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解题后反思是一种重要的思维习惯,对于初学几何的同学来说,常常由于知识经验的不足而难以去伪存真,在证明过程中出现这样那样的错误。为防患于未然,对常见的错误进行反思,找出产生错误的根源,本文就初中几何证明题中学生常见的五类错误进行梳理,引导学生如何进行错证后的反思,以期达到在纠错中完善认识、提高数学分析能力的目的。
一、随意增设条件致错后的反思
例1.如图1,∠B=∠C=90°,M是BC的中点,DM平分∠ADC。
求证:∠AMD=90°。
证明:∵∠1+∠2+∠3+∠4=180°
又∵∠1=∠2,∠3=∠4
∴2(∠2+∠4)=180°
∴∠2+∠4=90°,故∠AMD=90°。
反思:上面的错误是在证明过程中,无原因地增设了∠3=∠4所致。而∠3=∠4要事先论证,逻辑思维混乱,没有说服力。
二、忽视定理使用前提致错后的反思
例2.如图2,在△ABC中,CD是AB边上的中线。
求证:CD= AB。
证明:∵CD是AB边上的中线 ,
∴CD=AD=BD,即CD= AB(三角形斜边上的中线等于斜边的一半)。
反思:上面所说“三角形斜边上的中线等于斜边的一半”是不成立的,应注意“斜边”的含义,也就是说该定理只有在直角三角形中适用。
三、论据不真致错后的反思
例3.如图,3AB=AC,AD=AE,∠1=∠2。
求证:△ABE≌△ACD。
证明:∵AB=AC,AD=AE,∠1=∠2
∴△ABD≌△ACE,∴BD=CE
在△ABE和△ACD中:AB=AC,BE=CD,∠BAE=∠CAD
∴ΔABE≌ΔACD。
反思:上面的错误是在证明△ABE≌△ACD 时所利用的“定理”是不存在的。因为在两个三角形中,当有两边及其一边的对角对应相等的两个三角形不一定全等。
四、循环论证致错后的反思
什么是循环论证?简单地说:如果命题乙是根据命题甲的成立推出的,这时又根据命题乙再去证明命题甲就是循环论证。显然,在甲乙两个命题都尚未确定正确与否的情况下,是不能互相作为根据的。
例4.求证平行四边形的对角线互相平分。
证明:(用反证法)假设四边形ABCD中对角线AC和BD不互相平分,那么四边形ABCD就不是平行四边形,这与假设矛盾,所以假设不成立,故四边形ABCD是平行四边形。
反思:与原命题对照,就可以发现:在归谬过程中作为根据的命题乙“对角线不互相平分的四边形一定不是平行四边形”恰好是原命题的逆否命题,即是原命题的等价命题,因此犯了循环论证的错误。
五、特殊代替一般致错后的反思
例5.如图4,AB是两个同心圆中大圆的直径,P是小圆上任意的一点,则PA2+PB2等于定值。
证明:设AB与小圆相交于点P,大圆、小圆的半径分别是R、r。
那么PA2+PB2=(R+r)2+(R-r)2=2(R2+r2) (定值)。
反思:以上犯了特殊代替一般的错误,因为上面的证法中的P显然只能是小圆上的一个特殊点,而不可能是小圆上的任意点,这就是说证明是篡改了题目的条件。
一、随意增设条件致错后的反思
例1.如图1,∠B=∠C=90°,M是BC的中点,DM平分∠ADC。
求证:∠AMD=90°。
证明:∵∠1+∠2+∠3+∠4=180°
又∵∠1=∠2,∠3=∠4
∴2(∠2+∠4)=180°
∴∠2+∠4=90°,故∠AMD=90°。
反思:上面的错误是在证明过程中,无原因地增设了∠3=∠4所致。而∠3=∠4要事先论证,逻辑思维混乱,没有说服力。
二、忽视定理使用前提致错后的反思
例2.如图2,在△ABC中,CD是AB边上的中线。
求证:CD= AB。
证明:∵CD是AB边上的中线 ,
∴CD=AD=BD,即CD= AB(三角形斜边上的中线等于斜边的一半)。
反思:上面所说“三角形斜边上的中线等于斜边的一半”是不成立的,应注意“斜边”的含义,也就是说该定理只有在直角三角形中适用。
三、论据不真致错后的反思
例3.如图,3AB=AC,AD=AE,∠1=∠2。
求证:△ABE≌△ACD。
证明:∵AB=AC,AD=AE,∠1=∠2
∴△ABD≌△ACE,∴BD=CE
在△ABE和△ACD中:AB=AC,BE=CD,∠BAE=∠CAD
∴ΔABE≌ΔACD。
反思:上面的错误是在证明△ABE≌△ACD 时所利用的“定理”是不存在的。因为在两个三角形中,当有两边及其一边的对角对应相等的两个三角形不一定全等。
四、循环论证致错后的反思
什么是循环论证?简单地说:如果命题乙是根据命题甲的成立推出的,这时又根据命题乙再去证明命题甲就是循环论证。显然,在甲乙两个命题都尚未确定正确与否的情况下,是不能互相作为根据的。
例4.求证平行四边形的对角线互相平分。
证明:(用反证法)假设四边形ABCD中对角线AC和BD不互相平分,那么四边形ABCD就不是平行四边形,这与假设矛盾,所以假设不成立,故四边形ABCD是平行四边形。
反思:与原命题对照,就可以发现:在归谬过程中作为根据的命题乙“对角线不互相平分的四边形一定不是平行四边形”恰好是原命题的逆否命题,即是原命题的等价命题,因此犯了循环论证的错误。
五、特殊代替一般致错后的反思
例5.如图4,AB是两个同心圆中大圆的直径,P是小圆上任意的一点,则PA2+PB2等于定值。
证明:设AB与小圆相交于点P,大圆、小圆的半径分别是R、r。
那么PA2+PB2=(R+r)2+(R-r)2=2(R2+r2) (定值)。
反思:以上犯了特殊代替一般的错误,因为上面的证法中的P显然只能是小圆上的一个特殊点,而不可能是小圆上的任意点,这就是说证明是篡改了题目的条件。