看到學生考試表現,隨便可以寫幾個 post 以作賽後檢討。以下是中三數學其中一題的其中一部份:
圖中長度分別為 6 cm, cm 及 12 cm 的線段彼此平行,求
值。
原本希望學生用(課程定義的那個)intercept theorem 呀,再用 mid-point theorem 呀去處理,但某班學生二話不說,立即寫:
正確。但因為沒有給 reasoning steps,所以扣了些分。
這是課程內的基本題,沒有甚麼特別,隨便給個做法。一般地,考慮:
以 表
。只要把上圖複製,併合如下:
由平行四邊形對邊長度相等,知
即
高中同學,你們看到 是一個等差數列(arithmetic sequence)嗎?可是不少中三學生,卻誤以為它是等比數列(geometric sequence),以致在試卷上錯誤地寫上
當然,中三同學應該不熟識等比數列。得出上式,我估或許是受「相似性」影響,比如以為好像相似三角形般,「對應邊」成比例之類。另一個常犯錯誤是誤用 mid-point theorem,認為 12 cm 的那段是「底邊」,因而錯誤地得出
這反映學生對定理掌握得不透徹,只依稀記得 mid-point theorem 是談「某邊是底邊之半」,卻不記得定理的前提:「首先,你要有個…三角形…」
這樣才有
把問題一般化一些,比如考慮下圖:
求 的值。
其實,不難看出 是等差數列。參考下圖
留意那些紫色三角形,它們底邊,皆與原先大四邊形的底邊平行。易知那四個三角形彼此全等(congruent)。
設最左的三角形鄰邊長度為 cm(見圖),那麼,其他紫色三角的鄰邊皆為
cm,所以
可見 是等差數列,且由上式,知
代之入前三式,得
同學,看到上面三個答案的模式沒有?
更一般地,不只考慮等分,而是把四邊形最上的線段,分兩段其長度比例為 ,見下
求 值。答案就是
這正是上面談的「模式」。初中同學,這式子有沒有熟識的感覺?它像分點公式(section formula)嗎?
考慮長度為 的線段皆垂直於 x-軸,則
的 y-坐標分別為
。
若 ,由分點公式,立即知
一般地,長度為 的線段不一定垂直於 x-軸,如下圖所示:
但仍可利用分點公式,得
故
(想一想投影吧。)
其實,分點公式不過是考慮相似三角形對應邊成比例而來,所以,要求 值,考慮相似三角便可:
初中同學,試試看。
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