отрезка АВ равна 3. Тогда прямая АВ и ось OY…

1) параллельны;

2) перпендикулярны;

3) скрещиваются.

8. M (x1; y1; z1), K (x2; y2; z2). Тогда координаты вектора  равны…

1)

2)

3)

9.  Тогда верно, что…

1)      

2)      

3)

Уровень В

1. Дана точка А (–1; 2; 5). Тогда координаты точки – проекции точки А на ось OZ равны…

2. Даны точки M (–1; 2; 3) и В (1; –1; 5). Тогда координаты вектора  равны…

3. А (–1; 0; 2), В (1; –2; 3). Тогда …

4. ABCD – параллелограмм,  В (–2; 1; 0), О (0; 1,5; 0). Тогда координаты точки D равны…

5. Вектор  сонаправлен с вектором   Тогда координаты вектора  равны…

Тест по теме: «Координаты точки и координаты вектора»

Вариант №2

Уровень А

1. Точка А (–1; 2; –3) находится от плоскости YOZ на расстоянии, равном…

1) 1;    

2) 2;    

3) 3.

2.  Тогда вектор  имеет координаты…

1)      

2)      

3)

3. Координаты равных векторов…

1) равны;

2) противоположны;

1) пропорциональны.

4. Первая и вторая координаты ненулевого вектора  равны нулю. Тогда верно, что…

1)      

2)      

3)

5. Третья координата ненулевого вектора  равна нулю. Тогда неверно, что…

1)      

2)      

3)

6. А (2; 3; 4), В (2; 5; 6), С (5; 3; 6). Тогда верно, что…

1)      

2)      

3)

7. Абсцисса точки А равна 3, абсцисса точки В равна 6. Длина отрезка АВ равна 3. Тогда прямая АВ и ось OX…

1) параллельны;

2) пересекаются;

3) скрещиваются.

8. M (x1; y1; z1), K (x2; y2; z2). Тогда длина вектора  равна…

1)

2)

3)

9. A (x1; y1; z1), B (x2; y2; z2). Тогда координаты точки – середины отрезка АВ равны…

1)

2)

3)

Уровень В

1. Дана точка А (–1; 2; 5). Тогда координаты точки – проекции точки А на плоскость OYZ равны…

2. Даны точки K (2; –1; –3) и M (1; –2; 3). Тогда координаты вектора  равны…

3. А (7; 1; –5), В (4; –3; –5). Тогда …

4. В параллелограмме ABCD диагонали пересекаются в точке О.  А (1; 3; –1), О (0; 1,5; 0). Тогда координаты точки С равны…

5. Вектор  противоположно направлен вектору   Тогда координаты вектора          равны…

Тест по теме: « Координаты точки и координаты вектора»

№ п/п вариант	А1	А2	А3	А4	А5	А6	А7	А8	А9	В1	В2	В3	В4	В5
1	1	3	3	1	3	1	1	1	2	(0;0;5)		3	(2;2;0)
2	1	3	1	3	3	1	1	1	2	(–1;0;0)	{-1;-1;6}	5	(–1;0; 1)

тест по теме: «Компланарные векторы»

Вариант №1

Уровень А

1. Какое утверждение верное?

1) Любые два вектора компланарны.

2) Любые три вектора компланарны.

3) Три нулевых вектора компланарны.

2. Какое утверждение верное?

1) Если один из трёх векторов нулевой, то векторы компланарны.

2) Если векторы компланарны, то один из них нулевой.

3) Если векторы компланарны, то они равны.

3. ABCDA1B1C1D1 – параллелепипед. Являются компланарными векторы…

1)   

2)    

3)

4. Известно, что  

Тогда векторы   и  являются…

1) коллинеарными;

2) компланарными;

3) некомпланарными.

5. Векторы   и  некомпланарны, если…

1)

2)

3)

6. DABC – тетраэдр. О – точка пересечения медиан грани ABD.

Тогда …

   

1)                   

2)           

3)

7. Диагонали параллелограмма ABCD пересекаются в точке M. Точка  О – произвольная точка пространства.

Тогда k = …

  

1)                

2) 2                

3)

8. Какое утверждение неверное?

1) Коллинеарные векторы компланарны.

2) Если векторы компланарны, то они коллинеарны.

3) Векторы компланарны, если имеются равные им векторы, лежащие в одной плоскости.

Уровень В

1. Векторы   …

2. Точки А, В и С лежат на окружности, а точка О не лежит в плоскости этой окружности. Тогда векторы  и …

3. ABCDA1B1C1D1 – прямой параллелепипед, см. ABCD – квадрат, АВ = 2 см. Тогда …

тест по теме: «Компланарные векторы»

Вариант №2

Уровень А

1. Какое утверждение верное?

1) Любые два вектора не могут не быть компланарными.

2) Любые три вектора некомпланарны.

3) Только нулевые три вектора компланарны.

2. Какое утверждение неверное?

1) Три вектора компланарны, если любые два из них коллинеарны.

2) Если векторы компланарны, то любые два из них коллинеарны.

3) Любые три равных вектора компланарны.

3. FABCD – пирамида. ABCD – параллелограмм.

Не являются компланарными векторы…

1)

2)

3)

4.  Тогда прямые АС и BD…

1) пересекаются;

2) скрещиваются;

3) параллельные.

5. Векторы   и  некомпланарны, если…

1)

2)

3)

6. DABC – тетраэдр. О – точка пересечения медиан грани BDC. Тогда …

 

1)  

2)  

3)

7. Точки M, N, P, K – середины сторон четырёхугольника ABCD.  Точка О – произвольная точка пространства.

Тогда …

 

1)  

2)  

3)

8. Какое утверждение неверное?

1) Прямые, содержащие компланарные векторы, лежат в одной плоскости.

2) Если векторы лежат в одной плоскости, то они компланарны.

3) Если вектор  можно разложить по векторам  и , то векторы   и  компланарны.

Уровень В

1. Известно, что векторы   и  компланарны. Тогда векторы   …

2. Точки А, В и С не лежат на одной прямой, а точка О не лежит в плоскости (АВС). Тогда векторы  и …

3. ABCDA1B1C1D1 – куб. АВ =  см.

Тогда …

Тест по теме: « Компланарные векторы»

№ п/п вариант	А1	А2	А3	А4	А5	А6	А7	А8	В1	В2	В3
1	1	1	1	2	2	3	3	2	комп.	не комп.	4
2	1	2	3	1	2	2	1	1	комп.	не комп.	3

Тест по теме: «Скалярное произведение векторов»

Вариант №1

1.  Тогда угол между векторами  и …

1) острый;

2) тупой;

3) прямой.

2. DABC – тетраэдр, AB = BC = AC = AD = BD = CD.

Тогда неверно, что…

1)

2)

3)

3. Какое утверждение верное?

1)

2)

3)

4. Скалярное произведение векторов  и  равно…

1) a1a2a3 + b1b2b3;

2) a1b1 + a2b2 + a3b3;

3) a1b2b3 + b1a2b3 + b1b2a3

Уровень В

1. Скалярное произведение векторов  и  равно…

2.    Тогда m = …

3. В правильной четырёхугольной пирамиде FABCD все рёбра равны по 2 см.

Тогда …

4. Угол между векторами  и  равен…

5. Даны координаты точек:

А (1; –1; –4), В (–3; –1; 0), С (–1; 2; 5), D (2; –3; 1).

Тогда косинус угла между прямыми АВ и CD равен…

Тест по теме: «Скалярное произведение векторов»

Вариант №2

1.  Тогда угол между векторами  и …

1) острый;    

2) тупой;    

3) прямой.

2. ABCA1B1C1 – призма,  AB = BC = AC = AA1. Тогда верно, что…

1)

2)

3)

3. Какое утверждение верное?

1)      2)

3)

4. Скалярное произведение векторов  и  равно…

1) m1n1 + m2n2 + m3n3;

2) (n1 – m1)2 + (n2 – m2)2 + (n3 – m3)2;

3) m1m2m3 + n1n2n3.

Уровень В

1. Скалярное произведение векторов  и  равно…

2.    Тогда n = …

3. Все рёбра тетраэдра равны по 2 см. M, N, K, P – середины рёбер CD, BC, AB и BD соответственно.

Тогда …

4. Угол между векторами  и  равен…

5. Даны координаты точек:

С (3; –2; 1), D (–1; 2; 1), M (2; –3; 3), N (–1; 1; –2).

Тогда косинус угла между прямыми CD и MN равен…

Тест по теме: «Скалярное произведение векторов»

№ п/п вариант	А1	А2	А3	А4	В1	В2	В3	В4	В5
1	2	3	1	2	7	0;-1	-4	120⁰	0,7
2	1	2	2	1	3			60⁰	0,7

Критерии оценки теста

Объем выполненной работы	до 50%	50 - 75%	75 - 90%	свыше 90%
Оценка	2	3	4	5

Источники информации:

1.Изучение геометрии в 10-11 классах: кн. для учителя /С.М.Саакян, В.Ф.Бутузов.- 4-е изд., дораб.- М.: Просвещение. 2010.

2. «Геометрия 10-11» Учебник для общеобразовательных учреждений. Л. С. Атанасян, И. Ф. Бутузов, С. Б. Кодомцев и др. М.: Просвещение.2010.

3.ЕГЭ 2012. Математика. Задача В9. Стереометрия: расстояние в пространстве. Рабочая тетрадь / Под ред. А.Л.Семенова и И.В.Ященко.-М.: МЦНМО, 2012.

4. ЕГЭ 2012. Математика. Задача В9. Стереометрия: объемы и площади. Рабочая тетрадь / Под ред. А.Л.Семенова и И.В.Ященко.-М.: МЦНМО, 2012.

5.Геометрия 7-11 классы. Практикум. Издательство «Учитель».Волгоград.2010.

5.2 Промежуточный контроль

Теоретический зачет

Пояснительная записка

к теоретическому зачету по теме «Координаты и векторы».

Зачет составлен на 4 варианта. Проводится перед итоговой контрольной работой по теме «Координаты и векторы».

Далее разбираются типовые задачи на применение действий с векторами. Более подготовленные обучающиеся работают по индивидуальным заданиям, составленным по материалам ЕГЭ. Например: ЕГЭ 2011. Математика. Типовые тестовые задания (ISBN 978-5-377-03814-6).

1 вариант	2 вариант
1)Вектор – это _________________________________ отрезок.	1)Длиной вектора называется ___________________________________ , задающего данный вектор.
2)Векторы, лежащие на параллельных прямых или на одной прямой, называются _________________________________________.	2)Векторы называются компланарными, если при откладывании их __________________________________ они_________________ в одной плоскости.
3)Координаты суммы двух векторов равны  ____________________ соответствующих   _________________________ данных векторов.	3)Координаты разности двух векторов равны  ____________________ соответствующих   ___________________________ данных векторов.
4)____________________________ векторы называются сонаправленными, если их _______________________ совпадают.	4) ________________________________ векторы называются противоположно направленными, если их ___________________ не совпадают.
5)             А                                                                                              Найти                                                В       С	5)                              М                                                    Найти   .    К                                         Р
6)Запишите формулу нахождения длины вектора.	6)Запишите формулу нахождения косинуса угла между прямыми.
7)Если    , то  .	7)Если    ,  , то  ______________________
8)Если  > 0, то угол α между ними ____________________.	8)Если угол между векторами прямой, то  _____.
9)         М                         N     MNKP- параллелограмм.                                               Выразить через и  векторы:                        O                                                   и .       P                          K	9)  A                           B          ABCD – параллелограмм.                                                 Выразить через  и  векторы:                          O                                                и .            D                         C

3 вариант	4 вариант
1)________________ – это направленный отрезок.	1)Вектор называется нулевым, если  его____________________________ совпадают.
2)Векторы называются противоположными, если их _____________ равны, а их направления ____________________________________.	2)Сонапрвленные векторы называются __________________________ , если их длины равны.
3)Координаты _____________ двух векторов равны  сумме соответствующих   _________________________ данных векторов.	3)Координаты ____________ двух векторов равны  разности  соответствующих   ___________________________ данных векторов.
4)Коллинеарные векторы называются __________________________, если их направления  совпадают.	4) Коллинеарные векторы называются _____________________________ _______________________, если их направления не совпадают.
5)             А                                                                                               Найти    - .                                              В       С	5)                              М                                                    Найти    + .    К                                         Р
6)Запишите формулу нахождения координат середины отрезка.	6) Запишите формулу нахождения расстояния между точками.
7)Если  {  a ; b ; c }   , то   = __ + __ + __.	7)Скалярное произведение векторов     · = ___·___·cosα.
8)Если  ·  = 0, то угол α между ними _______________________.	8)Если угол между векторами тупой, то  ·  _____.
9)            MNKP – параллелограмм.                                               Выразить через  и  векторы: М                 N                     O                                                   и .       P                          K	9)  ABCD – параллелограмм.                                                 Выразить через  и векторы:                          и .            А                         В                        О                D                   C

1 вариант	2 вариант
1)Вектор – это  направленый отрезок.	1)Длиной вектора называется длина отрезка, задающего данный вектор.
2)Векторы, лежащие на параллельных прямых или на одной прямой, называются коллинеарными.	2)Векторы называются компланарными, если при откладывании их от одной точки они лежат в одной плоскости.
3)Координаты суммы двух векторов равны  сумме соответствующих   координат данных векторов.	3)Координаты разности двух векторов равны  разности соответствующих   координат данных векторов.
4)Ненулевые коллинеарные векторы называются сонаправленными, если их направления совпадают.	4) Ненулевые коллинеарные векторы называются противоположно направленными, если их направления не совпадают.
5)             А                                                                                              Найти                                                В    Ответ:     С	5)                              М                                                    Найти   .    К                                                     Ответ:                                           Р
6)Запишите формулу нахождения длины вектора.	6)Запишите формулу нахождения косинуса угла между прямыми.
7)Если    , то  .	7)Если    ,  , то
8)Если  > 0, то угол α между ними острый.	8)Если угол между векторами прямой, то  = 0.
9)         М                         N                                              Выразить через и  векторы:                     O                                                   и .                                              Ответ:                                                         .      P                          K	9)  A                           B                                                        Выразить через  и  векторы:                          O                                                и .                                                  Ответ:            D                         C

3 вариант	4 вариант
1)Вектор  – это направленный отрезок.	1)Вектор называется нулевым, если  его  начало и конец совпадают.
2)Векторы называются противоположными, если их длины равны, а их направления противоположны.	2)Сонапрвленные векторы называются равными, если их длины равны.
3)Координаты суммы двух векторов равны  сумме соответствующих   координат данных векторов.	3)Координаты разности двух векторов равны  разности  соответствующих   координат данных векторов.
4)Коллинеарные векторы называются сонаправленными, если их направления  совпадают.	4) Коллинеарные векторы называются противоположно направленными, если их направления не совпадают.
5)             А                                                                                              Найти    - .                                              В      Ответ:     С	5)                              М                                                    Найти    + .    К                                                     Ответ:                                         Р
6)Запишите формулу нахождения координат середины отрезка.	6) Запишите формулу нахождения расстояния между точками.
7)Если  {  a ; b ; c }   , то   = a + b + c.	7)Скалярное произведение векторов     · = ··cosα.
8)Если  ·  = 0, то угол α между ними прямой.	8)Если угол между векторами тупой, то  ·  < 0.
9)                                                       Выразить через  и  векторы: М                     O              N                                     и .                                                Ответ:                                                           .      P                          K	9)                                                       Выразить через  и векторы:             А                 В                                            и .                                                 Ответ:                           о                                              D                         C

5.2Итоговая контрольная работа

Вариант 1 1. Даны векторы {2; –5; –4}, {–4; 3; –3}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(1; 6; –3), В(–5; 3; –5), С(3; –1; 1). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси аппликат найдите точку, равноудаленную от точек В и С. 3. Докажите, что ABCD — прямоугольник, если А(4; –2; 2), В(6; 1; –4), С(0; –1; –7), D(–2; –4; –1).	Вариант 2 1. Даны векторы {2; –5; –4}, {–2; 2; –4}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(1; 5; –2), В(–5; 4; –5), С(1; –4; 1). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси абсцисс найдите точку, равноудаленную от точек В и С. 3. Докажите, что ABCD — квадрат, если А(–3; –4; 5), В(–2; 0; –3), С(2; 7; 1), D(1; 3; 9).	Вариант 3 1. Даны векторы {2; –5; –4}, {–2; 2; –3}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(3; 7; –2), В(–5; 4; –5), С(1; –2; 1). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси аппликат найдите точку, равноудаленную от точек В и С. 3. Докажите, что ABCD — ромб, если А(9; 2; 8), В(5; 3; –2), С(–3; –4; –4), D(1; –5; 6).
Вариант 4 1. Даны векторы {2; –3; –4}, {–2; 6; –4}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(2; 5; –1), В(–5; 4; –4), С(1; –2; 2). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси ординат найдите точку, равноудаленную от точек В и С. 3. Докажите, что ABCD — квадрат, если А(1; –2; –4), В(3; –5; 2), С(6; 1; 4), D(4; 4; –2).	Вариант 5 1. Даны векторы {3; –2; –4}, {–4; 4; –3}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(1; 8; –2), В(–5; 4; –3), С(1; –2; 3). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси абсцисс найдите точку, равноудаленную от точек В и С. 3. Докажите, что ABCD — прямоугольник, если А(5; –3; 2), В(6; –1; 0), С(4; –11; –11), D(3; –13; –9).	Вариант 6 1. Даны векторы {2; –2; –4}, {–2; 2; –5}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(3; 8; –3), В(–5; 4; –1), С(1; –2; 1). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси аппликат найдите точку, равноудаленную от точек В и С. 3. Докажите, что ABCD — ромб, если А(5; 5; 5), В(1; 6; –5), С(–7; –1; –7), D(–3; –2; 3).
Вариант 7 1. Даны векторы {4; –4; –2}, {–2; 2; –3}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(2; 7; –1), В(–5; 3; –5), С(1; –3; 1). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси ординат найдите точку, равноудаленную от точек В и С. 3. Докажите, что ABCD — прямоугольник, если А(4; –3; 3), В(6; 1; –1), С(2; –1; –5), D(0; –5; –1).	Вариант 8 1. Даны векторы {3; –4; –5}, {–4; 2; –5}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(1; 6; –2), В(–5; 3; –4), С(1; –3; 2). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси абсцисс найдите точку, равноудаленную от точек В и С. 3. Докажите, что ABCD — ромб, если А(14; 3; 5), В(4; 2; –7), С(–10; –5; –7), D(0; –4; 5).	Вариант 9 1. Даны векторы {2; –2; –5}, {–2; 2; –4}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(1; 9; –1), В(–5; 2; –5), С(1; –4; 1). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси аппликат найдите точку, равноудаленную от точек В и С. 3. Докажите, что ABCD — квадрат, если А(–3; –5; 7), В(–1; 1; –2), С(5; 8; 4), D(3; 2; 13).
Вариант 10 1. Даны векторы {3; –4; –3}, {–5; 2; –4}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(2; 8; –3), В(–5; 2; –5), С(1; –2; 1). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси ординат найдите точку, равноудаленную от точек В и С. 3. Докажите, что ABCD — ромб, если А(9; 6; 7), В(–1; 5; –5), С(–15; –2; –5), D(–5; –1; 7).	Вариант 11 1. Даны векторы {2; –3; –4}, {–2; 2; –5}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(1; 7; –1), В(–4; 5; –5), С(2; –1; 1). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси аппликат найдите точку, равноудаленную от точек В и С. 3. Докажите, что ABCD — квадрат, если А(–6; –6; 6), В(–4; –1; –8), С(6; 9; –3), D(4; 4; 11).	Вариант 12 1. Даны векторы {3; –2; –4}, {–2; 4; –4}. а)   Будут ли коллинеарными векторы  и  ? б)   Вычислите . 2. А(2; 6; –2), В(–4; 5; –4), С(2; –1; 2). а)   Найдите координаты вершины D параллелограмма ABCD. б)   На оси абсцисс найдите точку, равноудаленную от точек В и С. 3. Докажите, что ABCD — прямоугольник, если А(–3; 2; 2), В(–1; –8; 13), С(–15; –13; 11), D(–17; –3; 0).

ВАРИАНТ 1	ВАРИАНТ 2	ВАРИАНТ 3	ВАРИАНТ 4	ВАРИАНТ 5	ВАРИАНТ 6
б)  15	б)  14	б)  11	б)  14	б)  15	б)  9
а)   (9; 2; 3) б)  (0; 0; –4)	а)   (7; –3; 4) б)  (–4; 0; 0)	а)   (9; 1; 4) б)  (0; 0; –5)	а)   (8; –1; 5) б)  (0; 4; 0)	а)   (7; 2; 4) б)  (–3; 0; 0)	а)   (9; 2; –1) б)  (0; 0; –9)
кв. диагонали 98 ед2	кв. диагонали 162 ед2 сторона 9 ед	кв. стороны 117 ед2	кв. диагонали 98 ед2 сторона 7 ед	кв. диагонали 234 ед2	кв. стороны 117 ед2

ВАРИАНТ 7	ВАРИАНТ 8	ВАРИАНТ 9	ВАРИАНТ 10	ВАРИАНТ 11	ВАРИАНТ 12
б)  12	б)  15	б)  9	б)  15	б)  11	б)  12
а)   (8; 1; 5) б)  (0; 4; 0)	а)   (7; 0; 4) б)  (–3; 0; 0)	а)   (7; 3; 5) б)  (0; 0; –3)	а)   (8; 4; 3) б)  (0; 6; 0)	а)   (7; 1; 5) б)  (0; 0; –5)	а)   (8; 0; 4) б)  (–4; 0; 0)
кв. диагонали 72 ед2	кв. стороны 245 ед2	кв. диагонали 242 ед2 сторона 11 ед	кв. стороны 245 ед2	кв. диагонали 450 ед2 сторона 15 ед	кв. диагонали 450 ед2

Критерии и нормы оценки знаний, умений и навыков обучающихся по математике.

Оценка письменных контрольных работ обучающихся по математике.

·   Ответ оценивается отметкой «5», если:

·   работа выполнена полностью;

·   в логических рассуждениях и обосновании решения нет пробелов и ошибок;

·   в решении нет математических ошибок (возможна одна неточность, описка, которая не является следствием незнания или непонимания учебного материала).

·   Отметка «4» ставится в следующих случаях:

·   работа выполнена полностью, но обоснования шагов решения недостаточны (если умение обосновывать рассуждения не являлось специальным объектом проверки);

·   допущены одна ошибка или есть два – три недочёта в выкладках, рисунках, чертежах или графиках (если эти виды работ не являлись специальным объектом проверки).

  Отметка «3» ставится, если:

·   допущено более одной ошибки или более двух – трех недочетов в выкладках, чертежах или графиках, но обучающийся обладает обязательными умениями по проверяемой теме.

   Отметка «2» ставится, если:

·   допущены существенные ошибки, показавшие, что обучающийся не обладает обязательными умениями по данной теме в полной мере.

Оценка устных ответов обучающихся по математике

  Ответ оценивается отметкой «5», если ученик:

·   полно раскрыл содержание материала в объеме, предусмотренном программой и учебником;

·   изложил материал грамотным языком, точно используя математическую терминологию и символику, в определенной логической последовательности;

·   правильно выполнил рисунки, чертежи, графики, сопутствующие ответу;

·   показал умение иллюстрировать теорию конкретными примерами, применять ее в новой ситуации при выполнении практического задания;

·   продемонстрировал знание теории ранее изученных сопутствующих тем,  сформированность  и устойчивость используемых при ответе умений и навыков;

·   отвечал самостоятельно, без наводящих вопросов учителя;

·   возможны одна – две  неточности при освещении второстепенных вопросов или в выкладках, которые ученик легко исправил после замечания учителя.

 Ответ оценивается отметкой «4», если удовлетворяет в основном требованиям на оценку «5», но при этом имеет один из недостатков:

·   в изложении допущены небольшие пробелы, не исказившее математическое содержание ответа;

·   допущены один – два недочета при освещении основного содержания ответа, исправленные после замечания учителя;

·   допущены ошибка или более двух недочетов  при освещении второстепенных вопросов или в выкладках,  легко исправленные после замечания учителя.

·   Отметка «3» ставится в следующих случаях:

·   неполно раскрыто содержание материала (содержание изложено фрагментарно, не всегда последовательно), но показано общее понимание вопроса и продемонстрированы умения, достаточные для усвоения программного материала (определены «Требованиями к математической подготовке обучающихся» в настоящей программе по математике);

·   имелись затруднения или допущены ошибки в определении математической терминологии, чертежах, выкладках, исправленные после нескольких наводящих вопросов учителя;

·   обучающийся не справился с применением теории в новой ситуации при выполнении практического задания, но выполнил задания обязательного уровня сложности по данной теме;

·   при достаточном знании теоретического материала выявлена недостаточная сформированность основных умений и навыков.

  Отметка «2» ставится в следующих случаях:

·   не раскрыто основное содержание учебного материала;

·   обнаружено незнание большей или наиболее важной части учебного материала;

·   допущены ошибки в определении понятий, при использовании математической терминологии, в рисунках, чертежах или графиках, в выкладках, которые не исправлены после нескольких наводящих вопросов учителя.

Общая классификация ошибок

·   При оценке знаний, умений и навыков обучающихся следует учитывать все ошибки (грубые и негрубые) и недочёты.

1. Грубыми считаются ошибки:

·   незнание определения основных понятий, законов, правил, основных положений теории, незнание формул, общепринятых символов обозначений величин, единиц их измерения;

·   незнание наименований единиц измерения;

·   неумение выделить в ответе главное;

·   неумение применять знания, алгоритмы для решения задач;

·   неумение делать выводы и обобщения;

·   неумение читать и строить графики;

·   неумение пользоваться первоисточниками, учебником и справочниками;

·   потеря корня или сохранение постороннего корня;

·   отбрасывание без объяснений одного из них;

·   равнозначные им ошибки;

·   вычислительные ошибки, если они не являются опиской;

·   логические ошибки.

2. К негрубым ошибкам следует отнести:

·   неточность формулировок, определений, понятий, теорий, вызванная неполнотой охвата основных признаков определяемого понятия или заменой одного - двух из этих признаков второстепенными;

·   неточность графика;

·   нерациональный метод решения задачи или недостаточно продуманный план ответа (нарушение логики, подмена отдельных основных вопросов второстепенными);

·   нерациональные методы работы со справочной и другой литературой;

·   неумение решать задачи, выполнять задания в общем виде.

3. Недочетами являются:

·   нерациональные приемы вычислений и преобразований;

·   небрежное выполнение записей, чертежей, схем, графиков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОУД 12. «Математика: алгебра и начала математического анализа;геометрия». Раздел 5 «Координаты и векторы»

Основные источники: 

1.       Атанасян Л.С. и др. Геометрия. Учебник для общеобразовательных учреждений 2001- 206с.

Дополнительные источники: 

1.Александров А.Д. и др. Геометрия. Учебник для 10-11 классов  общеобразовательных учреждений – М.: «Просвещение» 1998- 269с

1.      Кисилев А.П. Геометрия. Планиметрия, стеереометрия: учебник. –М.: Физматлит, 2004 – 328 с.

2.      Александров А.Д. и др. Геометрия. Учебник для 10-11 классов  общеобразовательных учреждений – М.: «Просвещение» 1998- 269с .

Интернет-ресурсы:

1. http://standart. Edu.ru./catachment. Aspx? CatalogId=223 ( сайт «Федеральный государственный образовательный стандарт»)

2. http:// www. Shool. Edu.ru –Российский общеобразовательный портал

3. http:// www. Pedlib. Ru/- педагогическая библиотека

4. http:// www.inter-pedagogika/ru - сайт создан для преподавателей, родителей и студентов.

Краткое описание документа:

Учебно методическое пособие по теме "Векторы в пространстве" содержит систематизированный материал по данной теме и задачи разноуровневого характера. Данное пособие может использовать как учитель, при подготовке к урокам, так и обучающийся, либо пропустивший урок по причине болезни, либо не усвоивший материал на уроке.