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
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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————》
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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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