0 学过平面几何的人都能出题目自己来做,学习也就具有了研究的性质。 1984 年我曾整理三角形作图问题,送给刚到农村初中任教的弟弟——学生问及好有个应对。前篇博文介绍了已知三高、三中线、三角平分线以及一边之高、中线和对角平分线的作图。 此情可待成追忆:中学平面几何 http://blog.sciencenet.cn/blog-275648-837601.html 应行仁老师说“几何题,所用到的知识 不多,妙在想对思路;一旦解出,清清楚楚无可辩驳”;李轻舟老师也说“ 探索性平面几何题(包括尺规作图 ) 的思维要求并不比一些‘科研’低 ”。因而 再给出两组三角形作图,并 说几句感想 。 1 已知三角形边 a 和对角 A ,作线段 BC = a 和 ∠ BCQ= ∠ A ,作 BC 的垂直平分线和 CQ 的垂线交 于点 O ;顶点 A 在以 O 为圆心、 OC 为半径的弦切圆上。 (1) 给定一边、一角以及中线 m a ,容易确定三角形。 (2) 给定高 h b ,则以 B 为心、以 h b 作圆;过 C 点作该圆之切线交圆 O 于点 A (3) 给定中线 m b ,则以 B 为心、 m b 为半径作圆,与 直径 OC 的圆交于 E ,延长 CE 交圆 O 于 A (4) 给定角平分线 t b 不能(?)以规尺作出三角形(说明省略)。 (5) 给定 t a , ATN 为角 A 平分线,记圆 O 半径为 R , MN=δ , AN=η ;基于三角形相似,有 δ / η= ( η – t a )/2 R , ( η – t a /2) 2 =( t a /2) 2 +2 Rδ 。 2 Rδ 等于 BN 平方,取 BF=FA’= t a /2 ,有 η=NA’ 2 已知边 a 和高 h a ,线段 BC = a ,再给一个条件可在与 BC 相距 h a 的平行直线 L 上确定顶点 A 。 (1) 给定一边、一角以及中线 m a ,容易确定点 A 。 (2) 给定高 h b ,则以 B 为心、半径 h b 作圆;过 C 点作该圆之切线交直线 L 于点 A (3) 给定中线 m b ,则以 B 为心、以 2 m b 在直线 L 上截取 A ’ ;而 AA’ = a ( 两解 ) (4) 给定角平分线 t b 不能(?)以规尺作出三角形 (5) 给定 t a ,可 如图 作 Rt Δ ADT ,记 ∠ T AD=γ, 有 h a = a , 即 sin A/ (cos A +cos2 γ )= a/ 2 h a ,记为 tan φ ,有 sin( A – φ )=sin φ cos2 γ ,可求得 ∠ A (似乎不够简明直接,敬请高人出手) 。 3 30 年前进行三角形作图时内心充满愉悦——复习过去所学并能有所收获;写作前述博文同样充满愉悦。看到应老师的评论“ 我初二时 ( 1961年 ) 自问自答一道尺规作图题:平面上任给一条直线和在直线同一边的两个点,要求画一个园过这两点与这直线相切 ”,随即想到“连接两点、延长与直线相交,交点至两点距离乘积为切线平方,确定切点(两解)”;并说“我知道了。我在文中提及割线定理,应老师特地来'点化'。谢谢应老师啦”。内心之愉悦不说可知。 AP 为直径 , DB ⊥ AP , 切线长 PC 1 =PD 后又见到应老师说“知道割线定理后,用尺规作图来实现,只需要一个小技巧”,也就会心一笑,没有说话:直角边平方等于其投影与斜边之乘积。随即就想到另一个题目:作圆过给定一点 P 并与两边相切——以图示相似变换即可实现。 这些该是中学数学教师的功课。我曾就岩石强度准则做过类似功课,最终写成 Comparisonoftheaccuracyofsomeconventionaltriaxialstrengthcriteriaforintactrock.InterJRockMechMinSci , 2011 , 48 : 852 – 863. 相关工作主要是增进自己的学术素养,尽管也提出单参数的正则抛物线准则和三参数的指数准则。 4 今年 6 月 27 日到复旦大学参加女儿的博士毕业典礼;听致词的一位同学说“复旦以自由和无用为灵魂”,颇有感触。我们确实过于功利——关心经费、关心项目、关心论文;许多人说研究的艰辛,说写作的困难,说发表的烦恼;而叙说读书、授课、写作之愉悦的却很少很少。 也许业绩考核使部分教师受压变形。学校制定的政策并不合情合理,可大家只能被动应付。就我所知,为了完成学校规定的业绩,少数同仁不得以申报没有新意的专利、发表没有读者的论文,内心充满苦痛而难以排解。 我曾多次说过,“我希望愉快地做一名正直的教师。因而,对于偏离正道的诱惑,抵御于内;对于偏离正道的逼迫,抗争于外”。当然,这并不容易,需要付出代价。 5 上周末回母校参加毕业 30 年聚会,大家叙说别后情形。我说,除了头发白了些,自己与 30 年前一样,没有什么变化呢。同学们竟认可我的说辞,有人说“社会变化啦,你不变怎行”。 许多同学知道我与勾 攀峰先生的争执,关切之情溢于言表。还好, 事情恰巧了结 。 ZWD 同学以兄长的口吻个别“教训”我有二十分钟之久,说“以后一定不允许这样”。不过, CW 同学在餐桌上所问“你这么干为什么?对你有什么好处”,使我略有些为难。我只得挺直腰、抬起头,说“不为什么。只是这样的事情总得有人去做啊。做成之后别有一种愉悦呢”。 6 我想,与 30 年前相比,现在的生活条件、工作环境已极大改善,需要的只是心态良好而已。也许,我们真该以“自由而无用的灵魂”,享受“阅读及写作的愉悦 ”。
爱多士 - 蒙代尔不等式是一个关于三角形的非常优美的不等式,1935年由著名的传奇数学家爱多士提出: Claudi Alsina and Roger B. Nelsen 给出了爱多士 - 蒙代尔不等式的一个有趣的直观证明方法,作者称其为可视化证明(参见 A Visual Proof of the Erdos-Mordell Inequality , Forum Geometricorum , Volume 7 (2007) 99 – 102. ) .介绍如下: