[转载]数学文化之旅137::矩形、长方形、正方形定义的历史沿革与解读
(2019-04-10 19:12:33)
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分类: 数学文化 |
1、1923年~1961年的定义(传统定义)
平面内“四个角都是直角的四边形”叫做矩形。邻边不等的矩形叫做长方形。邻边相等的矩形叫做正方形。
这种定义方式准确无误,正确地刻划了事物的空间形式与数量关系。是老祖宗留给我们的数学知识,是中华民族的灿烂文化,在中国人眼里是永恒的真理。谁都挑不出它半点的毛病。
2、1961年~约1985年的定义(外来定义)
有一个角是直角的平行四边形叫做矩形。又叫长方形。
这个定义显然是错误的,因为矩形不等价长方形,所以1985年后被摒弃掉了。
3、1986年~约2000年的定义(外来定义)
有一个角是直角的平行四边形叫做矩形(通常也叫长方形)。又在教参里有了“正方形是特殊的长方形”的说法。
这个定义及“说法”似乎是在补救2,实质是在肯定1,有平衡两种定义的冲突的意思:2的逻辑显然是错误的,但可以不去叫真,糊里糊涂就那么回事吧,又不影响“年成”(其实肯定影响到“年成”了)。主张两种定义并存,(很不错,和谐社会吗!)但就数学基本概念本身来说是不可以的,数学上是就是,非就非,没有调和的必要。
4、约2000年~2013年的定义(外来定义)
有一个角是直角的平行四边形叫做矩形(rectangle),也就是长方形。
在我看来这不是长方形的定义,而是定义2的翻版,逻辑上肯定是错误的。这么定义长方形让人心里不太舒服,我读出来了:就让矩形⇔长方形咋地啦,不行吗?有点耍权威的意思,是纯粹的形而上学。其实2和4才是所谓的外来长方形的定义。(不准确,不严密)
二、
传统的长方形定义与外来的长方形定义之冲突:
一位师范院校数学系的副教授,直言不讳地否定了传统的长方形定义,“罪”名如下:
所谓的长方形的传统定义;(她不认可的定义)
肯定是不对的,错误的,需要改正的;
定义方法有局限性的,不严密的,早就应该摒弃了的。
给出了她解读当今教材的定义。原话是——长方形的定义应该是:有一个角是直角的平行四边形。(其实这是1961年~1985年时期的长方形定义,已经被摒弃了。)
我不怪这位副教授,因为她是1967年生人,她读初三的时候的教材上(82~83年),就是这个错误的长方形定义。
下面我要把这位副教授对传统定义的否定,送给外来的长方形定义基本合适。我要完成一个否定之否定的过程。
一、
中小学数学教材中的错误概念剖析:
由于外来长方形定义的错误,导致了中小学数学教材如下的概念错误:“矩形也就是长方形,正方形是特殊的长方形,正方形集合是长方形集合的真子集”。并把“正方形是特殊的长方形”说成是正方形的定义,说什么“这样的定义方式是普遍采用的,合适的,长方体与正方体,等腰三角形与等边三角形等的关系也是这样,也是一个目前采用的做法”。
在我看来这些说法都不是定义,而是一些命题。不管是不是目前普遍采用的做法都不重要,我要说这些命题有错误是伪命题,必须讨论研究,及早改正。
矩形也就是长方形,那么我要问它是长方形,还不是长方形呢?是就是,不是就不是,恐怕没人能回答了吧。因为客观世界摆在我们面前:矩形是{,},长方形是{},正方形是{}。小孩子从幼儿园识图开始,就知道长方形,正方形。就是你走在路上看见地砖也会说长方形,正方形,绝对不会说它们“俩”都是长方形。所以,不存在与矩形等价的长方形定义。在中国数学文化的字典里,就叫长方形,就叫正方形,“两形”是成对出现的,是矩形集合按边的不同分解的结果。
A
长
正方形
矩形
矩形不等价长方形
长方形(非正方形的矩形)
直平行六面体
直平行六面体不等价长方体
长方体(非正方体的直平行六面体)
不要忽视了:十月怀胎⇒一朝分娩,是不可逆的事实。分解前的集合是种,分解了的集合元素就是属;不分解时三个概念用一个圈表示,分解之后的三个概念用三个部分表示
。分就分,不分就不分,不能又分又不分。(双重标准肯定会闹出混乱的)。
在中华民族的文字里,不定义长就没有宽,不定义相等就没有不等,不定义长方形就没有正方形,√念对、
×念错,这些概念都是成对出现的,是对立统一的。不定义长与宽的逻辑关系是行不通的,是混乱的根源。长江就叫长江,你把它叫成宽江,别人也没有办法。(你有权威你就叫吧!和我半毛钱关系都没有。)这就是老百姓的误区,或许也是老百姓的唠骚话。
大家都知道,解斜三角形的充要条件是:三个已知条件中至少有一条边。没有边不行(边不确定也不行)。两个相似三角形只能判断出它们的形状统一,判断不了它们的大小关系,它们的相似比只能通过对应线段的比才能确认。由此两例可以说外来长方形定义逻辑上真的不成立,不能谓之定义,是一个伪命题。在此,我要向年轻的数学教育工作者提醒一下,一定要分清什么是命题,什么是定义,否则会南辕北辙,走冤枉路的。
二、
由错误概念引起的一些混乱
三年多的时间里,我走访过近千人次。教材中的错误概念困扰着老师和学生,给教学带来了知识上的混乱。(请看本书28页《混乱》一文)
三、
坚持真理,纠正错误,教材建设,师者有责。
从1961年至今,所谓的外来长方形定义已有55年了。从1979年起,集合论的内容下放到高中教材,相继渗透到初中、小学教材,两种长方形定义的冲突就越发激烈。外来长方形定义几经修改,仍没能解决教学中的知识混乱的状况,原因就是:无论你怎么改都解决不了本质上的问题。(根本就不存在能和矩形等价的长方形定义,换句话说在中国数学文化的字典里矩形永远不能等价长方形。)
对于这个历史遗留问题,到了应该解决的时候了。2014年10月,人教社为教材的这一问题召开了研讨座谈会,为问题的解决拉开了序幕,在此,向人教社的领导和参与研讨的同志表示衷心的感谢。
我真诚地请求全国的数学家、数学教育工作者,认真研究讨论,以严谨的态度和科学的方法,坚持真理,纠正错误,决不能让谬种流传。