类比诞生出“SSA”三角形判定定理

类比诞生出“SSA”三角形判定定理

严俊明福建省龙海市机关干校

【摘要】本文阐述了笔者在数学思想的指导下发现“‘SSA’也可以作为三角形判定定理”的过程,并提出了“数学思想”的获得依赖于老师的指导和学生自己的参悟,并对数学思想在教学中的作用做了初步的探讨。

【关键词】数学思想SSA三角形全等的判定定理

【中图分类号】G632【文献标识码】A

【文章编号】1674-4810(2010)07-0120-02

在目前的数学教学中,大多数学生对数学学习普遍感到困难。因此,当前新课程改革的浪潮中涌现出许许多多的弄潮儿,他们勇于探索、实践,并总结出不少经验,但也存在着不少貌似活跃,实则无助于启发引导学生领会数学思想的现象。其实,数学与其他学科一样,在其发展过程中,形成了一套行之有效的思想体系,笔者认为最根本的问题是抓住数学的灵魂——数学思想。为此,笔者就数学思想在教学中的体会谈几点自己的看法。

一教学中应充分重视数学思想的教学

数学思想也就是数学的基本观点,是对数学概念、数学方法、数学发现的本质的认识。从某种意义上来说,数学思想是隐性的,而数学方法是显性的。我国古代教育家孔子提出的“举一反三”,其所蕴含的思想就像数学思想中的归纳思想或类比思想。而我们俗话常说“只可意会,不可言传”中的只可意会的“信息”或不可意会的“信息”就像是数学思想中的隐性的特征。

数学思想还有另外一个重要的特征是连续性。连续性不仅存在于学生学习过程中的过去、现在和将来,甚至会伴随人的一生,促成人们形成意识,融入血液,铸入灵魂。

数学基础知识、基本思想和基本方法是数学能力的根本,掌握基本知识、领会数学思想、运用基本方法是培养数学能力的必要手段和途径。然而数学思想则必须充分发挥教师的启发诱导和学生的积极归纳、类比而共同完成。

而对于“数学思想的领会则必须经教师启发诱导和学生自己的类比、归纳共同完成”这一观点,不仅得到了许多世界著名科学家的赞同,也验证了宋代教育家朱熹的教育观点。数学家、天文学家开普勒曾说过:“我珍惜类比胜过任何别的东西,它是我最信赖的老师,它能揭示自然界的秘密,在几何学中它是最不容易忽视的。”大数学家拉普拉斯也指出:“甚至在数学里,发现真理的主要工具是归纳和类比。”宋代教育家朱熹也说过:“读书是自家读书,为学是自家为学,不干别人一线事,别人助自家不得。”当然,朱熹也认为教师是一个引路人,“指引者,师之功也。”这也阐述了启发诱导应该是教师的职责和功绩,而类比、归纳应该是学生自己主动积极来参悟。

二类比诞生出“SSA”三角形判定定理

首先,谈一谈“哈密尔顿发现四元数”对我的启示。哈密尔顿是如何发现四元数的呢?在1830年左右,复数理论已经建立,并有了它的直观形式二维复平面。人们追求着建立三维复数,哈密尔顿也从事这一研究。他善于利用类比思想。他想,一个复数可以表示二维空间的向量,那么为了表示空间(三维的)中的向量就应有“三维复数”,但是用机械的类比方法他失败了,因为这样定义的新数不具有实数复数的基本性质,而扩张数域必须具备这个条件。于是他试探着削弱要求的条件:一方面使新数包含四个分量,另一方面,他牺牲了乘法交换律,结果他获得了成功。这是数学思想发挥作用的有力事例,它对我的启示非常大。

其次,谈一谈我是怎样发现“‘SSA’也可以作为三角形判定定理”的。我们都知道三角形的判定定理共有五种,其中四种是对于一般三角形而言的,而“HL”是对直角三角形而言的。前四种都含有三个条件,而“HL”实际上也蕴涵着三个条件,其中直角是一个隐性的条件,实际上,“HL”就是“SSA”的一种特殊情况,也就是当∠A=90°时的特例。

定理:如果有两边和其中不是较小的边所对的角也相等,那么这两个三角形全等。

我在教学过程中发现三角形全等的判定定理应该补充“SSA”,使得数学更能体现出其美的真谛。虽然对于一般的三角形而言,“SSA”是不成立的,但是,如果附加一些条件,它就可以成为一个判定定理。因此,我再次建议今后的编书者把它也作为一个判定定理编进书中。理由有三点:

1.附加条件,它就可以成立

SSA:如果有两边和其中不是较小的边所对的角也相等,那么这两个三角形全等。

已知:在△ABC和△A′B′C′中,AB=A′B′,AC=A′C′,AB≥AC,∠C=∠C′。

求证:△ABC≌△A′B′C′

证明:(1)若AB=AC(见图1),则△ABC和△A′B′C′都是等腰三角形,因此,由“AAS”可得命题成立。

图1

(2)若AB>AC,且若∠C<90°(见图2),分别作辅助线AD⊥BC,A′D′⊥B′C′,点D和点D′分别为垂足,则由“HL”可证得Rt△ACD≌Rt△A′C′D′,因此,AD=A′D′,又因AB=A′B′,再根据“HL”,所以Rt△ABD≌Rt△A′B′D′,因此,∠B=∠B′,再由“AAS”可得命题成立。

图2

(3)若AB>AC,且若∠C>90°(见图3),分别作辅助线AD⊥BC,A′D′⊥B′C′,点D和点D′分别为垂足,则由“HL”可证得Rt△ACD≌Rt△A′C′D′,因此,AD=A′D′,又因AB=A′B′,再根据“HL”,所以Rt△ABD≌Rt△A′B′D′,因此,∠B=∠B′,再由“AAS”可得命题成立。

图3

(4)若AB>AC(见图4),若∠C=90°,则由“HL”可得命题成立。

图4

2.促使判定定理的家庭成员更加和谐

因为“ASA”和“SAS”具有对称美,所以“AAS”也应该和“SSA”具有同样的对称美。这也与古希腊数学名家亚里士多德的观点一致:“那些宣称数学科学无美可言的人是错误的,(数学)美的主要形式是有序、匀称与明确。”

3.能够培养学生思维的严密性

因为通常三角形的判定都是直接套用条件,而“SSA”则需要分析条件,这样有助于学生养成严密的思维品质,况且“HL”判定定理是它的一个特例,学生也容易理解。总之,纵观数学的发展史,大多数都是以特例推广到一般,把研究的范围不断地扩大,我们若能把“HL”归入“SSA”的范围之中,更能体现数学的发展规律。因为整个“全等”也是“相似”的一种特例,“相似”也可以说是“全等”的推广。

参考文献

[1]吴炯圻、林培榕.数学思想方法[M].厦门:厦门大学出版社,2001.6

[2]杨庆余、俞耀明、孔企平.现代数学思想方法[M].贵阳:贵州人民出版社,1997.3

[3]严俊明.“SSA”也可以作为三角形判定定理[M].中华教师论文选萃.北京:中央民族大学出版社,2004.9:8~9

[4]夏欣.中小学数学教育该怎样引导——采访著名数学家中科院院士杨乐[J].班主任,2004(5):12~13

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