【奧數揭秘】善用人工智能 了解數學歷史背景


  問題:如圖所示,B(0,n)及C(m,0)分別為OA及OD上的點,其中0<m,n<1。R及S分別為△AED及OCEB的面積。試以m及n表示R-S。

  答案:

  為了方便表達,把△ABE的面積記為H。

  易知△OAD的面積為1/2。

  考慮面積比,以ABO為底邊,那樣R+H=1/2(1-n)。

  再以DCO為底邊,考慮面積比,又得知S+H=1/2m。

  兩式相減,得R-S=1/2(1-n-m)。

  題解中,在求R與S之差的過程裏,添加了另一面積H,之後用上面積比的技巧,再求相關的差,一下子就找到了表達式。留意到當中沒有求到R和S的面積表達式,答案簡單得有點意料之外。

  平常思路中,在這題容易走入的彎路,是嘗試用直線方程的方法,找交點E的坐標,或者再求R或S的面積。這些若果仔細運算一番,也是能找到的,做完再核對答案,可能還覺得這樣做挺不錯的。不過要是過一段時間重看題解時,可能會驚訝地發覺題解比之前的想法簡單得多。

  談起數學裏的技巧、概念,讀者可能也想知道它們的歷史背景,比如直角坐標系統是誰發明的?這些資料性的內容,要是在網上逐個網頁查看,可能也會花費不少時間。幸好近年有人工智能(AI)助理幫忙,要找一段數學概念相關歷史的簡介容易多了。

  比如用微軟的AI助理COPILOT,輸入「數學裏,直角坐標系統的歷史背景是怎樣的?」AI就會回答,十七世紀的數學家笛卡兒提出了直角坐標系,至於詳細的內容,讀者可以自己輸入上邊的問題,看看結果。

  這些內容作為引起興趣的延伸閱讀足夠簡潔,也容易找到網上許多相關線索,但又不宜作為正式的數學史知識去看。對於較正式的數學史,可以選擇去找一些數學家,或者數學史專家寫的書,例如中國的數學史,可以看《中國數學史大系》,就比較正式。

  現下學生想了解數學史,若果希望有哪個老師記得住許多資料,又懂做簡介,這未必是很容易的事。幸好現在科技進步了,AI助理幫助學生理解許多關鍵詞,拓展相關的知識。從簡介開始不斷往深讀,即使部分內容有點偏差,後來也容易修正。

  一些較為知名的內容,AI的回答可能會更精準,不過要是想了解一些較專業、鮮為人知的知識,就要找更可靠的資料。AI助理回答的內容,可以作為求知的起點,但不適宜作為終點,因為不確定的內容太多。

  網上找資料時,有時可能會找到一些較專業的外國研究報告,將這些報告匯入AI助理做簡介和總結,可以快速找到重點。在當下這個年代,怎樣運用AI助理學習數學知識,是值得思考的事。● 張志基

  香港數學奧林匹克學校

  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。