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學習・解釋・訂正

求線段AB上最接近P的點;說明為何無限制射影不足夠。

先理解概念,獨立嘗試,再解釋想法如何改變。

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高一必修 第二册(A版).pdf · 6.2 · PDF 14 / 印刷頁 7

先重溫:坐標、基底與分點

專題 01

數量積與受限投影

連結有向投影、夾角及距離平方,分辨直線投影與線段最近點。

學完之後,你能解釋

  • 解釋數量積的符號。
  • 正確展開向量模的平方。
  • 解釋夾角或最小點前,檢查零向量及線段端點。

試一試,把思路寫下來。

每次只看一個提示。訂正時記錄想法如何改變,不只抄下答案。

例題 1–3:先讀完整示範;由已完成的首步接續推理;再獨立選方法,完成後才展開解答。其餘練習可於課後繼續。

01 / 遷移#獨立練習

求線段AB上最接近P的點;說明為何無限制射影不足夠。

A=(0,0),B=(2,0),P=(3,4)A=(0,0),B=(2,0),P=(3,4)
考點與先備課節

範圍:JM02

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先射影到整條直線。
提示 2
再加上線段參數區間。
完整解答
  1. 直線射影的x=3,不在[0,2]。

    ∣(x,0)−P∣2=(x−3)2+16|(x,0)-P|^2=(x-3)^2+16
  2. 在[0,2]平方項遞減,因此最近點為端點。

    Q=B=(2,0), PQ=17Q=B=(2,0),\ PQ=\sqrt{17}

B最近;距離√17。

檢查與易錯點:垂足在線段外時,不是可行最小點。

推理清單・自評/教師評核
  • B最近;距離√17。
  • 垂足在線段外時,不是可行最小點。

先思考,待同學準備好再展開提示。

專注一道題目

教師備課與評核

40 分鐘教案

分鐘環節教師及學生任務
5預測與診斷比較正功、零功及負功。
8概念推導由餘向量數量積為零推導投影。
10引導應用計算並分辨投影係數與長度。
12遷移與解釋解線段最近點及包含端點的圓軌跡。
5離堂證據解釋零向量夾角例外。

提問順序

  • 距離非負,功為何可以是負?
  • 垂足是否總在線段上?

板書發展

  • 把係數t、有向投影長t|u|及向量tu分三欄。
  • 畫線段外垂足,標明可行參數範圍。

預期正誤回答

  • 學生求t時除以|u|而非|u|²;請他寫tu並檢查餘向量數量積。
  • 正確作答:「係數是1.5,但有向投影長度是3。」
  • 錯誤作答:「投影係數與投影長度總相同。」

追問

  • 只改變u長度而不改方向,t及tu各如何改變?

補救

  • 把(3,4)投影到(2,0),標係數1.5、投影長3及向量(3,0)。

離堂檢核

  • 列出把數量積商解釋為餘弦前所需的兩個非零條件。

評核清單與作答示例

  • 分別評核展開式、可行參數範圍及幾何解釋。示例:t=3/2不在[0,1],故線段最近點在t=1。
    正確作答:「係數是1.5,但有向投影長度是3。」

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