基礎:點、線、面與公理化方法
兩欄式證明(two-column proof)
一個好的論證像一道樓梯:每一階都立在它下面那一階之上,而任何人都能看出它為何成立。兩欄式證明是把這樣的論證寫得井然有序的方式,使每個主張都緊挨著它被允許的理由。
頁面分成兩欄。左欄列出敘述(statement)——論證的各個主張,一行一個,從你被給定的條件開始,止於你要證明的結論。右欄替每一條敘述列出正當化它的理由:一個給定的事實、一個定義、一條公設、一個先前證過的定理,或一條相等的性質。唯有當你能替一條敘述指出一個正當的理由時,你才可以寫下它。形如「若前提,則結論」之條件句的證明,從前提(即「已知」)出發,經由有理由的步驟推進到結論。
兩欄格式是教學的鷹架,而非數學家唯一使用的風格;實際工作中的證明通常寫成流暢的段落。但它所灌輸的紀律是真切而恆久的:每個論斷都需要一個理由,你不能僅憑直覺從前提一跳就到結論。初學者常犯的錯是寫下一條為真的敘述卻給了含糊或缺失的理由——在兩欄式證明裡,沒有理由的一行根本就不是證明,無論那敘述看來多麼顯然為真。
已知:B 是 AC 的中點。求證:AB = (1/2)AC。敘述 1:B 是 AC 的中點(理由:已知)。敘述 2:AB = BC(理由:中點的定義)。敘述 3:AB + BC = AC(理由:線段加法公設)。敘述 4:AB + AB = AC,即 2·AB = AC(理由:代入)。敘述 5:AB = (1/2)AC(理由:相等的除法性質)。
左欄每一條敘述都與右欄一個具名的理由配成一對。
沒有正當理由的敘述就不是證明中的一步,無論它看來多麼顯然;兩欄格式讓這項要求無從規避。
又称
另见