《給孩子的幾何四書(shū)》是我國(guó)著名數(shù)學(xué)教育家許莼舫的四部幾何著作的合集,這四部書(shū)分別是《幾何定理和證題》《幾何作圖》《軌跡》和《幾何計(jì)算》。作者寫(xiě)作這四部書(shū)的目的,在于幫助讀者徹底地了解教材中的知識(shí)點(diǎn),指導(dǎo)讀者怎樣去運(yùn)用幾何定理,掌握正確的解題方法,培養(yǎng)幾何思維。作者在書(shū)中通過(guò)豐富的例題,對(duì)讀者進(jìn)行引導(dǎo)和啟示,以達(dá)到事半功倍的效果。另外,作者還提供了一些補(bǔ)充材料,可以擴(kuò)大讀者的眼界,提高理論基礎(chǔ),為進(jìn)一步學(xué)習(xí)創(chuàng)造有利條件。這幾部書(shū),在上世紀(jì)曾經(jīng)創(chuàng)造驚人的銷(xiāo)量,許多老一輩數(shù)學(xué)教育家都深受其影響,鑒于其多年不再印行,我們將其重新編輯整理出版。
許莼舫,原名許潤(rùn)芳,1906年出生于江陰顧山鎮(zhèn)南橋堍一個(gè)中醫(yī)家庭,后定居無(wú)錫。19□4年夏于江蘇省立水產(chǎn)學(xué)校畢業(yè)后隨父學(xué)醫(yī),半年后在顧山小學(xué)任數(shù)學(xué)教師。他自幼酷愛(ài)數(shù)學(xué),刻苦自學(xué)。1935年編著了《古算法之新研究》和《古算法之新研究續(xù)篇》,在數(shù)學(xué)界初露頭角。同年起,先后在無(wú)錫錫光中學(xué)、方橋錫南中學(xué)任數(shù)學(xué)教師。又根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),編寫(xiě)了《數(shù)學(xué)補(bǔ)習(xí)用書(shū)》四種,深受中學(xué)生的歡迎?箲(zhàn)爆發(fā)后,他曾創(chuàng)辦中學(xué),并自任校長(zhǎng),先后擔(dān)任過(guò)好幾所中學(xué)的校長(zhǎng)和教導(dǎo)主任。在此期間,他編著了一本古算書(shū)和一本幾何學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū),由開(kāi)明書(shū)局出版發(fā)行。
解放后,許莼舫先后在無(wú)錫輔仁中學(xué)、市□□中學(xué)任數(shù)學(xué)教師。為了培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的興趣和愛(ài)好,常在課堂上結(jié)合教材,用講故事的形式介紹我國(guó)的數(shù)學(xué)史,深入淺出,引人入勝;并在課外舉辦數(shù)學(xué)輔導(dǎo)講座;還親自創(chuàng)作不少數(shù)學(xué)模型、掛圖、表格,進(jìn)行直觀教學(xué)。1953年辭職回家,專(zhuān)事數(shù)學(xué)讀物的寫(xiě)作。著有數(shù)學(xué)讀物3□種,撰寫(xiě)論文60多篇,共300多萬(wàn)字。3□種數(shù)學(xué)讀物發(fā)行近1000萬(wàn)冊(cè)。
《幾何定理和證題》
一 基本知識(shí) 1
什么是幾何定理和證明題 3
幾何定理為什么要證明 7
定理的基礎(chǔ) 11
定理的兩半段 15
定理可以從一變四 19
從定理變得的都正確嗎 □3
證題前有什么準(zhǔn)備 □7
怎樣著手證題 33
間接的證題法 39
證題時(shí)的注意點(diǎn) 45
怎樣作有用的輔助線 49
二 證題法分論 61
怎樣證兩線相等 63
研究題一 70
怎樣證兩角相等 73
研究題二 78
怎樣證兩線平行 81
研究題三 84
怎樣證兩線垂直 87
研究題四 91
……
三 定理和證題法的活用 185
……
《幾何作圖》
一 基本知識(shí) 1
什么是幾何作圖題 3
作圖用具的限制 7
作圖的可能問(wèn)題 11
作圖題的不定和無(wú)解 17
作圖題的不合理 19
作圖的不能問(wèn)題 □1
正規(guī)作圖和近似作圖 □5
基本作圖法 □9
作圖題解法的步驟 33
作圖題解析法總說(shuō) 41
二 作圖法分論 47
三角形奠基法 49
研究題一 56
軌跡相交法 59
研究題二 70
平行移位法 73
研究題三 80
旋轉(zhuǎn)移位法 83
研究題四 86
翻折移位法 87
研究題五 94
……
三 作圖法的活用 155
……
《軌跡》
……
《幾何計(jì)算》
……
我們常說(shuō)做一件事情要有一定的規(guī)矩。什么是“規(guī)矩”?我國(guó)古代有一句話,“不以規(guī)矩,不能成方圓”。這“規(guī)”和“矩”兩個(gè)字,原意是工人制造器物用的兩件工具,“規(guī)”就是圓規(guī),“矩”是現(xiàn)在的木工也常用的,俗稱曲尺,由兩根直尺依垂直的方向相接而成。有了規(guī)才能畫(huà)正確的圓形,有了矩才能畫(huà)正確的方形。如果工人不用規(guī)、矩兩件工具,胡亂制造器物,那就會(huì)圓的不圓,方的不方,不成一個(gè)樣子了。
幾何作圖也用兩件工具,一件就是上述的規(guī),但另一件是單獨(dú)的一根直尺。概括言之,幾何作圖要根據(jù)如下的三條公法進(jìn)行:
通過(guò)兩點(diǎn)可以引一直線(或在兩點(diǎn)間可連一線段)。
一線段可任意延長(zhǎng)。
拿定點(diǎn)做圓心,定長(zhǎng)做半徑,可以作一個(gè)圓(或一段。。
這三條公法,是由實(shí)踐知道的作圖方法,同公理一樣,不須加以證明,就可認(rèn)為成立,是作圖法的基礎(chǔ)。其中的(1)和(□)可用直尺作成,(3)可用圓規(guī)作成。諸位回頭去看一看前節(jié)所舉正五角星的作圖方法,不是都根據(jù)這三條公法、用這兩件工具作成的嗎?
幾何學(xué)上用的直尺是不許有刻度的。我們通常買(mǎi)到的直尺都有刻度,但在作圖時(shí)必須注意,用這些直尺只能過(guò)兩點(diǎn)引一直線,或延長(zhǎng)一線段,不許用它去量長(zhǎng)短。
幾何作圖所用的工具,為什么要有這樣嚴(yán)格的限制呢?我們用有刻度的直尺去畫(huà)一條線段,使它等于已知的線段;用三角板去畫(huà)一個(gè)直角或一直線的垂線,不是更便利嗎?其實(shí)這是因?yàn)闅v史的原因,過(guò)去認(rèn)為有刻度的尺上所刻的尺寸,或三角板上制就的直角,是信不過(guò)的,在理論上就不承認(rèn)這樣的作圖方法。過(guò)去認(rèn)為幾何是用理論推演的學(xué)科,雖然用圓規(guī)畫(huà)的圓也許不很圓,用直尺畫(huà)的直線也許不很直,但是在這兩件工具中缺少了任何一件就無(wú)法作圖,因此就限制用這兩件工具,使圖形既可以作,而又把不可靠的限度減少到□小,可以認(rèn)為是比較妥善的一個(gè)方法,F(xiàn)在的幾何作圖就沿襲了這個(gè)規(guī)定。
一切的幾何圖形,用圓規(guī)和直尺都能作成嗎?這是不可能的,但大多數(shù)的作圖題是可以解的。關(guān)于在這限制下不能作圖的情形,留待后面討論。