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第二章 文獻探討

第四節 教科書的現況

勾股定理在目前的課綱中編排至國民中學第三冊,在此我們挑選 A、B、C 三個市占率較高的教科書版本作為定理證明內容內的剖析,所參考之教科書版本 均為教育部審核通過之樣書,三個版本對於勾股定理的證明有不同的呈現方式〆 版本 A (圖 2.4.1)

證明方式〆利用探索活動的發現,將四個全等直角三角形圍成一個以斜邊為邊 長c2的大正方形,中間會形成一個邊長為兩股差

a b

的小正方形,

接著用兩種方式去表示大正方形面積,再運用代數運算式子比較兩種 面積表現式,整理得c2 a2b2

證明評析〆在證明過程中,雖然圖形中只有以直角三角形斜邊為邊長的正方形面 積,看不見另外以兩股為邊的正方形,可能較難感受到勾股定理在幾 何上的意義,但用此代數證明較為嚴謹,可以簡單整理等式就能推出 勾股定理的式子,此證明是婆什迦羅相當有名的證明,也收錄在魯米 斯《勾股定理》的 A034。

版本 B (圖 2.4.2)

證明方式〆利用畢達哥拉斯的發現,及探索活動進一步說明「以兩股為邊長的 正方形面積和等於以斜邊為邊長的正方形面積」,如下圖 2.4.2 課本 中的圖形,學生可用直觀的方式,得到甲、乙、丙三個正方形的面積 關係,進一步得勾股定理。

證明評析〆以畢達哥拉斯的發想作為動機的引起,以直角三角形三邊延伸的正 方形為主軸去說明三個正方形面積關係,純粹用較直觀的方式去作面 積說明,而補充的另一個證明則是用相同的圖再用代數運算來說明,

這樣學生不但較能感受其幾何意義,並且也利用了代數運算讓此證明 較為嚴謹,此證明也有收錄在魯米斯《勾股定理》的 A035。

圖 2.4.2 版本 B 的證明

版本 C (圖 2.4.3)

證明方式〆將四個全等直角三角形圍成一個以兩股和

ab

為邊長的正方形,

其圖形中會形成一個邊長為斜邊 c 的正方形,接著用兩種方式去表示 以斜邊為邊長的正方形面積,再運用代數運算比較兩種面積表現式,

整理得c2 a2b2

證明評析〆此版本證明方式與版本 B 的補充證明是相同的,也與版本 A 的類似

,差異是四個直角三角形的排列方法不同,學生從圖形中較難對勾股 定理的幾何意義有所感受,缺少了較直觀的看法,但也較為嚴謹,此 證明收錄在魯米斯《勾股定理》的 A035。

圖 2.4.3 版本 C 的證明

結語〆綜合以上我們發現三個版本皆是以圖形的拼湊作為證明的依據,圖形是 輔助用,主要還是利用代數運算來證明,其中版本 A、C 僅使用代數運算,

而版本 B 以直角三角形三邊延伸的正方形為主軸,再進一步作圖形輔助可 直接發現三個正方形面積關係,不但有代數的運算,還有利用到圖形來說 明幾何的意義,學生不但較容易理解,也不失嚴謹。

由此發現三個版本皆是用代數的方式來證明,因為相較於幾何較為嚴 謹,而且皆是魯米斯《勾股定理》書中較為經典的證明,但證明種類不多,

也是因為此時學生的先備知識較少,而在國中三年結束後,學習到幾何與 代數的知識更為廣泛,如果能提供不同的證明方式呈現給學生,讓學生能

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