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書摘:證明題真的很難嗎?
書摘:全等、相似與變換
書摘:全等三角形

譯 者 作 品

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打擊數學怪獸
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咖啡癮史:從衣索匹亞到歐洲,從藥物、祭品到日常飲品,揭開八百年的咖啡文明史(全新暢銷修訂版)

數學

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與愛麗絲同遊奇妙的數學世界(CK0026)

類別: 自然‧科普‧數理>數學
叢書系列:科學人文系列
作者:釣浩康
譯者:簡瑞宏
出版社:時報文化
出版日期:2003年10月17日
定價:220 元
售價:174 元(約79折)
開本:25開/平裝/224頁
ISBN:9571339881

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  書摘:全等、相似與變換

9
全等、相似與變換

with…

白雪公主

by
格林兄弟
雅各‧格林(1785年~1863年,德國)
威廉‧格林(1786年~1859年,德國)
──取材自《格林童話集》──

在面向布洛德街的(Broad street)薛爾頓劇場(Sheldonian Theatre)旁邊,有一條寬大的派克路(parks road),沿此路再往北走就是博物館了。

愛麗絲與伊娜以及伊黛絲收到了路易斯老師寄來的邀請函,上面寫著:「請到博物館參觀度度鳥的骨骸吧」。這種渡渡鳥(dodo)原生長在印度洋的模里西斯群島(現在已經絕種),屬於鴿子類,長相非常奇特,可是卻不會飛。她們三人當然很高興就接受了路易斯老師的邀請。

真正的度度鳥骨骸與圖片上看到的有很大的不同。之後,在回家的路上,愛麗絲與伊娜又開始跟往常一樣要求路易斯老師講故事。

「可不可以拜託路易斯老師講個故事來聽好嗎?」

這回路易斯老師講的是〈白雪公主〉的故事。


很久很久以前,有一位白雪公主,她的肌膚有如白雪一樣的潔白,臉頰如鮮血般的紅潤,頭髮如黑炭般的烏黑,是一位很美麗的公主。
因為皇后生了白雪公主之後就過世了,所以國王又娶了一位新皇后。新皇后對於自己的美貌感到非常自滿與驕傲。
後母皇后有一面魔鏡,她每天都會對著魔鏡問:「魔鏡、魔鏡,這個世界上誰最漂亮?」
魔鏡就回答說:「是皇后。」
有一天,皇后又如同往常一樣對著魔鏡問道:「魔鏡、魔鏡,這個世界上誰最漂亮?」
「是白雪公主。」
這回魔鏡的回答跟以前不同。
皇后聽了非常生氣,於是命令獵人:「去把白雪公主殺掉。」
但是獵人覺得白雪公主很可憐,就偷偷地讓白雪公主逃到森林裡去。
白雪公主走進森林深處,看到了一間小房子。於是她悄悄地走進去,看到裡面有著七張小床,桌上還擺著食物和葡萄酒。飢餓的白雪公主忍不住於是大快朵頤起來。
白雪公主吃飽了以後,躺著就睡著了。等到白雪公主醒來,看到眼前有七個小矮人正以驚訝的眼光盯著她瞧。於是白雪公主就把事情的始末說給他們聽。七個小矮人很同情的說:「妳就放心的住在這裡吧。」
另一方面,城堡裡的皇后又對著魔鏡問道:「魔鏡、魔鏡,這個世界上誰最漂亮?」
「是住在森林中七個小矮人家裡的白雪公主最漂亮。」
勃然大怒的皇后於是假扮成賣蘋果的老婆婆,來到七個小矮人的家。
「有沒有人要蘋果呀?蘋果,蘋果,好吃的蘋果。」皇后欺騙白雪公主,讓她吃下了有毒的蘋果。七個小矮人想盡各種辦法試著救活白雪公主,但是都沒有成功。
七個小矮人只有終日盯著白雪公主哭泣。
有一天,一位王子經過這裡。
「哇,怎麼有這麼漂亮的公主!」
當王子看到白雪公主的時候,就被她的美貌所吸引,並想娶她為后。就在王子的家丁將白雪公主抬起來的時候,那顆有毒的蘋果突然從白雪公主的口中吐了出去,接著,白雪公主的眼睛就睜開了。王子於是將白雪公主帶回到自己的城堡,並娶她為皇后。


路易斯老師的故事講完了。

「對於一個心地善良的人來說,就算碰到壞心眼或是會欺侮她的人,同樣的也一定會遇到像偷偷幫助白雪公主逃亡的獵人,以及會照顧白雪公主飲食起居的七個小矮人,得到他們的幫助。所以,最重要的是,與其憎恨別人、排擠別人,還不如懂得愛人、幫助別人來的重要。」

愛麗絲有感而發地說出自己內心的感受。

* * *

接下來就是跟往常一樣的學習算數和數學。

全等

「愛麗絲,這裡有一面鏡子,但不是壞心腸皇后的那一面魔鏡,而是一面普通的平面鏡。如果將愛麗絲可愛的小手放在鏡子前照的話,會看到什麼呢?」

「當然是看到可愛的小手啦!」

「不,我要的答案不是憑感覺看到的樣子,而是說拇指、食指、中指、無名指以及小指映在鏡子上是呈怎麼樣的圖形?」

愛麗絲明白路易斯老師這個問題的意思了。「這樣的話,映在鏡上的圖形,就與倒映在湖水上面的景色意思一樣了。

「沒錯,就像下圖那樣,映出對稱的圖像。對稱反映的圖形與原來的圖形是一模一樣的,所以稱為全等。」

「路易斯老師,什麼叫做全等呢?」

「這個嘛,就是兩個圖形的形狀相同,而且大小也完全一樣的圖形,就叫做全等。」路易斯老師繼續問她問題。

「愛麗絲,在一張透明的薄紙寫上數字 7,把紙拿起來從底下看上去,這個7是呈什麼樣子呢?」

「從底下看上去,與直接翻過來看,同樣都會像右圖那個樣子。」

「無論將兩張平面圖形分開,或顛倒過來,或摺疊,抑或反過來放,只要兩個圖形可以完全重疊,這兩張圖形就叫做全等。所以這兩個數字『 7 』的圖形就是全等。」

「那麼,有沒有全等的立體圖形?立體圖形應該無法剛好兩個重疊在一起吧……。」愛麗絲很率直的又問了一個問題。

「可以剛好重疊一起的是指平面圖形沒錯,但是全等並不只限於平面圖形而已,一邊的長度相等的正立方體、半徑相等的球體或半球體等立體圖形,也有很多全等的例子。」

「路易斯老師,我對於全等的意思已經有個初步的概念了,不過可不可以請老師再說明詳細一點?」

路易斯老師於是針對三角形、四角形等全等的條件,用筆寫在黑板上進一步說明。

* * *

兩個圖形相重疊的時候,如果是剛剛好的話(形狀與大小都一樣),那麼就叫做全等圖形。所謂全等圖形,就是表示兩個圖形重疊在一起的時候,無論是頂點、邊、角都與對應的頂點、邊、角完全吻合,而且大小也要完全相同。

將兩個圖形重疊有以下三種方法:


(1) 以固定的方向移動(平行移動)。
(2) 設一個定點為中心,然後旋轉(旋轉移動)。
(3) 翻轉(1.從背面看  2.線對稱  3.用鏡子反射)


利用上面三種移動方式就可以將圖形重疊。此時,將圖形移動的時候,無論形狀或大小都不變,也就是角度的大小、邊長以及面積都沒有任何改變。