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學習・解釋・訂正

求三角形ABC的垂心,並核對三條高的條件。

先理解概念,獨立嘗試,再解釋想法如何改變。

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高一必修 第二册(A版).pdf · 6.4 · PDF 45 / 印刷頁 38

先重溫:坐標、基底與分點數量積與受限投影

專題 01

三角形的向量證明

把幾何假設轉為向量方程,清楚列出條件地證明中點、重心及垂心性質。

學完之後,你能解釋

  • 選擇方便原點而不改變幾何命題。
  • 由模平方推導中線公式。
  • 分清定理、逆命題及不退化條件。

試一試,把思路寫下來。

每次只看一個提示。訂正時記錄想法如何改變,不只抄下答案。

例題 1–3:先讀完整示範;由已完成的首步接續推理;再獨立選方法,完成後才展開解答。其餘練習可於課後繼續。

01 / 遷移#獨立練習

求三角形ABC的垂心,並核對三條高的條件。

A=(0,0),B=(6,0),C=(2,4)A=(0,0),B=(6,0),C=(2,4)
考點與先備課節

範圍:JM02

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
C出發的高為垂直線。
提示 2
用數量積表示A出發的高。
完整解答
  1. AB為水平,故CH垂直AB要求H=(2,h);再令AH垂直BC。

    (2,h)⋅(−4,4)=0⇒h=2(2,h)\cdot(-4,4)=0\Rightarrow h=2
  2. 檢查剩下的一條高。

    BH=(−4,2), AC=(2,4), BH⋅AC=0BH=(-4,2),\ AC=(2,4),\ BH\cdot AC=0

H=(2,2);CH⊥AB、AH⊥BC、BH⊥AC。

檢查與易錯點:高垂直對邊,不是鄰邊。

推理清單・自評/教師評核
  • H=(2,2);CH⊥AB、AH⊥BC、BH⊥AC。
  • 高垂直對邊,不是鄰邊。

先思考,待同學準備好再展開提示。

專注一道題目

教師備課與評核

40 分鐘教案

分鐘環節教師及學生任務
5預測與診斷比較一個數值三角形與全稱命題。
8概念推導取A為原點,推導中點及中線恆等式。
10引導應用用數量積驗證直角及垂心。
12遷移與解釋證明菱形逆命題並討論遺漏假設。
5離堂證據修正結論缺乏依據的一行證明。

提問順序

  • 哪個原點令兩個頂點位置最簡單?
  • 平行四邊形假設在哪一步使用?

板書發展

  • 按已知、向量翻譯、恆等式、結論四行排列。
  • 求垂心時,逐條寫高線數量積方程,並驗證第三條。

預期正誤回答

  • 學生因對角線等長便稱垂直;展開數量積以找出真正的邊長條件。
  • 正確作答:「平行四邊形假設令對角線向量為u+v及v−u。」
  • 錯誤作答:「所有對角線垂直的四邊形都是菱形。」

追問

  • 共線點仍可計算重心公式嗎?公式會令三角形變不退化嗎?

補救

  • 先做中點相減E−D,再引入長度公式。

離堂檢核

  • 補出「對角線垂直推出菱形」缺少的假設。

評核清單與作答示例

  • 評核原點選擇、有向向量及回到幾何結論。示例:(u+v)·(u−v)=|u|²−|v|²,故平行四邊形對角線垂直推出鄰邊等長。
    正確作答:「平行四邊形假設令對角線向量為u+v及v−u。」

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教材與來源說明 ↗