
題解裏留意到鏡面與兩線的夾角相同,於是把其正切值用兩線及鏡面的斜率表示,然後找到關於鏡面斜率的方程,用一元二次方程的公式即可找到答案。
對於中學生來說,這題的難處是文章開始談到的夾角正切值,涉及正切的複角公式tan(A-B)=tanA-tanB/1+tanAtanB。這是高中數學延伸部分的內容,大部分學生並不知道,即使知道對於平常學生來說,若能運用計算機可能會想到找角度,而未必會單用斜率計算出答案。
這題在技巧上算是簡單的,難處大概在於正切複角公式在課程裏是較高年級的知識,所以才變得困難。若是初中生早些預習三角函數的算術,問題就易掌握了。
反射變換無處不在
題目談及光線反射,在科學裏比較接近物理科裏的光學部分,在數學裏就接近反射變換的課題。所謂反射變換,就是照鏡子時原本的圖像和鏡內映像的關係。具體而言,原本物體上的一點,與鏡裏映像的對應點,跟鏡子距離必然相同。
用數學來描述這些反射現象,可以在坐標上精準繪畫出圖形的原像與映像,加深學生的了解。
在生活裏,除了日常照鏡時會有反射,在河邊漫步,望着彼岸的景色,為小屋樹林的倒影拍照,這也是反射現象。又或者是文具店裏的萬花筒,裏邊對稱的圖,也是反射現象。
除了反射變換外,初中學過的知識還有平移和旋轉,這些可以理解為一些物體在移動時的位置變化;要是學習高中延伸部分裏關於矩陣的內容,就會發現,這些變換可以用矩陣表示,跟初中聯立方程的課題也有密切的關係。
晚上靜靜的小湖上,水面映着天上的月光,背後隱藏着數學裏的矩陣變換、三角函數,而這些內容又可聯想到物件變化的軌跡,以及其他工程科技的應用,堪稱是數學美感和實用性的體現。純粹的數學有點像花,不僅可以觀賞它的美感,論實用性還可「入藥」,解決實際的生活問題。● 張志基
香港數學奧林匹克學校
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。
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