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【数学思考】小题大做:长宽高的变化如何引起表面积和体积的变化

 昵称83478162 2025-05-06 发布于上海

棱长的变化引起正方体的相关变化,也是五下常有的题型之一,也是易错知识点。

例如,正方体的棱长增加到原来的2倍,它的体积发生了什么变化?

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一般情况下,学生想到的是举例验证的方法。假设原来的棱长为1,体积也为1;现在的棱长为2,体积为8。所以现在的体积就是原来的8倍。

如果就题论题,到这里就结束了。显然,可以把这个题目扩充一下,引导学生思考,如果棱长扩大到原来的2倍,除了体积发生变化,表面积和棱长总和会发生怎样的变化呢?

方体的棱长扩大到原来的2倍,棱长总和就变为原来的(   )倍,表面积就变为原来的(    )倍,体积就变为原来的(     )倍。

还是可以利用刚才的方法,也能快速得出结论。

有规律吗?如果把2倍改为3倍呢?也能够得出结论。再多举几个例子,猜想一下。

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学生容易发现,棱长总和的变化和棱长的变化一样,表面积的变化和体积的变化和棱长的变化也有关系。

那我们就去思考一般的情况,如果正方体的棱长扩大到原来的n倍,那么棱长总和就变为原来的n倍,表面积就变为原来的n2倍,体积就变为原来的n3倍。

除了刚才的不完全归纳得出这样的结论。我们还可以利用已有的公式去推理得出结论。

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显然,由于棱长总和本质是一维的长度,表面积是6个面积之和,每个面的面积(二维的面积)都和长宽两个维度的乘积有关。体积是三维的乘积(和长宽高都有关系)。所以,当棱长变为原来的n倍后,其棱长总和、表面积和体积就会发生上面的变化。

从数字到符号,从特殊到一般,从归纳推理到演绎推理,从感性到理性,逐步理解规律的本质,学生的抽象概括能力和符号意识得到培养。

那如果是长方体呢?如果长方体的长、宽、高都变为原来的2倍,其棱长总和、表面积、体积也会有这样的规律吗?

通过举例验证,和刚才的结论是一样的。并且可以模仿着写出下面的结论。

如果长方体的长、宽、高都扩大到原来的n倍,那么棱长总和就变为原来的n倍,表面积就变为原来的n2倍,体积就变为原来的n3倍。

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此时,就可以模仿着进行演绎推理,验证了刚才的结论。这里借助表格,研究了长方体(正方体)表面积、体积的变化规律,不但得出了最一般的结论,更为重要的经历了数学探究从猜想到验证的一般过程,还利用了不同的推理方式明白了其中的道理。

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