大罕
26-03-30 12:50 微博认证:武汉市第二十三中学高级教师

“同理思想”及表述应从初二正式开始
大罕

在数学中,“同理思想”是一种简化推理、避免重复论证的方法。当两个或多个问题、对象或情境具备相同的逻辑结构、推理依据与证明步骤时,只需详尽论证最先的一个,其余便可以“同理可得”或“同理”导出结论,无须重复书写全过程。
众所周知,初一数学以代数计算为主干,几何虽涉及平行线、相交线与角的概念,但尚处启蒙起步阶段。自初二起,学生系统学习多边形、平行四边形(含矩形、菱形、正方形)性质与判定。恰从这一时点开始,大量需要重复论证的问题接踵而至,同理思想的运用势在必行,也理应从此“正式起步”。
本文旨在明确提出这一见解,供教学同仁参考指正。

例1、如图1,在平行四边形ABCD中,点E、F、G、H分别在边AB、BC、CD、DA上,且 AE=CG,AH=CF,求证:求证四边形EFGH是平行四边形。
分析:两组对边分别相等的四边形是平行四边形。为此,先证明△AEH≌△CGF,得到EH=GF,这一过程需详细写出。再证明EF=HG时,只须写“同理可证”即可。
证明:∵ABCD是平行四边形,∴∠A=∠C.
又∵AE=CG,AH=CF,∴△AEH≌△CGF,∴EH=GF;
同理可证△BEF≌△DGH,∴EH=GH,
∴四边形EFGH为平行四边形。

这里通俗地讲,当下一步的解题思路与前一步完全一样时,只是对象换了,比如△AEH≌△CGF换成了△BEF≌△DGH,在这一情形下,下一步的证明可以省略,代之以“同理可得”四个字。

例2、如图2,点E,F,G,H分别在正方形ABCD的边上,AE=BF=CG=DH,求证:四边形EFGH为正方形。
证明:∵AE=CG,AH=AD-DH=BC-BF=CF,∴Rt△AEH≌Rt△CGF,
∴EH=GF,同理可证HG=FE,∴四边形EFGH为平行四边形;
∵AE=DH,AH=AD-DH=CD-CG=DG,∴Rt△AEH≌Rt△HDG,
∴HE=GD,且∠AHE=∠HGD,
由HE=GD知,四边形EFGH为菱形;
由∠AHE=∠HGD知,∠EHG为直角,故四边形EFGH为正方形。

使用“同理”时,注意‌不能滥用‌,必须确保逻辑完全一致,先详细表述一个步骤后,后续才能用“同理”。

初二几何数学学习开始分化的阶段,也是培养逻辑思维的黄金时段,同理思想的渗透,既是对几何知识体系的深化,也是对学生数学核心素养的培育。同理表述的引入,既避免了繁琐的几何认证过程,有有更利于简化思维的形成。这些既能提升几何证明能力,更能为未来学习奠定坚实的思维基础。
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发布于 上海