Задачи и рассуждения по теме «Построй прямоугольник по координатам четырёх вершин на сетке» для 3 класса
Чтобы построить прямоугольник по координатам четырёх вершин, недостаточно просто поставить четыре точки. Нужно проверить, что противоположные стороны идут по одинаковым горизонтальным и вертикальным линиям, а соседние стороны встречаются под прямым углом. На сетке это удобно делать через одинаковые x и одинаковые y.
Содержание статьи6 разделов
Подготовка 1 — как координаты показывают стороны прямоугольника
| 7 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 | |||||||||
| 5 | D | C | |||||||
| 4 | |||||||||
| 3 | |||||||||
| 2 | A | B | |||||||
| 1 | |||||||||
| 0 | |||||||||
| y/x | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
x читаем по нижней горизонтальной шкале, y — по левой вертикальной. Координаты записываем в порядке (x; y).
Разобранный пример 1. A(2; 2) и B(6; 2) имеют одинаковый y = 2, значит AB горизонтальна. Её длина по клеткам: 6 − 2 = 4.
Разобранный пример 2. B(6; 2) и C(6; 5) имеют одинаковый x = 6, значит BC вертикальна. Её длина: 5 − 2 = 3.
Разобранный пример 3. Для полного прямоугольника нужны ещё C(6; 5) и D(2; 5). Верхняя сторона CD тоже длиной 4, левая AD длиной 3. Получается прямоугольник 4 × 3 клетки.
Подготовка 2 — отдельные навыки перед центральной задачей
У концов горизонтальной стороны одинаковая y.
У концов вертикальной стороны одинаковая x.
- У точек P(1; 1) и Q(5; 1) какая координата одинакова и как направлен отрезок PQ?
- У Q(5; 1) и R(5; 4) какая координата одинакова и как направлен QR?
- Если вершины имеют x = 1 и x = 5, чему равна горизонтальная длина прямоугольника в клетках?
- Если уровни сторон y = 1 и y = 4, чему равна вертикальная длина?
- Какая четвёртая вершина дополняет P(1; 1), Q(5; 1), R(5; 4) до прямоугольника с сторонами по линиям сетки?
- Проверь набор (1; 1), (5; 1), (5; 4), (1; 4): какие две пары точек имеют одинаковый x?
Центральная задача — исследуем один прямоугольник со всех сторон
| 7 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 | D | C | |||||||
| 5 | |||||||||
| 4 | X | ||||||||
| 3 | |||||||||
| 2 | A | B | |||||||
| 1 | |||||||||
| 0 | |||||||||
| y/x | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
x читаем по нижней горизонтальной шкале, y — по левой вертикальной. Координаты записываем в порядке (x; y).
- Запиши координаты всех четырёх вершин прямоугольника ABCD по схеме.
- Найди длину AB в клетках.
- Найди длину BC в клетках.
- Сравни AB и CD. Почему их длины должны совпасть?
- Сравни BC и AD. Почему их длины должны совпасть?
- Точка X(4; 4) находится внутри прямоугольника. На сколько клеток она правее левой стороны x = 1?
- На сколько клеток X ниже верхней стороны y = 6?
- Ученик построил вместо D(1; 6) точку D(2; 6). Какая сторона перестанет быть вертикальной?
- Как исправить только одну координату ошибочной D(2; 6)?
- Объясни двумя признаками, почему исходные четыре точки образуют прямоугольник со сторонами по линиям сетки.
Перенос навыка — новые прямоугольники и одна ловушка
- Построй мысленно прямоугольник E(2; 1), F(6; 1), G(6; 5), H(2; 5). Каковы длины его сторон?
- Для вершин K(0; 2), L(3; 2), M(3; 7), N(0; 7) найди горизонтальную и вертикальную длину.
- Набор (2; 2), (6; 2), (6; 5), (3; 5) — прямоугольник со сторонами по линиям сетки? Найди нарушение.
- Набор (1; 1), (5; 1), (5; 4), (1; 4) записан в другом порядке: (5; 4), (1; 1), (1; 4), (5; 1). Меняет ли порядок перечисления сами вершины фигуры?
- Три вершины: A(3; 2), B(8; 2), C(8; 6). Найди возможную четвёртую вершину D.
- Объясни, как найти четвёртую вершину, не рисуя всю фигуру: какие x и y нужно совместить?
Альтернативная проверка и мини-контроль
- Для A(2; 3), B(7; 3), C(7; 6), D(2; 6) сначала найди стороны через разности координат.
- Проверь тот же прямоугольник другим способом: назови пары одинаковых x и одинаковых y.
- Ученик говорит, что точки (2; 3), (7; 3), (7; 6), (2; 7) «почти прямоугольник». Какая конкретная координата ломает фигуру?
- Исправь набор из предыдущего пункта изменением только одного числа.
- Мини-проверка: можно ли считать квадрат частным случаем прямоугольника в этих заданиях, если все стороны лежат по линиям сетки? Объясни для фигуры (1; 1), (4; 1), (4; 4), (1; 4).
- Сформулируй самопроверку из двух вопросов перед тем, как соединять четыре вершины.
У прямоугольника со сторонами по линиям сетки две вертикальные стороны задаются двумя значениями x, а две горизонтальные — двумя значениями y. Поэтому четыре вершины образуются как все сочетания этих двух x и двух y. Например, если x равны 2 и 6, а y равны 1 и 5, вершины должны быть (2; 1), (6; 1), (6; 5), (2; 5).
Такой взгляд помогает находить ошибку без полного рисунка: достаточно увидеть, что одно из четырёх нужных сочетаний отсутствует или заменено другим. Длины тоже проверяются просто: горизонтальная сторона равна разности двух значений x, вертикальная — разности двух значений y. В наших заданиях все длины считаются в клетках сетки.
Для прямоугольника со сторонами по линиям сетки достаточно выделить два значения x и два значения y. Четыре вершины должны представлять все четыре сочетания: (x₁; y₁), (x₂; y₁), (x₂; y₂), (x₁; y₂). Если одно сочетание заменено, например верхняя левая вершина имеет другой x, соответствующая боковая сторона перестаёт быть вертикальной и фигура уже не соответствует заданному прямоугольнику.
Длины сторон удобно вычислять не пересчётом клеток на глаз, а разностью координат. Для горизонтальной стороны y у концов одинаковы, поэтому длина равна разности x. Для вертикальной стороны x одинаковы, поэтому берём разность y. Затем сравниваем противоположные стороны: у корректного прямоугольника они получаются равными. Такой двойной контроль помогает заметить ошибку и в координатах, и в подсчёте клеток.
Если известны три последовательные вершины A, B, C, четвёртую часто можно восстановить переносом нужных координат. Для A(3; 2), B(8; 2), C(8; 6) у будущей D должна быть та же x, что у A, потому что AD вертикальна, и та же y, что у C, потому что CD горизонтальна. Значит, D(3; 6). Проверка по парам одинаковых x и y подтверждает результат.
Порядок перечисления вершин сам по себе не меняет набор точек, но влияет на то, как удобно соединять их в контур. Если четыре правильные вершины записаны вперемешку, сначала сгруппируй точки по одинаковым y для горизонтальных сторон и по одинаковым x для вертикальных. После этого можно восстановить обход вокруг фигуры без пересекающихся отрезков.
Квадрат в таких заданиях подходит под признаки прямоугольника: его стороны также могут идти по линиям сетки, противоположные стороны равны, а соседние образуют прямые углы. Разница лишь в том, что горизонтальная и вертикальная длины у квадрата тоже равны. Поэтому при проверке нельзя отвергать фигуру только из-за одинаковых длины и ширины.
Ответы и пояснения
В задачах на построение здесь рассматриваются прямоугольники со сторонами по линиям сетки. Поэтому проверка через одинаковые x и y достаточна и понятна для 3 класса.
Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.
