Module 4.4 · Coordinates and transformations (Toạ độ và phép biến hình)
Thuộc Package 4 · Space and Counting.
Tôi biết khi nào nên đặt toạ độ và khi nào nên ở lại với hình học thuần, vì chọn sai làm bài dài gấp ba.
| Unit | 4 |
| Mastery level | 7 tới 12 |
| Lớp (VN) | 8 tới 12 |
| Mức thi đấu | AMC 10 tới Olympiad |
| Key concept chính | Representation (Biểu diễn) · Space (Không gian) |
Unit 1 · Coordinates as a fallback (Toạ độ như đường lui)
Tôi sẽ làm được đặt toạ độ khi hình học thuần bí, và đặt gốc ở chỗ có lợi nhất.
Mastery level 7-12 · Lớp 8-12 · AMC 10 tới Olympiad · Representation (Biểu diễn)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Đặt toạ độ tuỳ tiện, ra biểu thức cồng kềnh |
| Đạt | Đặt gốc tại một đỉnh và một trục theo một cạnh |
| Vững | Chọn hệ toạ độ làm nhiều toạ độ thành số 0, nên tính toán gọn hẳn |
Bằng chứng đạt. Learner đặt hệ toạ độ khiến ba trong sáu toạ độ bằng 0, và giải thích được vì sao chọn thế.
Hiểu lầm thường gặp. Đặt toạ độ ở đâu cũng như nhau vì kết quả không đổi. Kết quả không đổi nhưng khối lượng tính thì đổi rất nhiều. Đặt gốc ở tâm đối xứng hoặc ở đỉnh góc vuông thường cắt được một nửa công việc.
Knowledge node. Hệ toạ độ · Chọn gốc · Toạ độ hoá bài hình
Unit 2 · Reflection and rotation (Đối xứng và phép quay)
Tôi sẽ làm được dùng phép biến hình để biến một bài rối thành một bài quen.
Mastery level 9-12 · Lớp 9-12 · AMC 12 tới Olympiad · Space (Không gian)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Coi phép biến hình là chủ đề riêng, không dùng để giải bài |
| Đạt | Dùng đối xứng để biến bài đường gấp khúc thành bài đường thẳng |
| Vững | Dùng phép quay để gom hai đoạn rời thành một đoạn, mở đường cho bất đẳng thức tam giác |
Bằng chứng đạt. Learner giải bài đường đi ngắn nhất chạm một đường thẳng, bằng cách lấy đối xứng một điểm.
Hiểu lầm thường gặp. Phép biến hình để mô tả hình, không để giải bài. Chúng là công cụ biến đổi bài toán: đối xứng biến đường gấp khúc thành đường thẳng, và khi đó đáp án hiển nhiên vì đường thẳng là ngắn nhất.
Knowledge node. Phép đối xứng trục · Phép quay · Đường đi ngắn nhất
Unit 3 · Homothety (Phép vị tự)
Tôi sẽ làm được nhận ra hai hình vị tự với nhau và dùng tỉ số vị tự để nối các đại lượng.
Mastery level 11-12 · Lớp 11-12 · Olympiad · Form (Hình thái)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Chưa phân biệt vị tự với đồng dạng thông thường |
| Đạt | Nhận ra tâm vị tự và tỉ số trong các cấu hình quen |
| Vững | Dùng vị tự để chứng minh ba điểm thẳng hàng hoặc các đường đồng quy |
Bằng chứng đạt. Learner dùng phép vị tự giữa hai đường tròn tiếp xúc để chứng minh ba điểm thẳng hàng.
Hiểu lầm thường gặp. Vị tự chỉ là đồng dạng có thêm tên gọi. Nó có thêm tâm cố định, và chính tâm đó cho các kết luận về thẳng hàng và đồng quy mà đồng dạng thường không cho.
Knowledge node. Phép vị tự · Tâm vị tự · Chứng minh thẳng hàng
Unit 4 · Choose synthetic or coordinate (Chọn hình học thuần hay toạ độ)
Tôi sẽ làm được quyết trong một phút đầu là đi hướng nào, dựa trên dấu hiệu của đề.
Mastery level 10-12 · Lớp 10-12 · AIME tới Olympiad · Justification (Căn cứ)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Luôn dùng một hướng duy nhất, hoặc thử hướng này rồi quay lại |
| Đạt | Nêu được ưu nhược của hai hướng cho một bài cụ thể |
| Vững | Nhận ra dấu hiệu: nhiều góc bằng nhau gợi hình học thuần, nhiều độ dài và trung điểm gợi toạ độ |
Bằng chứng đạt. Learner nhìn đề trong một phút, chọn hướng, và không phải quay đầu giữa chừng.
Hiểu lầm thường gặp. Toạ độ luôn dùng được nên cứ dùng toạ độ. Đúng là luôn dùng được, và cũng thường dài gấp ba. Ngược lại, hình học thuần ngắn nhưng đòi nhìn ra ý, và có bài không nhìn ra thì tắc hẳn. Đây là quyết định đánh đổi, không phải chuyện hướng nào tốt hơn.
Knowledge node. Hình học thuần · Hình học toạ độ · Chọn hướng giải
Dạy module này theo kiểu AoPS
Problem-first. Đưa bài đường đi ngắn nhất chạm một đường thẳng, và không gợi ý gì. Learner sẽ thử tính toán, rồi mới nhận gợi ý về đối xứng.
Khuôn dạy. Cùng một bài, hai hướng, đếm dòng:
Một bài hình vừa sức. Nhóm A dùng toạ độ, nhóm B dùng hình học thuần.
↓
Cả hai nhóm đều giải được. Đếm số dòng.
↓
Đổi sang bài thứ hai, đổi vai nhóm
↓
"Bài một cách nào ngắn hơn? Bài hai thì sao? Vì sao đảo chiều?"
↓
Rút thành danh sách dấu hiệu, dán lên tườngViệc đảo chiều giữa hai bài là điểm dạy: nó ngăn learner kết luận một hướng luôn tốt hơn, và đẩy họ đi tìm dấu hiệu để chọn, đúng nội dung unit 4.