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数学 · 证明或反驳日常生活中的数学说法

图形不等于证明

图一画,答案看起来很明显,题目却要你说明理由。

图或表格可以提示结果,但只有一般性的理由才能证明它。稳妥的习惯是:先写图提示了什么,再写实际上已经证明了什么。

本课属于 证明或推翻日常的数学说法,可以和 快速找到一个反例 一起学。

规律怎样误导你?

一连串吻合的情形,感觉像证据,它也确实是证据。但它不是证明,因为下一项可能就打破规律。

在圆上取几个点,把每两点连一条直线,数一数圆内被分成几个区域。

点的个数 区域数
1 1
2 2
3 4
4 8
5 16

区域数 1、2、4、8、16,每次翻倍。图和表格都提示,6 个点会有 32 个区域。

例题:六个点会怎样

在圆上画六个点,把每两点连起来。要把线在圆内相交而分出的小区域也数进去(假设没有三条线交于同一点)。

答案是 31,不是 32。翻倍的规律撑到第五项,在第六项就破了。

问题出在哪里?翻倍只是前几项碰巧如此,而且六个点的图很挤,凭眼睛很容易数错。稳妥的写法是:“前五项提示是翻倍的规律,但尚未证明。”

几何图同样会误导你。一个标着“未按比例绘制”的三角形,在草图里看起来是直角,用量角器一量却是 88°。你必须用题目给的数值和已说明的关系,而不是图的外观。

会让你丢分的错误

常见的错误是,在要求说明理由的题目里,写“从图可见”。这只是描述图,并没有解释结果。

步骤 错误 正确
观察 区域数翻倍:1、2、4、8、16 区域数翻倍:1、2、4、8、16
主张 所以 6 个点有 32 个 规律提示是 32,但尚未检验
检验 没有做 数出 6 个点是 31
结论 翻倍成立 翻倍在 6 个点失效

右边多问了一个问题:下一项测试过了吗?

自我检测

前几个自然数的和:1 = 1,1 + 2 = 3,1 + 2 + 3 = 6,1 + 2 + 3 + 4 = 10。写一句话说明规律提示了什么,再写一句话说明什么还没有证明。

答案

规律提示,前 n 个自然数的和是 n(n + 1)/2,因为 n = 1、2、3、4 时,这个公式分别给出 1、3、6、10。

它还没有对每个 n 证明,因为四个例子不能涵盖所有整数。要证明它,需要一个一般性的论证,例如把数列倒过来与原数列相加。

下一步学什么

在 综合练习 里检验你的措辞。若你总是在该写理由时写描述,把它记进 错题记录工具。

想让老师帮你把图形变成有根据的答案,可以了解 一对一线上数学补习。

常见问题

为什么画出来的图不算证明?

图只表现一种情形,而且是手画的,长度和角度有小误差。对每种情形都成立的说法,需要一个对所有情形都适用的理由。图帮你看出要证明什么,但它不是证明。

“图形未按比例绘制”是什么意思?

它提醒你:图里的长度和角度可能不准。你必须用题目给的数值和已说明的关系,不能凭图的外观判断,用尺量也会误导你。

表格里的规律可以当证明吗?

不可以。表格只说明列出的几项符合规律,并不说明规律会继续。你需要一般性的论证,或者说明这个说法只是很可能成立。

只有规律时,答案该怎样措辞?

用“提示”或“看来”,并写明检查过哪些情形。例如:“前五项提示是翻倍的规律,但尚未证明。”这样既诚实又稳妥。

如果题目要你说明理由,你却只靠图,一对一数学课让老师帮你用评分标准要的措辞,写出有根据的说明。

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