数学七上 · 综合与实践 实践3制作尽可能大的无盖盒子 教材 193–194 页

制作一个尽可能大的无盖长方体形盒子

用字母表示容积 · 找最大值 | 北师大版数学 · 七年级上册 · 综合与实践(三)

这一页学完,你应该能做到

会把「剪去边长 x 的小正方形再折起来」这件事写成一个式子 V = x(20 − 2x)²; 会用列表 + 折线图找最大值;并且知道一件要紧事—— 表格里最大的那一个,不一定是真正的最大。

先听丁老师说两句

这一页要你做一件手工活,但真正练的是把一件事翻译成式子。 翻译对了,剩下的就是算;翻译错了,算得再快也没用。所以第一步慢一点: 剪掉的那个 x,到底影响了盒子的哪几个尺寸?

先猜一下

一张边长 20 cm 的正方形纸,四个角各剪去一个边长 x cm 的小正方形, 再把四边折起来,做成一个无盖的长方体盒子。x 在 1 到 10 里取整数, 哪个 x 做出来的盒子最能装?

一先翻译

剪去 x,盒子变成什么样

拖动下面的滑块,一边看纸上剪掉了多少,一边看折起来的盒子长什么样。 重点盯住一件事:底面的那条边,被 x 吃掉了几次?

动手 · 剪一剪、折一折
3.0 cm
盒子的高 = x(折起来的那一条就是剪口的边长)
盒子的底面是正方形,边长 = 20 − 2x(一条边的两头各剪掉一个 x)
所以 V = x(20 − 2x)²,其中 0 < x < 10

最常见的两处写错:底面边长写成 20 − x(只减了一头); 容积写成 (20 − 2x)³(把高也当成了底面边长)。上面的图里,一条边上有两个剪口,数一数就不会错。

二找最大

列表、画图、找最高点

式子有了,接下来就是挨个代进去算。先按 1 cm 一档算,再把档变细——注意看最高点会不会挪位置。

动手 · 把间隔一档一档变细
三找规律

换一张纸,最佳剪法有规律吗

20 cm 的纸剪 3.3 cm 最好。那 12 cm 的纸呢?30 cm 的呢? 把几张不同大小的纸都扫一遍,看看最佳的 x 和纸的边长 a 之间藏着什么关系。

动手 · 换纸,收集最佳 x

这一页真正学到的三件事

  1. 先翻译,再计算。一条边的两头各剪一个 x,所以是 20 − 2x,不是 20 − x。 翻译这一步错了,后面全白算。
  2. 列表找出来的「最大」,只是那一档间隔下的最大。 1 cm 一档说是 3,0.5 cm 一档说是 3.5,0.1 cm 一档说是 3.3——间隔越细,答案越准。 要说「这就是最大值」,得先说清楚是按多细的间隔找的。
  3. 多试几张纸,规律就出来了。最佳的 x 总是纸边长的六分之一。 一个具体的答案只管一道题,一条规律管一整类题——这正是第三章「用字母表示数」的用处。
四小测

做七道题