选修4-4 坐标系与参数方程《第一章 坐标系 阅读材料 笛卡尔与坐标系》优秀教案

选修4-4 坐标系与参数方程《第一章 坐标系 阅读材料 笛卡尔与坐标系》优秀教案

笛卡尔是16世纪法国伟大的哲学家、物理学家、数学家、生理学家。解析几何的创始人。笛卡儿致力于代数和几何联系起来的研究，于1637年，在创立了坐标系后，成功地创立了解析几何学。今天我给大家介绍。笛卡尔当年是如何创立坐标系的。

1620年深秋，莱茵河畔的乌尔姆小镇扎下一排军用帐篷。夜很深了，可是帐篷里的一位年轻士兵却翻来覆去怎么也睡不着，他就是后来闻名于世的数学家笛卡儿。

这天晚上，在这个陌生的地方，笛卡儿一时难以入睡，他又思考起几何与代数的结合。 　　

眼前这些星星像豆子一样，满天乱撒，如果用数学方法，怎么表示它们的位置呢？当然最好是画一张图，但这是几何的方法，再说这么纷乱的星空即使画出来，要指给人看一颗星时，还是得拿出一张图。有什么方法只用几个数字就能标清它们的位置呢？自己随军到处奔波，前几天还在多瑙河右岸，今晚又到左岸，时而在上游，时而在下游，要是给上级报告部队的位置，该怎样表示呢？……

　笛卡儿正这么躺在床上做着研究，忽然门口传来脚步声。排长查铺了，见笛卡尔又在研究着什么，于是拉起他走出帐外。排长说：“你不是整日研究，想用数学来解释自然和宇宙吗？我告诉你个妙法。”说着，排长从身后抽出了两支箭，拿在手里搭成一个“十”字。箭头一个朝上，一个朝右。他将十字举过头说：“你看，假如我们把天空的一部分看成一个平面，这个平面就分成四个部分。我这两支箭能射得无穷远，天上这么多星星，随便哪一颗，你只要向这两只箭上分别引两种垂直线，就会得出两个数字，这样这颗星星的位置就表示得一清二楚了。”

笛卡儿说：“画坐标图，古希腊人就会使用。现在最难的是那些抽象的负数，人看不见摸不着，显示不出来就不好说服人。”

排长笑道：“我说，你这么聪明，怎么这层窗纸就没有捅破。你看，将这两支箭的十字交叉处定为零，向上向右是正数，向下向左不就是负数吗？这乌尔姆镇是交叉点，多瑙河上流是正，下游是负，右岸是正，左岸是负。我们行军在镇的东西南北，不是随时就可用正负两个数字表示出来吗？” 　

笛卡儿高喊道：“这是个好主意！”

突然，他觉得重重挨了一脚，睁开眼睛一看，帐篷里已射进阳光。排长正站在他的身边喊着：“快起床，还在做什么美梦！” 笛卡儿眨了眨眼，一骨碌爬起，双手抓住排长的肩膀直摇：“您说什么？您刚才对我讲了些什么？”排长莫名其妙，又准备去催别人起床。笛卡儿却像发了疯似的从枕头下抽出一个本子和半截铅笔。他先画了一条竖线，标明为y；又画了一条横线，标明为x。在这两条轴上又标出许多正、负数。 　

这一场梦便成了笛卡尔数学研究中最闪亮的转折点，于是由此发明了“平面直角坐标系”。

大梦醒来的笛卡尔茅塞顿开，一种新的思想初露端倪：在互相垂直的两条直线下，一个点可以用到这两条直线的距离，也就是两个数来表示，这个点的位置就被确定了。用数形结合的方式将代数与几何的桥梁联起来了。这就是解析几何学诞生的曙光，沿着这条思路前进，在众多数学家的努力下数学的历史发生了重要的转折，建立了解析几何学。

教学后记：通过这个故事，同学们有何感想。