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数学得分高手(5)图像式思考的威力

吕宗昕(台湾大学教授)
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上一节中提到理解代数的技巧,现在来谈谈理解几何的方法。

圆是几何学中最美丽的图形,因为它完整无缺。数学上告诉我们,两圆心的连线称为连心线,而连心线的长短又可以反映出两个圆之间的关系:

(1) 若连心线长度大于两圆半径之和,代表两圆不相交。

(2) 若连心线长度等于两圆半径之和,代表两圆外切于一点。

(3) 若连心线长度大于两圆半径之差、且小于两圆半径之和,代表两圆相交。

如果只是硬记以上的文字,不但耗时费力,还会无法充分理解其中含义。这时不如在纸上画画图形,即可清楚明了前述内容。


圆1之半径为r1,圆2之半径为r2。连心线O1O2>r1+r2时,两圆不相交。


连心线O1O2=r1+r2时,两圆外切于一点。


当r1-r2<连心线O1O2<r1+r2时,两圆必相交。

只要画出这三个图形后,就能一目了然,无须再记忆复杂的文字叙述。

再以抛物线为例。数学上对抛物线的定义是:“在同一平面与特定一线及一点等距的点,所形成的图形称为抛物线。”

这又是一段不易理解的文字,让我们以图像式思考来做说明。首先画一条直线L,再取一点F,依定义可知所有抛物线上的点均与直线L及点F等距,于是得到下列的图形:


由上图可知,抛物线上的任何一点确实与直线L与点F等距。该直线L称为准线,而点F称为焦点。

利用类似的图像式思考法能有效化繁为简,帮助理解几何单元中不同的定理与公式。

摘自:《数学得分高手》商周出版社提供@

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