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2019年4月7日 星期日

直線方程式的求法

直線方程式的求法在以往都是先假設方程式為:
y=ax+b,再將給定通過的點代入,解出a、b

例如:求通過(4,5)、(2,-1)的直線方程式。
解法:假設方程式為y=ax+b
(4,5)、(2,-1)帶入上述之假設方程式:
5=4a+b
-1=2a+b
解出:a=3、b=-7
所以直線方程式為:y=3x-7

以上之解法之最大問題是:為何方程式可以假設為y=ax+b,課本在解釋這部份時,花了一段篇幅
來解釋,但是學生基本上要理解會有點吃力。(因為是代數的化簡,最後變成是學生把方程式背下來,至於原因,反正考試不會考,就不需要管他,但是這真的是我們應該要給學生的學習態度嗎?)

看了CA的講授方式,透過學生的觀察方式來找答案,以激發學生的思考找答案,以下為流程:

利用存錢概念:
一開始有500元,每天存100元,則:
一開始:總金額=500+100*0
第一天:總金額=500+100*1
第二天總金額=500+100*2
第三天總金額=500+100*3
第四天總金額=500+100*4
......
第x天總金額=500+100*x


給定直線方程式:y=2x+1,及其8組解
y 1  3  5  7  9  11  13  15
x 0  1  2  3  4    5    6   7

這會發現:當x值增加1時,y值會增加2

結合存錢的例子:(y視為總金額、x視為天數)
x=0→y=1=1+2*0
x=1→y=3=1+2*1
x=2→y=5=1+2*2
x=3→y=7=1+2*3
x=4→y=9=1+2*4
......
x=x→y=5=1+2*x
→這不就是我們要的直線方程式嗎?


在上述之關鍵部分就是:
(A) x=0時,y的值
(B) 當x值增加1時,y值增加的值(這部分就是高   
      中提到的斜率)

當給定7組解時:
y 2  5  8  11  14  17  20
x 1  2  3   4    5    6    7

當x值增加1時,y值會增加3

所以當x=0時,y=2-3=-1
所以直線方程式就是:y=-1+3x
其中-1x=0時,y的值
        3是x值增加1時,y值增加的值

例:求通過(3,2)、(6,-10)的方程式。
解:
x:3→6 ,增加了3
y:2→-10,增加了-12
換句話說:x值增加1、y值增加了-4
當x=0時,y=2+(-4)*(-3)=14
所以直線方程式:y=14+(-4)*x

我們來討論另兩類直線方程式(水平線及鉛垂線)

水平線部分
y  2  2  2  2  2  2  2  2
x  0  1  2  3  4  5  6  7
以上會發現:
x值增加了1,y值增加了0
根據我們前半段的討論:
直線方程式為:y=2+0*x=2

鉛垂線部分
y  0  1  2  3  4  5  6  7
x  2  2  2  2  2  2  2  2
以上會發現:
x值一直維持不變故無法利用前半段的討論方式。


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