【奧數揭秘】一題能有多解 評鑑不只好壞
這次的題目,關於六邊形的面積,在不同的解法當中,也會談談怎樣評鑑。
先把相等或有關係的邊,用未知數x和y表示好各邊,之後留意到FD為兩個直角三角形的斜邊,用上畢氏定理,就找到x和y的關係。計算面積時,剛好有這個關係相關的代數式,代入化簡後,就得到了數字的答案。
這個方法做起來,若是直接計算面積,會出現一道代數式,有兩個未知數,看來是不太好解。即使用上了畢氏定理,也預料到,有些二次方的項出來,若是想去把x用y來表示也不太好做。於是後來竟然恰巧全消去了,只餘下一個數字,那看來有點「巧遇」的感覺。
「巧遇」在解難中,也真是有的。初學一些課題,往往經驗是淺的,於是解題時都是見步行步,要累積挺多經驗之後才能夠看得遠一點。競賽題中,推論往往比較深遠,步驟多,也可能會封住了直接計算數字的路,用各樣複雜的算式表現出來,然後又要巧妙地繞過,於是探索之中,也不時有巧遇的情況。
談起巧妙的解法,這題也真是有個很巧妙的做法,一行就做到,就是把圖形用上了「分身術」似的分成四個,像圖三那樣,拼在一起,那個接合處,剛好100˚+80˚=180˚,是直線,於是面積就是一個大正方形減去小正方形之後,再平分四分,也就是¼(17²-12²)=36.25。早前見識到這個解法時,心裏也禁不住一聲喝彩。
兩個解法比較起來,哪個簡單是明顯的,只是簡單的解法,看來也像「神來之筆」,沒那麼有跡可尋。用來欣賞是好看,但學起來又好像有點虛無縹緲的感覺。題解之中,見到一樣的邊或有關係的邊,就用同樣的未知數表示,思考過程踏實多了,容易見到可行實在的進展,就是一時未想到,至少看得出大概接近了答案。
這裏也可以問一問,哪一種解法算是比較好?平常來說,好像解法簡短就好,那就是後者較好。只是學習起來,前者雖然看來步驟多,但容易想到多幾步。各有好處,就是靈巧與踏實的取捨而已。而題解中的做法,算是比較易學易入門,所以長篇一點也值得說。
在一題多解之中,評鑑各樣解法未必只有好壞兩個選擇。事實上,一種解法往往有多方面的好處,有時是易想出來,有跡可尋;有時是簡潔精巧,有時是用處廣泛,數字情景改動一點,也能處理。
在奧數班同學之中,多幾個解題的能手,交流各樣解難的技巧、評鑑解法的好處時,多了討論,對於什麼樣的解法,有什麼好處,思想就豐富多了。之後看各樣的解法,思考起來,角度也多很多。
◆ 張志基
簡介:奧校於1995年成立,為香港首間提供奧數培訓之註冊慈善機構(編號:91/4924),每年均舉辦「香港小學數學奧林匹克比賽」,旨在發掘在數學方面有潛質的學生。學員有機會選拔成為香港代表隊,獲免費培訓並參加海內外重要大賽。詳情可瀏覽:www.hkmos.org。
◆ 香港數學奧林匹克學校