| Министерство образования и науки Хабаровского края Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Комсомольский – на - Амуре строительный колледж» |
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАБОТА | Тема занятия: Действия над комплексными числами г. Комсомольск-на-Амуре 2020 г. |
Обсуждено на заседании предметно-цикловой комиссии, протокол № 1 от 15.09.2020 г.
Методическая разработка занятия по учебной дисциплине «Математика»
Тема: «Действия над комплексными числами»
Разработчик: Третьяк Светлана Анатольевна, преподаватель КГБ ПОУ КСК
Данная методическая разработка помогает формировать навыки выполнения алгебраических действий над комплексными числами, навыки самостоятельной работы и работы в мини-группах.
Материалы методической разработки занятия по учебной дисциплине «Математика» предназначены для педагогических работников.
КГБ ПОУ КСК
г. Комсомольск-на-Амуре
пр. Ленина, д.20
8 (4217) 54-43-40
Пояснительная записка
Для жизни в современном информационном обществе важным является формирование математического стиля мышления, проявляющегося в умении применять индукцию и дедукцию, обобщение и конкретизацию, анализ и синтез, классификацию и систематизацию, абстрагирование и аналогию. Для того чтобы уверенно чувствовать себя в современном мире, человек должен уметь проанализировать возникающую проблему, учесть все её аспекты и сделать правильный выбор. Занятия математикой не столько самоцель, сколько средство к углублённому изучению теории и вместе с тем средство развития мышления, путь к осознанию окружающей действительности, тропинка к пониманию мира.
Без современной математики с ее развитым логическим и вычислительным аппаратом был бы невозможен прогресс в различных областях человеческой деятельности. Принципиально область применения математического метода не ограничена: все виды движения материи могут изучаться математически. «Тот, кто хочет решить вопросы естественных наук без помощи математики, ставит неразрешимую задачу. Следует измерять то, что измеримо, и делать измеримым то, что таковым не является», - утверждал выдающийся итальянский физик и астроном, один из основоположников естествознания Галилео Галилей.
В современных условиях действующий ФГОС предусматривает формирование компетенций обучающихся в области использования информационно-коммуникационных технологий, учебно-исследовательской и проектной деятельности. В контексте реализации положений ФГОС стратегическое значение приобретает умение обучающихся самостоятельно добывать знания, а не получать их непосредственно от преподавателя.
Технологическая карта занятия
Задача: формирование представлений о математике как части обще- человеческой культуры, универсальном языке науки, позволяющем описывать и изучать реальные процессы и явления
Цели занятия:
1. Сформировать навыки выполнения алгебраических действий над комплексными числами.
2. Развитие умения самостоятельной работы и работы в мини-группах.
3. Формировать чувство личной ответственности за достижение положительных результатов при самостоятельной работе и в группе.
МТО: компьютер, мультимедийный проектор, слайдовое сопровождение, контрольный лист занятия, рабочие тетради, вопросы с заданиями.
Вид занятия: практическая работа
Форма: групповая работа
Для кого предназначено занятие: педагогическим работникам
Ход занятия.
1 | Мотивационная часть | Мы же попытаемся снять дух мистики, привнесенный Лейбницем, да и другими математиками, в математическую науку. |
2 | Постановка целей занятия | Сегодня на занятии мы с Вами продолжим знакомство с комплексными числами. Как писал немецкий математик, физик и философ Готфрид Вильгельм Лейбниц: «Комплексное число – это тонкое и поразительное средство божественного духа, почти амфибия между бытием и небытием». |
1) актуализировать, обобщить и систематизировать знания, умения и навыки о комплексных числах, полученные на прошлом занятии; 2) формировать навыки выполнения алгебраических действий над комплексными числами. |
3 | Мотивационная часть. | Перед Вами лежит контрольный лист, который Вам необходимо будет заполнять в ходе выполнения практических заданий. В конце мы подведем итог вашей работе. |
Контрольный лист Фамилия, имя студента __________________________Группа _________________ Карточка _____ | Задания | Ответы | Сумма баллов | 1. | Задание «Да – Нет» | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | | | | | | | 2. | Название чисел | | | 3. | Имя ученого | | | 4. | Год открытия | | | | | | 5. | Термин (кроссворд) | | | | | | | | | | | | Итого: | | |
| Прежде чем приступать к изучению чего-то нового, освежим уже известные нам факты о комплексных числах. И сделаем мы это при помощи задания, оно расположено перед Вами. На карточке написано пять высказываний о комплексных числах. Ваша задача – определить истинное оно или ложное. Если вы согласны с высказыванием, в соответствующей таблице в контрольном листе напротив номера высказыванием записываете слово «ДА», в противном случае – «НЕТ». На выполнение задания Вам отводится 5 минут. |
4 | Изучение нового материала | Правило каждого действия над комплексными числами выводится из определения этого действия. Определения действий над комплексными числами не вымышлены произвольно, а установлены с таким расчетом, чтобы согласовались с правилами действий над действительными числами. |
Начнем с действия «СЛОЖЕНИЕ». |
| 1.Сложение комплексных чисел | Определение. Суммой комплексных чисел и называют комплексное число . Определение соответствует правилам действий с многочленами. Рассмотрим пример: и . Решение: |
| 2.Вычитание комплексных чисел | Определение. Разностью комплексных чисел и называют комплексное число . Определение соответствует правилам действий с многочленами. Рассмотрим пример: и . Решение: |
| 3.Умножение комплексных чисел | Определение. Произведением комплексных чисел и называют комплексное число . На практике нет нужды пользоваться формулой произведения. Можно перемножить данные числа, как двучлены. Пример: и . Решение: |
| 4.Деление комплексных чисел | Для того чтобы разделить комплексное число на число необходимо числитель и знаменатель полученной дроби домножить на число, сопряженное знаменателю, . Рассмотрим данное правило на примере: и . Решение: . |
5 | Первичное закрепление | Рассмотрим ещё примеры вычислений: |
6 | Физкультминутка | На листе ватмана изображены различные цветные фигуры (квадрат, круг, ромб и.т.д.). Обучающимся во время физминутки дается задание последовательно перемещать взгляд с одной фигуры на другую (самостоятельно) или по названию фигуры (цвета) преподавателем. Упражнение выполняется сидя и стоя. |
7 | Краткая история возникновения комплексных чисел | После того как мы познакомились с правилами действий с К.Ч., давайте послушаем краткую историю возникновения комплексных чисел. Выступает студент с сообщением (Приложение 3). Остальные делают записи в тетрадях. |
8 | Практическая работа | |
| Вопрос 1. Как Дж. Кардано назвал такие величины? Для ответа на вопрос найдите сумму корней следующего квадратного уравнения: (Ответ: Чисто отрицательные). Настоящие | Чисто отрицательные | Лживые | 0 | – 1 | 1 | Ответ впишите в строку № 2 контрольного листа. |
| Вопрос 2. Какой ученый ввел данное понятие? Для ответа на вопрос выполните действие , если и . (Ответ: Р. Декарт). К. Гаусс | Дж. Кардано | Р. Декарт | | | | Ответ впишите в строку № 3 контрольного листа. |
| Вопрос 3. В каком году Л. Эйлер ввел букву для обозначения мнимой единицы? Для ответа на вопрос выполните действия. Ответы, полученные в ходе решения, и составят год открытия. (Ответ: 1777 год). 1) ; 2) ; 3) ; 4) . Ответ впишите в строку № 4 контрольного листа. |
88 | Подведение итогов работы | Вот и подходит к концу наше занятие. Подведем итоги нашей работы. | Задания | Ответы | Сумма балло в | 1. | Задание «Да – Нет» | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 5 | Да | Нет | Да | Нет | Да | 2. | Название чисел | Чисто отрицательные | 1 | 3. | Имя ученого | Р. Декарт | 1 | 4. | Год открытия | 1 | 7 | 7 | 7 | 4 | Итого: | 11 | |
| Домашнее задание. | |
| Рефлексия | Рефлексия в конце учебного занятия обучающимся предлагается устно или письменно закончить следующие предложения. Варианты: «На сегодняшнем занятии я понял, я узнал, я разобрался…»; «Особенно мне понравилось…"; «Сегодня мне удалось…»; «Я почувствовал, что…»; |
Критерии оценки за занятие
10-11 балл | отлично |
7-9 баллов | хорошо |
4-6 баллов | удовлетворительно |
Менее 4 баллов | неудовлетворительно |
Список используемой литературы
Богомолов Н.В. Практические занятия по математике. - М.: Высшая школа,2007.
Богомолов, Н.В. Сборник задач по математике: Учеб. Пособие для техникумов. М.: Дрофа, 2008.
Башмаков, М.И. Математика (базовый уровень)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Контрольный лист
Фамилия, имя студента __________________________Группа _____ Карточка _____
| Задания | Ответы | Сумма баллов |
1. | Задание «Да – Нет» | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| | | | |
2. | Название чисел | | |
3. | Имя ученого | | |
4. | Год открытия | | | | | |
Итого: | |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Карточка 1 1. Сопряженным для действительного числа является само это число. 2. Если комплексное число задано в виде , то число 2 называют мнимой частью числа . 3. Число 0 не является комплексным. 4. Число называют сопряженным числу . 5. У комплексного числа , . | Карточка 2 1. Модулем комплексного числа называют число . 2. Число, сопряженное , это само число . 3. У комплексного числа мнимая часть равна нулю. 4. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 3 и 2. 5. Число – 6 не является комплексным. | Карточка 3 1. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 11 и – 5. 2. Число является комплексным. 3. Мнимые части сопряженных чисел отличаются только знаками. 4. Модулем комплексного числа является . 5. Если является действительным, то . |
Карточка 4 1. Модулем комплексного числа является . 2. Число является комплексным. 3. Для числа сопряженным является число . 4. У комплексного числа действительная часть равна нулю. 5. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 1 и 0. | Карточка 5 1. Сопряженным для числа является само это число. 2. Число 5,7 – комплексное. 3. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны и 2. 4. Если комплексное число задано в виде , то число 7 называют мнимой частью числа . 5. Модулем комплексного числа называют число . | Карточка 6 1. Сопряженным для действительного числа является само это число. 2. Если комплексное число задано в виде , то число 2 называют мнимой частью числа . 3. Число 0 не является комплексным. 4. Число называют сопряженным числу . 5. У комплексного числа , . |
Карточка 7 1. Модулем комплексного числа называют число . 2. Число, сопряженное , это само число . 3. У комплексного числа мнимая часть равна нулю. 4. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 3 и 2. 5. Число – 6 не является комплексным. | Карточка 8 1. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 11 и – 5. 2. Число является комплексным. 3. Мнимые части сопряженных чисел отличаются только знаками. 4. Модулем комплексного числа является . 5. Если является действительным, то . | Карточка 9 1. Модулем комплексного числа является . 2. Число является комплексным. 3. Для числа сопряженным является число . 4. У комплексного числа действительная часть равна нулю. 5. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 1 и 0. |
Карточка 10 1. Сопряженным для числа является само это число. 2. Число 5,7 – комплексное. 3. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны и 2. 4. Если комплексное число задано в виде , то число 7 называют мнимой частью числа . 5. Модулем комплексного числа называют число . | Карточка 11 1. Сопряженным для действительного числа является само это число. 2. Если комплексное число задано в виде , то число 2 называют мнимой частью числа . 3. Число 0 не является комплексным. 4. Число называют сопряженным числу . 5. У комплексного числа , . | Карточка 12 1. Модулем комплексного числа называют число . 2. Число, сопряженное , это само число . 3. У комплексного числа мнимая часть равна нулю. 4. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 3 и 2. 5. Число – 6 не является комплексным. |
Карточка 13 1. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 11 и – 5. 2. Число является комплексным. 3. Мнимые части сопряженных чисел отличаются только знаками. 4. Модулем комплексного числа является . 5. Если является действительным, то . | Карточка 14 1. Модулем комплексного числа является . 2. Число является комплексным. 3. Для числа сопряженным является число . 4. У комплексного числа действительная часть равна нулю. 5. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 1 и 0. | Карточка 15 1. Сопряженным для числа является само это число. 2. Число 5,7 – комплексное. 3. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны и 2. 4. Если комплексное число задано в виде , то число 7 называют мнимой частью числа . 5. Модулем комплексного числа называют число . |
Карточка 16 1. Сопряженным для действительного числа является само это число. 2. Если комплексное число задано в виде , то число 2 называют мнимой частью числа . 3. Число 0 не является комплексным. 4. Число называют сопряженным числу . 5. У комплексного числа , . | Карточка 17 1. Модулем комплексного числа называют число . 2. Число, сопряженное , это само число . 3. У комплексного числа мнимая часть равна нулю. 4. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 3 и 2. 5. Число – 6 не является комплексным. | Карточка 18 1. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 11 и – 5. 2. Число является комплексным. 3. Мнимые части сопряженных чисел отличаются только знаками. 4. Модулем комплексного числа является . 5. Если является действительным, то . |
Карточка 19 1. Модулем комплексного числа является . 2. Число является комплексным. 3. Для числа сопряженным является число . 4. У комплексного числа действительная часть равна нулю. 5. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 1 и 0. | Карточка 20 1. Сопряженным для числа является само это число. 2. Число 5,7 – комплексное. 3. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны и 2. 4. Если комплексное число задано в виде , то число 7 называют мнимой частью числа . 5. Модулем комплексного числа называют число . | Карточка 21 1. Сопряженным для действительного числа является само это число. 2. Если комплексное число задано в виде , то число 2 называют мнимой частью числа . 3. Число 0 не является комплексным. 4. Число называют сопряженным числу . 5. У комплексного числа , . |
Карточка 22 1. Модулем комплексного числа называют число . 2. Число, сопряженное , это само число . 3. У комплексного числа мнимая часть равна нулю. 4. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 3 и 2. 5. Число – 6 не является комплексным. | Карточка 23 1. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 11 и – 5. 2. Число является комплексным. 3. Мнимые части сопряженных чисел отличаются только знаками. 4. Модулем комплексного числа является . 5. Если является действительным, то . | Карточка 24 1. Модулем комплексного числа является . 2. Число является комплексным. 3. Для числа сопряженным является число . 4. У комплексного числа действительная часть равна нулю. 5. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 1 и 0. |
Карточка 25 1. Сопряженным для числа является само это число. 2. Число 5,7 – комплексное. 3. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны и 2. 4. Если комплексное число задано в виде , то число 7 называют мнимой частью числа . 5. Модулем комплексного числа называют число . | Карточка 26 1. Сопряженным для действительного числа является само это число. 2. Если комплексное число задано в виде , то число 2 называют мнимой частью числа . 3. Число 0 не является комплексным. 4. Число называют сопряженным числу . 5. У комплексного числа , . | Карточка 27 1. Модулем комплексного числа называют число . 2. Число, сопряженное , это само число . 3. У комплексного числа мнимая часть равна нулю. 4. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 3 и 2. 5. Число – 6 не является комплексным. |
Карточка 28 1. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 11 и – 5. 2. Число является комплексным. 3. Мнимые части сопряженных чисел отличаются только знаками. 4. Модулем комплексного числа является . 5. Если является действительным, то . | Карточка 29 1. Модулем комплексного числа является . 2. Число является комплексным. 3. Для числа сопряженным является число . 4. У комплексного числа действительная часть равна нулю. 5. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны 1 и 0. | Карточка 30 1. Сопряженным для числа является само это число. 2. Число 5,7 – комплексное. 3. Действительная и мнимая части комплексного числа соответственно равны и 2. 4. Если комплексное число задано в виде , то число 7 называют мнимой частью числа . 5. Модулем комплексного числа называют число . |
Ответы:
Карточка 1, 6, 11, 16, 21, 26: Да, Да, Нет, Нет, Да.
Карточка 2, 7, 12, 17, 22, 27: Да, Да, Нет, Нет, Нет.
Карточка 3, 8, 13, 18, 23, 28: Нет, Да, Да, Нет, Да.
Карточка 5, 10, 15, 20, 25, 30: Да, Да, Да, Нет, Нет.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Примерное сообщение студента
История развития числа уходит корнями в древние времена. В VIII в. Ученые знали, что у положительного числа существует два квадратных корня: один –положительное число, другой – отрицательное, но считали, что из отрицательных чисел нельзя извлекать квадратный корень.
В XVI в. В связи с изучением решений кубических уравнений возникла необходимость извлечения квадратных корней из отрицательных чисел. В 1545 г. итальянский математик Дж. Кардано (1501-1576) опубликовал работу «Великое искусство», в которой привел формулу корней кубического уравнения, для которой понадобились числа новой природы, которые он назвал «чисто отрицательными» или «софистически отрицательными» и считал их бесполезными.
Однако, уже в 1572 г. в книге другого итальянского математика Р. Бомбелли (1530-1572) были изложены правила арифметических действий над комплексными числами в том виде, в каком они известны и нам. В те времена комплексные числа называли мнимыми. Такое название ввел в обиход Р.Декарт, а обозначать буквой i предложил в 1777 г. Л.Эйлер. В математической литературе символ i широко стал использоваться после публикации в 1831 г. работы немецкого математика К. Гаусса (1777-1855) «Теория биквадратных остатков». В этой работе Гаусс заменил название «мнимых чисел» на комплексные и окончательно закрепил для науки геометрическую интерпретацию комплексного числа как точки координатной плоскости. Позднее комплексные числа также стали изображать с помощью векторов на координатной плоскости.
Так же значительный вклад в развитие теории функций комплексной переменной внести видные отечественные математики М.В. Келдыш, М.А. Лаврентьев, Н.Н. Боголюбов и др.