מספר קטעים - חלק ב - למורה
משימה
שתי נקודות במישור מגדירות קטע אחד:
שלוש נקודות במישור מגדירות שלושה קטעים:
כמה קטעים יוגדרו כשמספר הנקודות (על מישור אחד) משתנה? השלימו את הטבלה הבאה:
מספר נקודות במישור | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 10 | 20 | \(n\) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
מספר קטעים | 0 | 1 | 3 |
הסבירו את תשובתכם בדרכים שונות.
מדרגה 1
תוכלו להיעזר ביישומון המצורף.
- שנו בסרגל הגרירה את מספר הנקודות במישור.
- לחיצה על נקודה כלשהי גורמת להופעת כל הקטעים המחברים אותה לכל הנקודות הנוספות.
- צבע הקטעים היוצאים מנקודה מסויימת זהה לצבע נקודה זו.
מדרגה 2 (דרך פתרון אפשרית)
- סמנו 6 נקודות במישור. העבירו חיצים מנקודה אחת שסימנתם לכל שאר הנקודות, כמה חיצים מתקבלים?
- סמנו 8 נקודות במישור. העבירו חיצים מנקודה אחת שסימנתם לכל שאר הנקודות, כמה חיצים מתקבלים?
- אם מסמנים \(n\) נקודות במישור ומעבירים חיצים מנקודה מסויימת לכל שאר הנקודות, כמה חיצים מתקבלים?
- אם מחברים \(n\) נקודות במישור אחת לשנייה, כמה קטעים מתקבלים?
הנחיות למורה
כיתה מומלצת
- כיתה ז' או כיתה ח', לאחר פתרון המשימה מספר קטעים חלק א'.
סוג המשימה
- משימת חקר.
- מדוגמאות להכללה.
- דרכים שונות שמובילות לביטויים אלגבריים שווים.
הידע הדרוש
- בניית ביטוי אלגברי (ללא פישוט ביטויים).
- מהו קטע
מה נלמד
- מעבר מביטוי חשבוני בעל ערך מספרי לביטוי אלגברי.
- הבנת המשמעות של ביטויים אלגבריים שווים.
הדגשים ומטרות
- לפתח את היכולת של התלמיד לקשר בין חשיבה על דרך פתרון מסוימת לבין תרגיל חשבוני או ביטוי אלגברי.
- הכרות וחיזוק של גישה עצמאית לחקירה, להסקת מסקנות, להכללות.
אפיון דירוג
- הדירוג מאפשר חקירה עצמאית לתלמידים שאינם בעלי נסיון רב בעיסוק עם בעיות חקר.
- הדירוג מאפשר לפתור את השאלה בדרכים שונות.
מערך דידקטי מומלץ
- פתיחת השיעור: הצגת המשימה והנדרש בה.
- עבודה בקבוצות.
- דיון במליאה.
הצעות לפתרונות:
דרך א':
מעבירים מכל נקודה במישור חיצים לכל שאר \(n-1\) הנקודות. כך מקבלים \((n-1)n\) חיצים.
יש לשים לב שלכל קטע מתאימים 2 חיצים בכיוונים נגדיים, לכן, מספר הקטעים שווה למחצית מספר החיצים. כלומר, מספר הקטעים הוא \(\frac{(n-1)n}{2}\).
דרך ב':
מסמנים את הנקודות במישור באופן שיטתי אחת אחרי השנייה.
אחרי סימון שתי הנקודות הראשונות מקבלים קטע אחד.
הנקודה השלישית מגדירה במישור 2 קטעים נוספים (בינה לבין שתי הנקודות שסומנו קודם).
הנקודה הרביעית מגדירה 3 קטעים חדשים וכך הלאה, …
הנקודה ה-\(n\) מוסיפה \(n-1\) קטעים חדשים (בינה לבין כל אחת מ- \(n-1\) הנקודות שסומנו קודם).
לכן, סה"כ מספר הקטעים במישור הוא: \(1+2+⋯+(n-1)=\frac{(n-1)n}{2}\).