中學(xué)各門課程之間的知識(shí)是相互滲透和交叉的,因此在思考某門學(xué)科問(wèn)題時(shí),可借助相關(guān)學(xué)科的知識(shí)來(lái)解決。地理這門課程綜合性是很強(qiáng)的,既包括自然地理知識(shí),也包括人文地理知識(shí)。所以在思考問(wèn)題時(shí),可運(yùn)用其它學(xué)科的知識(shí)來(lái)分析和解決地理問(wèn)題。下面就舉幾個(gè)利用數(shù)學(xué)知識(shí)分析和解決地理問(wèn)題的例子。
一、比例尺的大小問(wèn)題
比例尺等于圖上距離除以實(shí)地距離,不同的比例尺大小不同。怎樣來(lái)比較比例尺的大小呢?可以把比較的幾個(gè)對(duì)象首先都化成數(shù)字式,且圖上距離都化成數(shù)字“1”。根據(jù)數(shù)學(xué)比例的知識(shí),當(dāng)分子相同的情況下,比例尺的實(shí)際距離越大(分母越大),比例尺就越小。如:1/1000>1/10000>1/1000000。
二、地球自轉(zhuǎn)的速度問(wèn)題
要理解地球自轉(zhuǎn)的角速度和線速度的大小變化規(guī)律,可借助數(shù)學(xué)上速度的公式來(lái)理解。地球某地線速度等于該地所在的緯線圈的周長(zhǎng)除以地球自轉(zhuǎn)的周期,地球自轉(zhuǎn)的周期各處都相同(近似為24小時(shí)),而不同緯度的緯線圈的周長(zhǎng)在理想狀態(tài)下(表面沒(méi)有起伏)從赤道向兩極逐漸減小,兩極為零,由公式(v=s/t)可得:線速度的變化規(guī)律就是從赤道向兩極逐漸減小,兩極為零。同理可理解角速度的變化規(guī)律,即某地的角速度等于某地轉(zhuǎn)過(guò)一周的角度(360°)除以地球自轉(zhuǎn)的周期(近似為24小時(shí)),而這兩個(gè)量除兩極外,各處是相同的,所以角速度的變化規(guī)律是除兩極外,各處大約為360°/24時(shí)=15°/小時(shí),兩極為零。
三、時(shí)差的計(jì)算問(wèn)題
時(shí)差計(jì)算的法則是等于兩地所在時(shí)區(qū)數(shù)之差,同側(cè)減(同為東區(qū)或西區(qū)),異側(cè)加(一個(gè)東區(qū),另一個(gè)西區(qū))。為什么要同側(cè)減,異側(cè)加呢?可以借助數(shù)學(xué)上的數(shù)軸知識(shí)理解,即把中時(shí)區(qū)當(dāng)作原點(diǎn),東區(qū)的區(qū)號(hào)為正數(shù),西區(qū)的區(qū)號(hào)為負(fù)數(shù),同為東區(qū)或西區(qū)就相當(dāng)于它們同為正數(shù)或負(fù)數(shù),一個(gè)東區(qū),另一個(gè)西區(qū)就相當(dāng)于它們一個(gè)為正數(shù),另一個(gè)為負(fù)數(shù),運(yùn)用有理數(shù)的加減法原則,便可理解同側(cè)減,異側(cè)加這個(gè)計(jì)算時(shí)差的法則了。理解了這個(gè)法則,在計(jì)算時(shí)差的過(guò)程中便會(huì)減少錯(cuò)誤。
四、坡度的陡緩問(wèn)題
在同一幅等高線地形圖上,等高線越稀疏,坡度越緩;等高線越密集,坡度越陡。怎樣來(lái)理解這個(gè)問(wèn)題呢?可以把它轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)學(xué)上的三角函數(shù)問(wèn)題,即坡度的余切函數(shù)等于它所對(duì)應(yīng)的垂直高度與水平距離的比。用公式表示為tga=H/L。由于同一幅等高線地圖上,相鄰兩條等高線之間的高差(H)是相等的,所以坡度的大小與相鄰兩條等高線的水平距離(L)成反比。等高線稀疏,這個(gè)水平距離大,余切值就小,根據(jù)余切函數(shù)為增函數(shù)的數(shù)學(xué)知識(shí),所以坡度就?。ň彛?;同理等高線密集,這個(gè)水平距離小,余切值就大,坡度就大(陡)。
五、太陽(yáng)高度角的問(wèn)題
晝夜?fàn)顟B(tài)的表達(dá)可以用太陽(yáng)高度角(H)來(lái)表示,即H>0表示白天,H<0表示夜晚,H=0表示清晨或黃昏(位于地平線上)。怎樣來(lái)理解這個(gè)問(wèn)題呢?引進(jìn)數(shù)學(xué)上正、負(fù)數(shù)的含義來(lái)理解,即在白天和黑夜的分界線(地平線上)把太陽(yáng)高度的數(shù)字定為0,根據(jù)周日視運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,白天太陽(yáng)在地平線以上,太陽(yáng)高度值為正數(shù),所以H>0;夜晚太陽(yáng)在地平線以下,太陽(yáng)高度值為負(fù)數(shù),所以H<0;清晨或黃昏太陽(yáng)在地平線上,所以H=0。(如下圖1所示)
太陽(yáng)高度角表示某地某時(shí)太陽(yáng)相對(duì)于地平面的傾角,太陽(yáng)高度角越大,影長(zhǎng)就越短。如何來(lái)理解這個(gè)問(wèn)題呢?可借助于數(shù)學(xué)上的幾何知識(shí)來(lái)理解,如下圖AD和AC表示兩條太陽(yáng)入射光線,AB表示一根直立的桿,角1和角2表示這兩條入射光線與地面所成的夾角(太陽(yáng)高度角),BD和BC分別表示影長(zhǎng)。根據(jù)三角形的幾何知識(shí),角2大于角1(角2是三角形ADC的外角),影長(zhǎng)BC小于影長(zhǎng)BD。所以太陽(yáng)高度角的大小與影長(zhǎng)成反比,即太陽(yáng)高度角越大,影長(zhǎng)就越短,當(dāng)太陽(yáng)高度角達(dá)到最大,即為90°度時(shí),影長(zhǎng)變?yōu)樽疃?,即為零。(如下圖2所示)
通過(guò)以上幾個(gè)例子,可以看出某些地理問(wèn)題是可以運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)思考和理解的,而且這樣思考以后就變得更容易理解和掌握知識(shí),同時(shí)反過(guò)來(lái)也加強(qiáng)了數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用。所以在學(xué)習(xí)過(guò)程中要充利用這種思維方式來(lái)理解和解決地理問(wèn)題。
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