“扩大2倍”带来的思考-随笔小记-魔数师说
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“扩大2倍”带来的思考

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这两天同事问到家长给的一个问题:其实这是新旧教材衔接造成的问题。现在很多老师基本达到一个共识,就是扩大2倍是在原来的基础了增加了2倍,也就是扩大到原来的3倍,变化后相当于原数乘3;扩大到原来的2倍只是将原数乘2。从这个层面上来说,扩大2倍与扩大到原来的2倍是有所不同的。所以,家长对问题的思考是正确的!现在我们也经常可以看到这样的两道判断题:也许有人认为这两个...

这两天同事问到家长给的一个问题:

其实这是新旧教材衔接造成的问题。现在很多老师基本达到一个共识,就是扩大2倍是在原来的基础了增加了2倍,也就是扩大到原来的3倍,变化后相当于原数乘3;扩大到原来的2倍只是将原数乘2。从这个层面上来说,扩大2倍与扩大到原来的2倍是有所不同的。
所以,家长对问题的思考是正确的!

现在我们也经常可以看到这样的两道判断题:

也许有人认为这两个题全对或全错。我们来分析一下:

假如这个圆原来的半径为R,周长为C=2πR,面积为S=πR²。

将这个圆的半径扩大2倍以后,按现在的理解,圆的半径应是3×R=3R,周长C‘=2π·(3R)=6πR=3·(2πR)=3C,面积S’=π(3R)²=9πR²=9S,原来的周长应该扩大到原来的3倍,面积应该扩大到原来的9倍,即此时圆的周长也是扩大2倍,但面积扩大了8倍(9S-S=8S)。判断题(1)是正确的。判断题(2)错误的。

为什么会有这个结果?其实我们可以利用高等数学稍作解析。

其实我们前面讨论的论点”扩大2倍与扩大到原来的2倍”是属于一个变化率的问题,在高等数学中,这个变化率我们可以用对应的数学概念”导数”来解析。

在第(1)个问题中,周长C与半径R的函数关系式为一次函数C=2πR,周长C关于半径R的导函数是一个常数2π,即一次函数的变化率是固定不变的;而在第(2)个问题中,面积S与半径R的函数关系式为二次函数S=πR²,面积S关于半径R的导函数是一次导函数S‘=2πR(我们可以看出S’=C,正因为这个原因,所以圆是一个完美图形),这个导函数并不是一个常数,是可变的。

所以,正因为上述原因,同样的一个扩大2倍,在第1个周长的情境下是正确的,在第2个面积的情境下就错了。

现在我们回到开篇中家长的遇到的困惑,我们知道一个比的比值(k)等于前项(x)除以后项(y,y不为0)所得的商,所以k=x/y,这是一个二元函数(含有两个自变量)。如果后项不变,比值k是关于前项x的一个一次函数(此时称为正比例函数),此时变化率不变,即比值k与前项x的变化相同;如果前项不变,那么比值是关于后项y的一个反比例函数,或是前项和后项同时变化,如果他们变化率不相同,那么比值肯定会发生变化,而比值的变化率与x和y均有关系。(具体变化可参考附文)

所以当存在两个自变量时,得一个变量一个变量去分析。所以家长的思考是对的。

【附文】

  所以当后项g不变(即常数)时,g‘=0,k’仅与f的变化相关,如果f的变化只是一个正比例关系时,k的变化与f的变化相同;当后项g也是可变时,k的变化与f、g的变化都相关。

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