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02 草图不草
很多孩子在学习平面几何一段时间以后,就会养成一种非常糟糕的习惯——作图随意。
事实上,在刚开始接触平面几何的时候,几乎所有的数学老师都会要求学生在作图时必须使用直尺和圆规。不过,在学了一段时间之后,有的老师就慢慢放松了要求。有的学生会一直很认真地对待作图,有的学生一看老师不再强调这一点了,就开始放飞自我。
一直认真对待作图的学生,其实……不值得特殊表扬。因为,你要把图画得很精确,需要花费的时间太多,往往得不偿失。除非是在参加中国数学奥林匹克竞赛(CMO)中或其他数学竞赛时,三道题能考四个半小时,那你尽可以慢慢作图;否则在一般情况下,比如在参加中考和高考时,哪有那么多时间让你精确作图。
至于作图随意的学生,就应该好好批评了。在学习平面几何的过程中,作图准确对于做题是大有好处的——特别是那种结论开放的题目,这种题不会明确告诉你需要证明什么结论,而是要你自己去探索结论。比如说,讨论两条线段之间的位置关系或者数量关系,如果你作图准确的话,说不定直接就能看出结果来。如此一来,开放式问题就变成证明题,必将大大缩短思考的时间。
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在一开始学习平面几何的时候,我们当然还是要借助圆规、直尺和量角器,慢慢作图,力求准确;过了一段时间以后,就要开始练习徒手画图。当然,数学老师对于作图的要求肯定和美术老师是不一样的,我们要求的是:比例、相对位置关系、特殊角作得大致准确即可。具体来说,需要掌握基本的徒手画图技巧,比如画一条线段是另一条线段的一半,画30°、45°和60°角,画两条平行线或两条相互垂直的直线,等等。我们并不要求学生画的线有多直,但是,这些关系要体现得基本准确。换句话说,徒手画图练的是眼力,而不是画功。
我经常说的一句话叫“草图不草”。你线画得不太直没关系,但是30°的角被你画成60°角,这图还能用吗?你还能从中看出什么关系吗?
一般来说,越是在大型的考试中,题目中的图就给得越正确,甚至会有备用图供你使用。但是,自己画得多了,看得也会更准确一些,在草稿纸上需要花费的时间也就越少。接下来我们看一道有意思的题目,来说明作图的重要性。
求证:直角 = 钝角。(是的,你没看错,我接下来就证明给你看这个“荒谬的结论”。)
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图2.1
证明:如图2.1,作四边形,其中
,
为钝角,
,且
和
不平行。这个总是可以做到的。分别作
和
的中垂线
和
,由于
和
不平行,所以两条中垂线一定相交,不妨设交于
点,于是
,
,
,所以
和
全等,于是
。而
是
中垂线上的点,所以
,于是
,直角 = 钝角。
完美。
问题出在哪里?就是作图的问题。事实上,上面那张图你是作不出来的。如果你作图准确,你得到的将永远是图2.2:
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图2.2
所以,如果想把平面几何学好,学会画草图是一项基本技能哟!同时,你必须要注意几何画图的基本要求。再次强调,数学老师不是美术老师,我们不管你画得直不直,只管你能否基本准确地反映题意。