(一) 旅程重點
1. 佈題:試證明三角形三高交於一點 2. 呈現歐氏幾何的巧思
12 按照《九九課綱》,坐標幾何為高二上學期第二次段考範圍,但學生可能在高一或國中已接觸。
(二) 活動流程
活動 格次 活動流程
佈題 1,2,3
◎ 說明三角形三高共點的不簡單(non-trivial)性質,並指出體驗 旅程的任務為證明此性質
◎ 連結國中幾何學習的舊經驗,複習關於相似三角形的性質與 證明手法──AA 相似、SAS 相似
◎ 將證明三高共點的目標作轉換,轉換為證明兩高交點與第三 頂點的交線是三角形的第三個高
示範 證明
4
◎ 以歐氏幾何證明三角形三高交於一點
◎ 漫畫VT.A4.113:利用AA 相似指出幾組顯而易見的相似三角 形,說明 ∆ ~∆ ~∆ ~∆
◎ 漫畫VT.A4.2:聚焦 ∆ ~∆ ,得到其對應邊成比例
◎ 漫畫VT.A4.3:將上述對應邊重新組合後,轉而觀察另一組 三角形,聚焦∆ ~∆ ,得到 ∠ = ∠
◎ 漫畫VT.A4.4:聚焦 ∆ , ∆ ,引導學生自行說出
∠ = ∠ = 90°,並宣布證明完畢
◎ 以漫畫VT.A4 的四張圖回顧整體證明流程
回顧 反思
5,6,7
◎ 漫畫VT.A5:讓學生發表對此證明的感覺
◎ 視情況可彈性說明此證明發想的背後過程
◎ 漫畫VT.A7:點出歐氏幾何常需要巧思的感想,以托勒密學 習幾何沒有皇家大道(There is no royal road to geometry.)的軼 事作結[22]
13漫畫 VT.A4 代表漫畫 VT.A 的第四格漫畫。漫畫 VT.A4.1 則代表漫畫 VT.A4 中,由上至下的第 一個圖。本文所有漫畫編碼皆以此類推。
(三) 活動說明
1. 以漫畫 VT.A4 回顧歐氏幾何的整體證明
回顧整體證明流程時,說明證明步驟的巧妙在於利用不同相似三角形,使得 角度的性質能夠互相傳遞,搭配漫畫VT.A4 的四張三角形圖,四張圖分別對應證 明過程中不同相似三角形的組合,以整體回顧加強歐氏幾何需要巧思的想法。
2. 引導學生發表對此證明需要巧思的感覺
學生對此證明的想法常為其過於巧妙,教學者可順水推舟指出兩點較為巧妙 的關鍵。一為漫畫VT.A4.1,2,在眾多相似三角形中挑選對證明有幫助的組合,的 確是不簡單的任務;二為漫畫VT.A4.2,3,用到 SAS 相似性質,比起 AA 相似的普 遍性,學生較不習慣SAS 的性質,又此處將對應邊重新組成為另一組相似三角形 的對應邊,連用兩次SAS 性質,且其一為逆定理,拉高此步驟的困難度。故教學 者在此處可特別提出此兩步驟讓學生討論,緊扣歐氏幾何常需要巧思的小結論。
3. 視情況可分析此證明的發想過程
若學生程度及時間許可,可嘗試分析此證明的發想過程作為補充。例如:
若 ∠ = ∠ = 90°,那麼應該要有∠ = ∠ ,因此關鍵就變為如何證 明 ∠ = ∠ ,而由於目前欠缺關於F的資訊,想辦法將 ∆ 換成其他三 角形,與 ∠ 有關還有 ∆ ,於是企圖證明 ∆ ~∆ …。由於教學活動 A 的目標為透過歐氏幾何證明的實際操作,使學生體驗到歐氏幾何需要巧思,為 爾後坐標幾何、向量幾何建立比較點,因此,分析證明的發想過程並非為了自然 想到證明,而是更能加強歐氏幾何證明的巧思。
■ 漫畫 VT.A
1我是小歐,我喜歡奇蹟 所以我,喜歡三角形
2三角形總是有辦法,
讓三條線輕易的交會
3奇蹟中的奇蹟是,
我能保證奇蹟。
4
5好難。太神了!想不到。 6樓梯好長!! 7奇蹟,本來就沒有捷徑