做幾何題有哪些技巧?

鶯吟


中學時代我的幾何非常好,從初一到高三,從班裡的小測驗一直到奧數國家集訓隊裡的考試,印象中幾何題從沒失過手。

我是初一開始學的幾何,父親親自手把手教的,用過很多書,很多記不得了,就記得一本叫“幾何證題法”,嚴濟慈老先生寫的。

平面幾何技巧性比較高,那時主要就是不停的做題,自己喜歡數學,從全俄數學競賽,全蘇數學競賽,到IMO,題太多了,不懂就問父親,算是有些家學。

不過上大學以後,我漸漸認識到,中學的那些幾何,不管多有技巧,包括相對難一點的反演變換,射影變換,都是很初等的。

初等不意味簡單,而是說,依賴特定技巧去解決特定問題。從這個意義上說,其實做那麼多幾何題,意思不大。

比如有一道很有趣的幾何題(費爾馬點):三角形裡找一個點,使其到三個頂點的連線長度總和最小。這題就需要想出一個特別的技巧,把該點和某一邊構成的三角形外旋60度,把題中的三條線段轉換成起點終點固定的一條折線,從而知道最短應該是折線重合於直線時。

這是個很好的例子,需要特定技巧,如果你想不出來呢?其實誰能保證想出來呢?再聰明都不能保證,實際上有些幾何題2200多年前古希臘人就提出來了,但2000年裡都沒人想出所需要的“特定技巧”。比如古希臘三大尺規作圖問題。

這其實揭示了古典幾何的缺陷,也是我對問題的回答,對幾何的題海戰術,適可而止,不管你死記硬背或融會貫通多少技巧,都不能保證解決所有問題,而且但一定程度以後,對你自己的數學水平沒有多少幫助。

法國數學家和哲學家笛卡爾是第一個深徹認識到這個問題,他痛恨這個需要“特定技巧”的學科,所以他創造了“笛卡爾座標系”,就是解析幾何,這是幾何學,甚至整個數學,從初等走向高等的關鍵一步。

“一切問題都是數學問題,

一切數學問題都是代數問題,

一切代數問題都是方程求解問題”

請牢記並深刻體會笛卡爾的名言。如果你的初等幾何已經有一個還不錯的基礎,請不要過於迷戀那些技巧。請記住,從代數入手,才是能讓你的幾何水平更上一層樓的不二法門。

很多人聽說過高斯19歲時找到17等分圓的方法的傳奇故事。但有多少人真正瞭解他的解法呢?

實際上高斯童鞋一條輔助線也沒畫,一個圖也沒做,他解決這個困擾數學家兩千年的難題的方法就是,完全從代數入手。

高斯首先認識到本題要害在於求解x^k=1(k=17)的複數根,進一步認識到如果k是一個費爾馬數(2^(2^n)+1)並且是個素數的時候(比如k=3,5,17,257,65537),其方程復根可以用加減乘除和√(平方根)計算出來。而這5種運算都可以通過尺規作圖實現。

所以高斯在解決這個幾何問題時,根本沒畫圖,甚至不需要step by step的步驟。

這是數學界第一次見識到代數方法法在解決幾何問題時的巨大威力,原則上幾乎不依賴任何“tricks”。

後來伽羅華深受高斯方法的影響,創立了抽象代數,並秒殺了前述的古希臘三大尺規作圖問題,三等分任意角,化圓為方,倍立方,都是不可能的。各位想想,如果數學家侷限在幾何方法裡,如何證明這三個猜想“不可能”?

所以我對年輕學習者的建議是,技巧適可而止,“大巧不工”才是高等境界,有一定幾何基礎後應該先去學習“解析幾何”,重點是掌握其把幾何問題代數化的思想精髓。

然後應該去學習“線性代數”,線性代數和幾何關係非常密切,向量和矩陣是解決幾何問題特別是高維幾何問題的不二利器。

再往後就不要侷限在“歐幾里得幾何空間”裡了,偽歐幾何是比較簡單的,但很有用,要理解愛因斯坦的狹義相對論的話,只要掌握了偽歐幾何(閔可夫斯基空間)的基本知識,就會發現狹義相對論的諸多結論都是顯而易見的。

再往後,非歐幾何,微分幾何(廣義相對論),代數幾何,算術幾何…

記住:技巧很重要,但去技巧化才是數學發展的方向。


帖木兒


不知道你是初中還是高中的童鞋。不過,做幾何題總體的思路都是一樣的。無論是平面幾何還是立面幾何,都要先從簡單的題型入手。首先基礎知識要熟悉,像公式/判斷定理/概念這些,一定要熟記。然後才可以從簡單的幾何模型,或者是簡單的幾何基礎例題做起。這種基礎的例題模型做錯不要緊,畢竟練習過程中出錯有助於你從中學到知識點,而且在練習中犯錯總比在考試中犯錯強得多。接下來你就可以做一些試卷中的題目了,作為學生,習題冊中的題目有助於你的進一步提高。通過不斷地練習,不斷地從錯誤中積累,逐漸的你會將基礎知識點與題目結合起來分析的慣性思維,你對題目的判斷力和準確性都會得到增強。

除了上面的內容,有必要說明一點,要培養對幾何的興趣。剛開始不要連續的長時間的學習幾何,甚至整晚都在學這一個科目,那樣只會使自己增加厭煩的情緒。每天抽出一定的時間,給自己設定一個小目標,比如說每天晚上8點之前我要做幾道題,記幾條概念/定理和公式,只要能夠完成就好,完成不了適當減少工作量。這樣不僅有助於提高效率,還不會產生疲勞感。如果可能的話,逐步縮短所用的時間,不久你就會發現,以前一小時兩小時都完不成的,現在四五十分鐘就完成了。

還有,上課一定要認真聽講,認真聽講,認真聽講!不要總以為我不會,我不行,我就是聽不懂,如果你帶著這樣的想法去聽課,注意力很難放在老師所講的內容上面。最重要的做好筆記,回顧知識點,整理錯題本,還有多與老師和同學交流。無論哪一條都是不可或缺的,都是幫助你形成記憶,加強記憶的,當你慢慢的把你曾經認為很難的幾何題做出來以後,就會有成就感,自然而然對幾何題不再恐懼而是充滿信心了。

找到適合自己的一套學習方法是很重要的,這一點可以在不斷地練習和不斷地與他人交流中獲得。最後祝你學業有成吧。時間倉促,就寫這麼多了,希望能幫到你。


日常視界Media


加強基礎

無論是平面幾何還是立體幾何,它們的特徵是定理好像比較簡單,但是題目變化比較大,特別是那些需要作輔助線的題目,更是難把握.我覺得要從最基礎的題型開始學習,例如三角形全等,最基礎的是練習去找全等三角形的條件、書寫證明的步驟,接著挑戰二次全等,同樣是全等條件和步驟書寫.對於一些特殊的平面圖形,如等腰三角形、直角三角形等,它們的性質比較多,很多情況下需要用到這些性質.

提高分析

邏輯推理是幾何題目的基本要求,無論是書寫步驟還是找條件,都需要分析能力.分析方法主要包含以下幾點:

1.認真審題,認真研究每個已知條件的作用,把條件當作線索往下再推導幾步;

2.通過結論逆推,很多題目找不到方向可以從後面往前面推導;

3.勇於試錯,很多情況下,並不是一下就能把題目做對的,中間可能要經歷很多試錯的過程.試錯不可避免.

掌握一些常見輔助線的作法

除了這些,我覺得還要掌握一些常見輔助線的作法.例如在全等三角形證明中,倍長中線法、截長補短法等;還有一些特殊平面圖形的性質有關的輔助線,這些題目還是得多加練習.積累一定的經驗,做新題目時才不會太慌張.


學霸數學


早一點的,許純舫幾何四種還是值得一讀的,例題固然老了,但有一些挺經典,它的尋求規律,歸類分析的做法是開了先河的,後來好像上海有一個瞿姓數學老師有所光大,中學三大幾何,平面是基礎,立體助想象,解析是飛躍。讀好了,終生受用。


牛小歪


我是一名高中生,做幾何題的話來你在腦子裡首先有一個空間構型,一看到圖形腦子要迅速把他構想出來。然後可以借用草稿紙,用草稿紙畫圖形畫下來,增加對圖形的想象力。不過最重要的還是要多練,多培養自己的思維能力,這樣做起立體幾何那些來就可以更得心應手一些🤗🤗


樂樂小子王


要從知識點開始,把線與面,面與面之間的位置關係學懂,自己整理清楚,垂直和平行的證明有哪幾種常見的情況,要總結。然後才做題,做題時要思考,對號入座,空間上的幾何關係要能想象的出來,最後才求角度和三角函數值。


分享到:


相關文章: