關(guān)於下方題目,有個概念叫「線共點」,就是三條直線通過同一點,圖一所示為特殊情況。一般而言,三條直線每兩條之間都會有一個交點,共有三個交點。

問題:三角形裏,由各頂點對於對邊的三點連直線,其中任意三線不共點。這些線段最多把三角形分成多少區(qū)域?

答案:如圖二,在A點處跟對邊三點連線,把三角形分成了4個區(qū)域。

如圖三,若在B點加一條直線到對邊,會多出4個區(qū)域,這樣加添3條直線,就多了3×4=12個區(qū)域。

如圖四,若在A和B點的線都已連結(jié)後,在C點向?qū)呥B線,那樣每多添一條線,就會多了7個區(qū)域,於是加了3條直線後,多了7×3=21。

因此共分成了4+12+21=37個區(qū)域。

題解由一點的連線開始,了解到最基本有4個區(qū)域的情況,然後逐步觀察,由另一頂點添加一條線時會產(chǎn)生怎樣的變化規(guī)律,之後再次應(yīng)用這個逐線觀察的方法,發(fā)現(xiàn)最後一個頂點連線時每次多4個區(qū)域,就得到答案了。

這題的解法若果出現(xiàn)在講求精簡表達(dá)的書本裏,可能只用一道算式就講完了。上邊的題解則是嘗試仔細(xì)說明探索過程以及思考的步驟,而這些思考過程,亦可推廣到點較多的情況,有較廣泛的意義。

題目本身在基礎(chǔ)知識來說初小也懂,就只涉及三角形的概念,然後連直線、找區(qū)域,要是仔細(xì)畫出來,把圖畫得大一點,小學(xué)生都會做。

不過,在教學(xué)意義上,這題的關(guān)鍵是怎麼由簡單情況推廣至較複雜的情況,以至求公式的問題,又或者推廣至多邊形、普遍平面等情況。

學(xué)生初接觸這題時,可能會因為需要添加的線段較多從而覺得有點混亂,加上區(qū)域時大時小,圖形看來就是一團糟。在這些混亂的情景下,學(xué)生開始感到要換個較有系統(tǒng)的方法,渴求有個循序漸進的方式可以找到答案,那樣就有動機更新思考方式。

這道題的價值正是在於能令學(xué)生衝破原本的思考方式,對於中小學(xué)各水平學(xué)生來說都是有益的練習(xí)。

在數(shù)學(xué)能力成長的過程中,由零散的試算到開始有組織的聯(lián)想,再到可以逐步仔細(xì)說明的推論,然後找到可以由近及遠(yuǎn)推廣且系統(tǒng)性的想法,這些都是思考能力發(fā)展的象徵。以藝術(shù)來比喻,有如小孩初時繪畫只會塗鴉,之後學(xué)會素描,了解各事物的紋理和比例,漸漸構(gòu)圖結(jié)構(gòu)變得嚴(yán)密、有取捨,能夠在平面上表現(xiàn)出寬廣又有深度的空間感。

思考能力的成長,大概就是由無序到有序,由近及遠(yuǎn)、由淺入深,無論在哪個領(lǐng)域都大致如此?!?張志基

香港數(shù)學(xué)奧林匹克學(xué)校

簡介:奧校於1995年成立,為香港首間提供奧數(shù)培訓(xùn)之註冊慈善機構(gòu)(編號:91/4924),每年均舉辦「香港小學(xué)數(shù)學(xué)奧林匹克比賽」,旨在發(fā)掘在數(shù)學(xué)方面有潛質(zhì)的學(xué)生。學(xué)員有機會選拔成為香港代表隊,獲免費培訓(xùn)並參加海內(nèi)外重要大賽。詳情可瀏覽:www.hkmos.org。