做几何题有哪些技巧?

莺吟


中学时代我的几何非常好,从初一到高三,从班里的小测验一直到奥数国家集训队里的考试,印象中几何题从没失过手。

我是初一开始学的几何,父亲亲自手把手教的,用过很多书,很多记不得了,就记得一本叫“几何证题法”,严济慈老先生写的。

平面几何技巧性比较高,那时主要就是不停的做题,自己喜欢数学,从全俄数学竞赛,全苏数学竞赛,到IMO,题太多了,不懂就问父亲,算是有些家学。

不过上大学以后,我渐渐认识到,中学的那些几何,不管多有技巧,包括相对难一点的反演变换,射影变换,都是很初等的。

初等不意味简单,而是说,依赖特定技巧去解决特定问题。从这个意义上说,其实做那么多几何题,意思不大。

比如有一道很有趣的几何题(费尔马点):三角形里找一个点,使其到三个顶点的连线长度总和最小。这题就需要想出一个特别的技巧,把该点和某一边构成的三角形外旋60度,把题中的三条线段转换成起点终点固定的一条折线,从而知道最短应该是折线重合于直线时。

这是个很好的例子,需要特定技巧,如果你想不出来呢?其实谁能保证想出来呢?再聪明都不能保证,实际上有些几何题2200多年前古希腊人就提出来了,但2000年里都没人想出所需要的“特定技巧”。比如古希腊三大尺规作图问题。

这其实揭示了古典几何的缺陷,也是我对问题的回答,对几何的题海战术,适可而止,不管你死记硬背或融会贯通多少技巧,都不能保证解决所有问题,而且但一定程度以后,对你自己的数学水平没有多少帮助。

法国数学家和哲学家笛卡尔是第一个深彻认识到这个问题,他痛恨这个需要“特定技巧”的学科,所以他创造了“笛卡尔坐标系”,就是解析几何,这是几何学,甚至整个数学,从初等走向高等的关键一步。

“一切问题都是数学问题,

一切数学问题都是代数问题,

一切代数问题都是方程求解问题”

请牢记并深刻体会笛卡尔的名言。如果你的初等几何已经有一个还不错的基础,请不要过于迷恋那些技巧。请记住,从代数入手,才是能让你的几何水平更上一层楼的不二法门。

很多人听说过高斯19岁时找到17等分圆的方法的传奇故事。但有多少人真正了解他的解法呢?

实际上高斯童鞋一条辅助线也没画,一个图也没做,他解决这个困扰数学家两千年的难题的方法就是,完全从代数入手。

高斯首先认识到本题要害在于求解x^k=1(k=17)的复数根,进一步认识到如果k是一个费尔马数(2^(2^n)+1)并且是个素数的时候(比如k=3,5,17,257,65537),其方程复根可以用加减乘除和√(平方根)计算出来。而这5种运算都可以通过尺规作图实现。

所以高斯在解决这个几何问题时,根本没画图,甚至不需要step by step的步骤。

这是数学界第一次见识到代数方法法在解决几何问题时的巨大威力,原则上几乎不依赖任何“tricks”。

后来伽罗华深受高斯方法的影响,创立了抽象代数,并秒杀了前述的古希腊三大尺规作图问题,三等分任意角,化圆为方,倍立方,都是不可能的。各位想想,如果数学家局限在几何方法里,如何证明这三个猜想“不可能”?

所以我对年轻学习者的建议是,技巧适可而止,“大巧不工”才是高等境界,有一定几何基础后应该先去学习“解析几何”,重点是掌握其把几何问题代数化的思想精髓。

然后应该去学习“线性代数”,线性代数和几何关系非常密切,向量和矩阵是解决几何问题特别是高维几何问题的不二利器。

再往后就不要局限在“欧几里得几何空间”里了,伪欧几何是比较简单的,但很有用,要理解爱因斯坦的狭义相对论的话,只要掌握了伪欧几何(闵可夫斯基空间)的基本知识,就会发现狭义相对论的诸多结论都是显而易见的。

再往后,非欧几何,微分几何(广义相对论),代数几何,算术几何…

记住:技巧很重要,但去技巧化才是数学发展的方向。


帖木兒


不知道你是初中还是高中的童鞋。不过,做几何题总体的思路都是一样的。无论是平面几何还是立面几何,都要先从简单的题型入手。首先基础知识要熟悉,像公式/判断定理/概念这些,一定要熟记。然后才可以从简单的几何模型,或者是简单的几何基础例题做起。这种基础的例题模型做错不要紧,毕竟练习过程中出错有助于你从中学到知识点,而且在练习中犯错总比在考试中犯错强得多。接下来你就可以做一些试卷中的题目了,作为学生,习题册中的题目有助于你的进一步提高。通过不断地练习,不断地从错误中积累,逐渐的你会将基础知识点与题目结合起来分析的惯性思维,你对题目的判断力和准确性都会得到增强。

除了上面的内容,有必要说明一点,要培养对几何的兴趣。刚开始不要连续的长时间的学习几何,甚至整晚都在学这一个科目,那样只会使自己增加厌烦的情绪。每天抽出一定的时间,给自己设定一个小目标,比如说每天晚上8点之前我要做几道题,记几条概念/定理和公式,只要能够完成就好,完成不了适当减少工作量。这样不仅有助于提高效率,还不会产生疲劳感。如果可能的话,逐步缩短所用的时间,不久你就会发现,以前一小时两小时都完不成的,现在四五十分钟就完成了。

还有,上课一定要认真听讲,认真听讲,认真听讲!不要总以为我不会,我不行,我就是听不懂,如果你带着这样的想法去听课,注意力很难放在老师所讲的内容上面。最重要的做好笔记,回顾知识点,整理错题本,还有多与老师和同学交流。无论哪一条都是不可或缺的,都是帮助你形成记忆,加强记忆的,当你慢慢的把你曾经认为很难的几何题做出来以后,就会有成就感,自然而然对几何题不再恐惧而是充满信心了。

找到适合自己的一套学习方法是很重要的,这一点可以在不断地练习和不断地与他人交流中获得。最后祝你学业有成吧。时间仓促,就写这么多了,希望能帮到你。


日常视界Media


加强基础

无论是平面几何还是立体几何,它们的特征是定理好像比较简单,但是题目变化比较大,特别是那些需要作辅助线的题目,更是难把握.我觉得要从最基础的题型开始学习,例如三角形全等,最基础的是练习去找全等三角形的条件、书写证明的步骤,接着挑战二次全等,同样是全等条件和步骤书写.对于一些特殊的平面图形,如等腰三角形、直角三角形等,它们的性质比较多,很多情况下需要用到这些性质.

提高分析

逻辑推理是几何题目的基本要求,无论是书写步骤还是找条件,都需要分析能力.分析方法主要包含以下几点:

1.认真审题,认真研究每个已知条件的作用,把条件当作线索往下再推导几步;

2.通过结论逆推,很多题目找不到方向可以从后面往前面推导;

3.勇于试错,很多情况下,并不是一下就能把题目做对的,中间可能要经历很多试错的过程.试错不可避免.

掌握一些常见辅助线的作法

除了这些,我觉得还要掌握一些常见辅助线的作法.例如在全等三角形证明中,倍长中线法、截长补短法等;还有一些特殊平面图形的性质有关的辅助线,这些题目还是得多加练习.积累一定的经验,做新题目时才不会太慌张.


学霸数学


早一点的,许纯舫几何四种还是值得一读的,例题固然老了,但有一些挺经典,它的寻求规律,归类分析的做法是开了先河的,后来好像上海有一个瞿姓数学老师有所光大,中学三大几何,平面是基础,立体助想象,解析是飞跃。读好了,终生受用。


牛小歪


我是一名高中生,做几何题的话来你在脑子里首先有一个空间构型,一看到图形脑子要迅速把他构想出来。然后可以借用草稿纸,用草稿纸画图形画下来,增加对图形的想象力。不过最重要的还是要多练,多培养自己的思维能力,这样做起立体几何那些来就可以更得心应手一些🤗🤗


乐乐小子王


要从知识点开始,把线与面,面与面之间的位置关系学懂,自己整理清楚,垂直和平行的证明有哪几种常见的情况,要总结。然后才做题,做题时要思考,对号入座,空间上的几何关系要能想象的出来,最后才求角度和三角函数值。


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