【七年級】幾何開端:從平行線開始

進入到七年級下學期,可以說是真正接觸到幾何內容,或許有同學會說,小學的時候就學過三角形、四邊形等內容啊,請注意,學習幾何,不僅僅是認識一些幾何圖形,而是用幾何的方法來了解這門學科.


比如三段論:大前提-小前提-結論.舉個例子:


大前提:給這篇文章點讚的同學長得都很好看.

結論:所以我很好看.


開了個小小的玩笑,甚至有點尬,如果不是很便於理解,我們舉個幾何中的例子:


大前提:兩點之間,線段最短.

小前提:如下圖,線段AB是連接A、B兩點的線段

結論:∴AB

【七年級】幾何開端:從平行線開始


幾何中的推理大致都是這樣一個方法,這裡的關鍵點是大前提,我們必須要保證大前提是對的,有這樣的一個理論基礎我們才能有理有據地得出結論.


這裡免不了會有一些槓精可能會問:你怎麼證明兩點之間線段最短?


論如何與槓精溝通

有個人問我喜歡什麼顏色


我說我喜歡藍色


他問我為什麼喜歡藍色


我說那是大海的顏色


他問我大海為什麼是藍色


我說太陽光是複合光,水對不同顏色具有選擇吸收的性質,水對波長較長的光吸收顯著,當太陽光照射到海水時,波長較長的紅光、橙光、黃光在不同的深度時均被吸收了,到一定的深度綠光也被吸收了.波長較短的藍光和紫光遇到水分子或其他微粒會四面散開,或反射回來,而人眼對紫光很不敏感,因此對海水反射的紫光視而不見,所以海水呈現藍色.


他問我為什麼人眼對紫光不敏感呢?


我發現,這麼聊下去,這個問題是不會終結的,於是我反問一句:我雙節棍呢?


後來我學聰明瞭,我說如果我說我喜歡白色,你肯定會問我為什麼喜歡白色,但是我總得喜歡一種顏色吧.


兩點之間為何線段最短?兩點之間的連線總有一條最短吧,對,那個就是我所說的線段.


有一天他又問我,為什麼冬天大雁飛到南方過冬?


掌握套路的我說,因為我們把大雁冬天飛去的那個方向叫做南方


他說不對,因為走著去太慢了~

……

所以必須要存在一些結論,不需要證明但我們都認為它是對的,當解釋問題解釋到這一步的時候,就可以終結問題了.要不然,我們討論的不是邏輯,僅僅是文字遊戲罷了.就好像在用“防不勝防”玩成語接龍一樣~


這樣的結論我們稱之為“公理”.


哪些可以成為公理?這個不需要我們考慮了,歐幾里得已經幫我們定好了.


(1)兩點確定一條直線;

(2)線段可以延長成直線;

(3)以任意點為圓心任意線段長為半徑,可畫圓;

(4)所有的直角都相等;

(5)若兩條直線都與第三條直線相交,並且在同一邊的內角之和小於兩個直角和,則這兩條直線在這一邊一定相交.


可能會有同學說,這不都廢話麼.


是的沒錯,正因為是廢話,才能稱之為“公理”,如果不那麼像廢話,比如第5條,還被質疑了很久.第5條可能有點迷,翻譯一下:同旁內角互補,兩直線平行.


如果還不是很直接,我們再翻譯一下:

過直線外一點,有且只有一條直線與已知直線平行.


不要問為什麼,就是隻有一條.因為這個如果都不是公理的話,那麼很多其他的結論,比如三角形內角和是180°,我們都得不到,那這不是我們想要的幾何學.


將公理轉化成數學表達式,便是在已知平行的前提下,得出同位角、內錯角、同旁內角之間的數量關係,當然結論我們都知道:


平行性質:


(1)兩直線平行,同位角相等;

(2)兩直線平行,內錯角相等;

(3)兩直線平行,同旁內角互補.


以上三條任意知道其中一個,均可推出另外兩條,不妨先有同位角相等吧.

【七年級】幾何開端:從平行線開始

(1)由公理可得,當a∥b時,∠1=∠2;

(2)∵∠1=∠2,∠1=∠3,∴∠2=∠3;

(兩直線平行,內錯角相等)

(3)∵∠1+∠4=180°,∠1=∠2,

∴∠2+∠4=180°.

(兩直線平行,同旁內角互補)

【七年級】幾何開端:從平行線開始


由公理推出的一些常用結論,我們會稱其為定理,亦可作為我們推理的大前提,畢竟公理太少太樸素了.


比如以上,平行的性質定理.以公理為基礎,定理為框架,以演繹推理為主要方法,研究圖形的結構與性質,這樣的一門學科便是我們初中要接觸的幾何.


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