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教学设计
案例名称 元素替换法——行列式按行(列)展开推论 学科 数学 课程 线性代数 适用对象 本二、理工类 课时 20分钟 主讲
教师 孙 岚 学校 淮海工学院 一、教材内容、教学背景分析 1、教材:十二五”高等院校公共数学规划教材,南京大学出版社出版、董晓波主编《线性代数》。
2、教学背景:本课题是行列式按行(列)展开的应用。教材以定理证明的方式给出结论,较为抽象,学生难以掌握。 二、教学目标 1、熟练掌握行列式某行(列)元素代数余子式的代数和的简便求法;
2、熟练掌握行列式按行(列)展开的推论。 三、学习者特征分析 本课题是学习行列式按行(列)展开这一节的难点,学生在学习把握时困难较大,往往觉得抽象,不容易理解,特别是在求解行列式某行(列)元素代数余子式代数和时,不能自觉使用“元素替换法”进行简便计算。 四、教学方法选择与设计 采用启发式教学法,在定理(推论)给出之前,通过一个具体的例子降低难度、增加直观效果,让学生在原有知识知识的基础上自主探索、自主发现。 五、教学环境及资源准备 1.教学环境:多媒体教室
2.教学资源:PPT演示课件 六、教学过程 教学过程 设计意图 导入
行列式按行(列)展开定理
——按第行展开
或——按第列展开 承上启下 2.入境
(1)观察有何异同。
两个行列式第三行元素不同,但是第三行对应元素具有相同的代数余子式。
(2)将两个行列式都按照第3行展开
=
(3)反过来看
————第三行元素的代数余子式的代数和“合并”成一个行列式
例如:,可以通过一个行列式来计算第三行元素代数余子式的代数和,而不需要分别计算,达到简便计算的效果。方法是:用-2、-3、4替换原行列式()中的第三行元素。
又如
(代数余子式在第二行,用-2、-3、4替换原行列式中的第二行元素)
再如 ,,代数余子式在第一列,可以用-2、-3、4替换原行列式中的第一列元素直接计算,而无需分别求出代数余子式。 这个环节至关重要,利用两个具体的行列式,通过观察比较、再用行列式按行(列)展开的法则展开,可以使学生自己发现,总结结论。 3.入情
特别地,对于行列式,=?,根据上面的分析我们得知,也就是说第二行元素与第三行对应元素的代数余子式乘积之和为0.
让学生在应用的过程中得到行列式按行(列)展开的推论。 4.入理
行列式按行(列)展开的推论:
行列式任一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式乘积之和等于零,即
或
证:
同理, 有了步骤2、步骤3做铺垫,再给出推论的具体形式,进行严格证明,学生掌握起来更轻松一些。 5、练习
设中元的余子式和代数余子式分别为和,求:
(1)——第三列元素与第一列对应元素的代数余子式乘积之和——等于0(推论)
(3)——代数余子式在第二行,用4、-2、3替换第二行元素(替换法求解)
(4)——转换成代数余子式,替换计算
(5)——代数余子式不在一行,也不在一列,只能分别计算 这个例题涵盖了行列式按行(列)展开所有内容,具有典型性,通过一个例子来应用不同的知识点。 七、教学总结 通过对教学难点的处理,降低了学习难度,让学生在应用已有知识的过程中自觉发现,教学效果较好。除了掌握按行(列)展开的定理与推论以外,我们得到了更为重要的计算方法,那就是行列式中某行(列)元素代数余子式的代数和的简便求法——元素替换法。
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