赵长青在聂虎草稿纸的空白处,迅速而精准地画了一个直角坐标系。“设A点坐标(x_A, y_A),B点坐标(x_B, y_B),C点坐标(x_C, y_C)。”他一边说,一边写下坐标。“那么,BC中点D的坐标,是((x_B + x_C)/2, (y_B + y_C)/2)。”
他的笔尖在纸上移动,流畅地写出坐标公式,字迹有些瘦硬,但非常清晰。“AD的直线方程,可以用两点式写出。同样,BE的直线方程,用B点和AC中点E的坐标写出。然后,”他顿了顿,看了聂虎一眼,“联立这两个直线方程,解出交点G的坐标。”
聂虎紧紧盯着赵长青的笔尖,看着他写出那些由字母和数字组成的算式。虽然有些符号他还不熟悉,但整体的思路,他却看懂了!将几何图形放在坐标系里,用数字(坐标)来表示点的位置,用方程来表示直线,然后用代数的方法(解方程)来求交点!这完全是另一个世界的方法!一种将几何问题转化为代数计算的、精确而强大的方法!
赵长青很快写出了交点G的坐标表达式,那是一个关于A、B、C三点坐标的复杂式子。“然后,写出CF的直线方程,C点和AB中点F的坐标。最后,将G点的坐标,代入CF的直线方程。”他一边说,一边演算,“如果等式成立,说明G点满足CF的方程,即G点在直线CF上。那么,三条中线交于同一点G,得证。”
他放下笔,整个过程行云流水,没有丝毫滞涩。虽然最后的代数运算看起来有些繁琐,但思路清晰无比,每一步都建立在严格的坐标定义和代数规则之上,完全跳出了纯几何的图形推理。
聂虎看着纸上那一行行陌生的坐标和方程,心中掀起了惊涛骇浪。这种方法,与他之前想的“平衡”直觉、与苏晓柔讲的几何证明,截然不同,却同样有力,甚至更加直接和一般化。无论三角形是什么形状,只要设出坐标,就能按部就班地计算、证明!这简直是……一种全新的语言,一种描述图形和空间的、更精确的语言!
“这……就是坐标法?”聂虎喃喃道,眼中充满了震撼和渴望。他之前在那本《代数学初步》的末尾,似乎看到过“坐标”这个词的惊鸿一瞥,但完全不解其意。此刻,赵长青用一道具体的题目,为他打开了这扇大门的一条缝隙,让他窥见了门后那宏大而精妙的世界。
苏晓柔也同样震惊。她听说过解析几何,知道这是“新学”中非常重要的分支,但限于教材和师资,她从未如此直观地看到解析几何在具体问题中的应用,更没想到平日里沉默寡言、似乎只沉浸在古籍和外文书籍中的赵长青,竟然如此熟练地掌握了这种方法,并且愿意拿出来分享。
“嗯。”赵长青点了点头,似乎不觉得这是什么了不起的事。他看了一眼聂虎草稿纸上那些关于“平衡”和“面积”的涂鸦,又看了看苏晓柔严谨的几何证明,沉默了片刻,补充道:“你的‘平衡’,想法很好。坐标,是另一种‘平衡’,数的平衡。”
这句话说得有些拗口,但聂虎却听懂了。他的“平衡”是基于空间直觉和物理想象的模糊模型,而坐标法,则是用精确的代数关系,来描述和验证这种空间平衡,是“数的平衡”。两者看似不同,实则相通。
一道题,三种解法。苏晓柔的纯几何证明,严谨优美,是经典之路;聂虎的平衡直觉,虽不严谨却充满想象力,触
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