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研究生: 陳昱達
Chen, Yu-Ta
論文名稱: 探討以不等式為主題的無字證明在中學教學上的應用
指導教授: 許志農
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 數學系
Department of Mathematics
論文出版年: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 145
中文關鍵詞: 無字證明Proofs Without WordsNelsen不等式中學數學
DOI URL: https://doi.org/10.6345/NTNU202202481
論文種類: 學術論文
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  • 證明在數學學習的過程中佔著非常重要的地位。證明能促進我們的邏輯思考,培養訓練我們的推理能力。然而,證明卻一直是讓學生感到害怕的內容。為了提升學生的數學素養和論證邏輯,以及彌補課本的證明教學較為缺乏的多樣性和趣味性,在此我們以尼爾森(Roger B. Nelsen)著作的三本書籍《無字證明I:視覺思考上的練習》(Proofs Without Words I: Exercises in Visual Thinking)《無字證明II:更多視覺思考上的練習》(Proofs Without Words II: More Exercises in Visual Thinking)、《無字證明III:進階視覺思考上的練習》(Proofs Without Words III: Further Exercises in Visual Thinking),以及蔡宗佑老師的著作《按圖索驥──無字的證明》所蒐集有關「不等式」的無字證明做整理並探究,在眾多不同於教科書的證明方法中,探討哪些適合讓學生閱讀學習。再由數位教材團隊完成教材的開發,並透過網路的分享,讓除了學生以外的社會大眾都能一起欣賞無字證明的美感。

    第一章 緒論 1 第一節 研究背景與動機 1 第二節 研究目的 1 第三節 研究範圍與後續 2 第二章 文獻探討 3 第一節 無字證明的歷史 3 第二節 無字證明與數學證明 8 第三節 尼爾森與無字證明 12 第四節 算幾不等式 15 第三章 研究工具 29 第一節 工作單說明 29 第二節 工作單的內容 31 第三節 問卷研究 33 第四章 研究結果 36 第一節 無字證明工作單 36 算幾不等式-1 36 算幾不等式-2 38 算幾不等式-3 40 算幾不等式-4 42 算幾不等式-5 44 算幾不等式-6 46 算幾不等式-7 48 算幾不等式-8 50 算幾不等式-9 52 算幾不等式-10 54 算幾不等式-11 56 算幾不等式-12 59 算幾不等式-13 61 柯西不等式-1 64 柯西不等式-2 66 柯西不等式-3 68 分數不等式A-1 70 分數不等式A-2 72 分數不等式A-3 74 分數不等式B-1 76 分數不等式B-2 78 分數不等式B-3 80 分數不等式B-4 82 平方和不等式 84 立方和不等式(三元算幾不等式) 86 四大平均不等式 88 閔可夫斯基不等式 91 第二節 問卷施測結果 93 第三節 研究建議 101 第五章 參考文獻 102 附錄 深入無字證明 (Proofs Without Words and Beyond) 104 1 引言 104 2 無字證明的簡史 108 3 無字證明與數學證明 113 4 為什麼我們要書寫證明 125 5 無字證明2.0版 133 加朗特的「一個真實的幾何不等式」 133 沃夫的「維維亞尼定理」 134 川崎的「維維亞尼定理」 136 勾股定理 136 蕭氏「平方和」 139 讀者的挑戰 141 6 參考文獻、致謝、關於作者 142

    一、中文部份
    王曉朝 (譯)(2003)。柏拉圖全集(卷一)。台北:左岸。
    林福來 (2015)。普通高級中學數學1。台北:南一。
    許志農 (2015)。普通高級中學數學1。台北:龍騰。
    張鎮華 (2002)。算幾不等式面面觀。《數學傳播》,第26卷第2期。
    游森棚 (2015)。普通高級中學數學1。台北:翰林。
    蔡宗佑(2016)。按圖索驥-無字的證明。台北:三民。
    蔡宗佑(2017)。按圖索驥-無字的證明2。台北:三民。
    蔡聰明 (2012)。數學的發現趣談。台北:三民。
    德里 (2001)。一百個著名初等數學問題歷史和解答。新竹:凡異。
    歐陽絳 (2002)。數學軼事。台北:九章。

    二、英文部份
    Nelsen, R. B. (1993), Proofs Without Words I: Exercises in Visual Thinking, Mathematical Association of America.
    Nelsen, R. B. (2000), Proofs without Words II: More Exercises in Visual Thinking, Mathematical Association of America.
    Nelsen, R. B. (2015), Proofs without Words III: Further Exercises in Visual Thinking, Mathematical Association of America.
    Nelsen, R. B. & Claudi Alsina(2009), When Less Is More, Mathematical Association of America.
    Nelsen, R. B. & Claudi Alsina(2006), Math Made Visual, Mathematical Association of America.

    三、網路資源
    心裡有數(2012)。算幾不等式的證明。
    https://mathmind.idv.tw/main/index.php/2012-04-10-04-51-42/9-math/11-2012-05-11-14-29-20
    周伯欣(2016)。二元算幾不等式的一個無字證明 — 附記一段學思歷程。
    http://web.math.sinica.edu.tw/mathmedia/HTMLarticle.jsp?mID=40204#101
    Tim Doyle, Lauren Kutler, Robin Miller, and Albert Schueller(2014)。 Proofs Without Words and Beyond
    http://www.maa.org/press/periodicals/convergence/proofs-without-words-and-beyond

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