1. 可先讓學生自行思考向量幾何的證明過程
由於此處證明的發想不難,可盡量讓學生自行思考,使其在體驗到坐標幾何 較繁複的計算後,更加體驗向量語言的精簡。證明之前,教學者的責任在於提醒 向量證明的常用手法──內積為零、拆解成同始點向量;利用向量減法將向量拆解 成同始點向量的手法,可在複習中點定理證明時特意強調,使證明流程更順。
2. 向量幾何證明發想的過程
引導學生證明時,與漫畫順序不盡相同,證明發想過程如下:已知條件為
=0
⋅CB
AH 、BH ⋅ CA = 0 ,欲證明 CH ⋅ AB = 0。以簡單減法拆解,將所有向量 拆解為同始點向量的線性組合,則已知條件拆為AH ⋅CB =(CH −CA)⋅CB =0、
0 )
( − ⋅ =
=
⋅CA CH CB CA
BH ,命題則拆為 CH ⋅AB =CH ⋅(CB−CA),將其展開稍 加對應即可得 CH ⋅AB =CH ⋅(CB−CA)=0。以此發想過程與歐氏幾何比較,說明 轉換為向量語言後,並不如歐氏幾何般需要大量巧思。
3. 以漫畫 VT.C4 的四張圖對證明作整體回顧
此處回顧重點在重現以向量語言證明的精簡。漫畫VT.C4.1 將三角形放入向量 的世界,拉出兩高交點及頂點決定的三向量後,漫畫VT.C4.2 將已知條件以內積轉 換成精簡的向量語言,漫畫VT.C4.3 則進行拆解,接著漫畫 VT.C4.4 將原命題也以
向量語言寫出後,即完成證明。不同於坐標幾何,向量幾何的證明簡單俐落,過 程可全寫在四張圖中。
4. 反思向量處理幾何時至精至簡的關鍵:拆解與內積
引導學生反思向量處理幾何時至精至簡的關鍵在於拆解與內積。拆解成線性 組合使有向線段可輕易自由變換,內積則使得幾何性質可以運算,是向量幾何中 同時處理長度及方向的重要工具。兩相搭配,使所關心的幾何性質僅透過簡單運 算就能有深入了解。
5. 說明向量引入的不自然如同坐標平面的引入
有些學生對忽然出現的向量感到不自在,教學者可利用學生較熟悉的坐標平 面進行類比:三角形本來沒有坐標,坐標是人引入的,但它使人更容易了解三角 形;如同三角形本來沒有向量,但引入向量後能夠更了解三角形。在現行制度下,
學生花非常多時間熟悉坐標平面,故容易忘記自身已在用不同層次的手段處理幾 何,也容易忘記坐標平面起初的不自然,以此提醒學生,剛學習向量幾何會覺得 不自在很正常,但向量幾何的威力大於不自在感。
6. 並排漫畫 VT.A、VT.B、VT.C 回顧整體故事
體驗旅程最後,並排漫畫VT.A、VT.B、VT.C,排出「歐氏幾何坐標幾何
向量幾何」的大架構,總結不同幾何的處理態度及層次──歐氏幾何的巧思,坐標 幾何的一板一眼,向量幾何的至精至簡,為數學III 向量與坐標幾何的內容作整體 總結。
■ 漫畫 VT.C
1誰說太多! 2嗨,我是大漢! 3在此鄭重介紹~~向˙量!
4
5為什麼忽然有箭頭?
不也忽然抽出兩把劍?
6拆拆拆,內積!
7有向量,
世界不一樣。