我國數學家陳省身先生曾說過:“數學是一門演繹的學問,從一組公設,經過邏輯的推理,獲得結論。”數學老師也一直引導我們在學習數學的過程中,要會發(fā)現問題,提出問題,到分析問題,最后去解決問題。
“三角形三個內角和等于180°”,這是我們在小學階段就知道的知識。記得當時,老師將三角形卡片的三個角隨意撕開,隨后又將頂角拼湊到一起,如圖1所示,三角形的三個角竟然正好在一條直線上,我很驚訝。下課后,我又用量角器量出三角形的三個內角的度數,計算發(fā)現,三個內角度數加起來確實等于180°。懵懂的我不禁對此產生好奇,為什么呢?該如何用數學知識來證明這一現象呢?
上了初中,當我學習了平行線的性質后,再回想“三角形三個內角和等于180°”這一定理時,我想到了證明這一定理的方法。
我當時想到的方法和畢達哥拉斯的證明方法是一樣的,如圖2,過A點作BC的平行線DE,∵BC∥DE,∴∠B=∠DAB,∠C=∠EAC,∴∠BAC+∠B+∠C=∠BAC+∠DAB+∠EAC=180°,∴在任意三角形中,其內角和都為180°。
“反證法”也是常用的證明方法,了解到這一點后,我又思考能否舉出反例來推翻這一結論。如圖3,假設∠ABC+∠ACB+∠BAC≠180°。
我延長BC,得到射線BE,過點C作CD∥AB,可知,∠DCE=∠ABC,∠BAC=∠ACD,所以得到∠BCA+∠ACD+∠DCE≠180°,又因為B、C、E三點共線,所以與假設矛盾,假設不成立。
數學結論的證明都需要一步步地探索,探索的過程充滿了驚喜與浪漫。在上述推理探究的過程中,我總結了三條證明思路:
(1)分析法:從結論逆推到條件(即“執(zhí)果索因法”,如拼圖、量角證明)。
(2)綜合法:從條件推得結論(即“由因導果法”,如圖2的證明)。
(3)反證法:假設結論不成立,由此推導出與已知條件或公理、定理相違背的結論,從而證明假設不成立(如圖3的證明)
在數學學習中,我們不妨主動提出自己的疑惑,積極和老師、同學互動交流,運用各種方法,層層遞進,來探求一個真命題的成立。我相信,你也一定會感受到證明的“浪漫”和獨一無二的成就感。
教師點評
“證明”確實是一件很浪漫的事,小作者從小學遇見的問題入手,利用初中學習所得,再次去分析問題,解決問題,切身感受到了數學的證明之美,推理之趣,同時利用自己的收獲,總結出對證明的認知,也提供了證明的多種途徑,相信會對同學們有所啟發(fā),有所幫助。
(指導教師:楊石波)