戴回娟
數(shù)學(xué)很美,幾何圖形有對稱美,代數(shù)式子有簡潔美;數(shù)學(xué)有情,數(shù)學(xué)與人類相伴相依,解決現(xiàn)實(shí)問題,為科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)生活服務(wù)。數(shù)學(xué)又是最講理的。數(shù)學(xué)中有許多規(guī)定、結(jié)論,為什么這樣規(guī)定?這些結(jié)論正確嗎?這就需要我們多問幾個“為什么”,多講講道理。
最近,同學(xué)們在學(xué)習(xí)“平面圖形的認(rèn)識(一)”,許多幾何結(jié)論不僅需要我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、去提出、去判斷,還需要我們知道為什么,更需要我們用一定的方式說出來、寫出來。
如教材的第149頁:如圖1,因?yàn)锽是線段AC的中點(diǎn),所以AB=BC=1/2AC或AC=2AB=2BC。
再如教材的第156頁:如圖2,因?yàn)镺C是∠AOB的平分線,所以∠AOC=∠BOC=1/2∠AOB,或∠AOB=2∠AOC=2∠BOC。
這里的“因?yàn)椤浴本褪且环N說理方式。這是我們第一次用這種方式表達(dá)。我們不僅要知道結(jié)論是什么、為什么,還要學(xué)會用規(guī)范的數(shù)學(xué)語言表達(dá)。在幾何學(xué)習(xí)初期,我們除了要規(guī)范表達(dá)外,還要交代得到結(jié)論的依據(jù)。
如教材第161頁練習(xí)3:如圖3,直線CD經(jīng)過點(diǎn)O,OC平分∠AOB?!螦OD與∠BOD有怎樣的大小關(guān)系?為什么?
解:∠AOD=∠BOD。
理由如下:
因?yàn)镃、O、D在一條直線上(已知),
所以∠AOD+∠AOC=180°(平角的概念),
∠BOD+∠BOC=180°(理由同上);
因?yàn)镺C平分∠AOB(已知),
所以∠AOC=∠BOC(角平分線的概念),
所以∠AOD=∠BOD(等角的補(bǔ)角相等)。
這里,將得到結(jié)論的依據(jù)在結(jié)論后面用括號形式注明。
我們知道,幾何研究最講究邏輯,要探究因果關(guān)系,得出的每一個結(jié)論都應(yīng)該有理由、有依據(jù)。因此,同學(xué)們在幾何學(xué)習(xí)中應(yīng)該養(yǎng)成言必有據(jù)的習(xí)慣,并用一定的格式把過程和依據(jù)表達(dá)出來。在我們初學(xué)幾何階段,“因?yàn)椤浴笔怯弥形谋硎荆S著學(xué)習(xí)的深入,我們還可以用數(shù)學(xué)符號來表示。
其實(shí),數(shù)學(xué)的“講理”,在小學(xué)數(shù)學(xué)、初中代數(shù)學(xué)習(xí)中就有所體現(xiàn)了。
在小學(xué),我們學(xué)習(xí)了圓的面積公式S=πR2。這個公式是天生的嗎?不是,也是有道理的。
如圖4-①,我們把圓等分成若干個扇形,沿這些扇形的半徑將圓剪開,重新拼接后得到如圖4-②所示的圖形。當(dāng)分成的扇形個數(shù)足夠多時,所拼得的圖形接近長方形,其高為半徑R,長為圓周長的一半πR,于是,圓的面積接近長方形面積R×πR,即πR2。這里用到了極限的觀念和轉(zhuǎn)化的方法,初步解釋了圓的面積公式的由來。
進(jìn)入初中后,我們學(xué)習(xí)了代數(shù)中的有理數(shù)、整式的運(yùn)算。大家有沒有發(fā)現(xiàn),其實(shí)代數(shù)也是需要講道理的。
比女口計(jì)算:(3m-2n)(-3m-2n)。原式=(-2n)2-(3m)2=4n2-9m2。
為什么可以這樣計(jì)算?為什么得到這樣的結(jié)果呢?
我們研究了平方差公式,并用代數(shù)計(jì)算和圖形拼接的方法說明了公式的正確性?,F(xiàn)在,將代數(shù)式(3m-2n)(-3m-2n)與平方差公式(a+b)(a-b)=a2-b2對比發(fā)現(xiàn):二者之間有相似之處,但也有不同之處。通過變形,能看出:代數(shù)式的形式符合公式特征,故變形為(-2n)2-(3m)2。由此可知:代數(shù)的每一步運(yùn)算都是有根據(jù)的。這個過程就是“講理”,只是沒有像幾何那樣,用“因?yàn)椤浴边@種格式表示罷了。
講“理”,不僅應(yīng)該成為我們數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)必須養(yǎng)成的習(xí)慣,更應(yīng)該成為一種必備的品質(zhì),一種數(shù)學(xué)的精神——理性精神!