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为什么直线同侧函数值符号相同?

(2012-05-01 14:27:11)
标签:

线性规划

教育

分类: 必修五内容

如果没错,高一的学生应该是刚好学完线性规划这一章节了。这部分内容里一个最重要的事实就是在直线Ax+By+C=0同一侧的点,是使得AX+BY+C有相同符号的点的集合。教材对此的处理就是实验,列举几个例子来得到此结论,包括人教版也是如此。并且引进了“上方下方”这样的词语,虽然能给人直观的印象,并且结论本身也易于接受,但是对于我们,还是应该对此有一个好的解释——有没有一个完整的证明方法?本文介绍一个,希望能引起共鸣。
      先上图,然后慢慢说明问题
      http://xuefuzi.com/content/uploadfile/201204/d0096ec6c83575373e3a21d129ff8fef20120423155051.jpg
       如图所示有一条直线Ax+By+C=0,A和B位于该直线的同侧,我们假设 Ax1+By1+C>0,现在我们证明 Ax2+By2+C>0也成立。我们采用的方法是反证法,即假设Ax2+By2+C<0,导出矛盾。为了方便,我们设p=Ax1+By1+C,q= Ax2+By2+C。证明之前,我们第一件事情就是,如何用数学语言描述A和B在直线L的同侧?这一种方法貌似很有效:
       线段AB与L不相交————》线段AB里不存在内分点P(m,n)使得Am+Bn+C=0————》
       http://xuefuzi.com/content/uploadfile/201204/b5e9b4f86ce43ca65bd79c894c4a924c20120423161142.gif
       但是事实上,因为p和q异号,若令λ=-p/q,则该式子成立,所以出现矛盾。也就是说,若p和q异号,则线段AB里存在直线上的一点,换句话说,A和B两点居于直线两侧,所以A和B的得到的函数值必须同号。上面的过程其实也证明了直线两侧函数值异号的结论。
      所以看起来并不难,还可以作为一道定比分点公式和反证法的例题,学夫子觉得是大有好处。

     出处:学夫子数学博客http://xuefuzi.com

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