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幾何推理與證明

國中 9 年級 · 空間與形狀

觀念

ABCD

直覺:證明就是「每一步都要有理由」:已知什麼、用了哪條性質、推出什麼。幾何證明像寫一段邏輯嚴密的說明文,而不是靠圖看起來像。

規則:常用理由:平行線的同位角/內錯角相等、同側內角互補;對頂角相等;全等性質(SSS、SAS、ASA、AAS、RHS)與相似性質(AA);等腰三角形底角相等、三線合一;平行四邊形對角線互相平分;圓的直徑所對圓周角為直角、切線垂直半徑。

算例:AB‾=AC‾\overline{AB} = \overline{AC}、DD 為 BC‾\overline{BC} 中點 ⇒ △ABD≅△ACD\triangle ABD \cong \triangle ACD(SSS)⇒ ∠ADB=∠ADC\angle ADB = \angle ADC;又 BB、DD、CC 共線,兩角合成 180°180°,所以 ∠ADB=∠ADC=90°\angle ADB = \angle ADC = 90°。

為什麼重要:這是數學「嚴謹推理」的第一次正式訓練,高中的證明題、程式的正確性論證都是同一種思維。

例題

ABCDO

平行四邊形 ABCDABCD 的對角線交於 OO。可以直接推得 AO‾=CO‾\overline{AO} = \overline{CO} 的理由是?

  1. ① 平行四邊形的鄰角互補
  2. ② 平行四邊形的對角相等
  3. ③ 平行四邊形的對角線互相平分
  4. ④ 平行四邊形的對邊平行
看解法與答案

已知:ABCDABCD 是平行四邊形,OO 是兩條對角線的交點。

性質:平行四邊形的對角線互相平分,OO 是 AC‾\overline{AC} 的中點,所以 AO‾=CO‾\overline{AO} = \overline{CO}。

所以選 ③ 平行四邊形的對角線互相平分。②「平行四邊形的對角相等」不對:對角相等講的是角,推不出線段 AO‾\overline{AO}、CO‾\overline{CO} 相等。

答案: 平行四邊形的對角線互相平分

用在哪裡

插畫

幾何推理與證明:情境插畫幾何推理與證明:例題插畫

學習路徑

先學會

互動練習在本機版

這個網站是觀念與例題的閱讀版。互動練習(每次出不同數字的新題、自動判對錯、錯題本、熟練度與複習排程)在「數學學院」本機版,目前還沒對外開放。