選修1 2第二章推理與證明講義

2021-05-10 20:31:56 字數 4434 閱讀 4378

歸納推理一般都是從觀察、實驗、分析特殊情況開始,提出有規律性的猜想; 一般地,歸納的個別情況越多,就越具有代表性,推廣的一般性命題就越可靠.由於歸納推理的前提是部分的、個別的事實,因此歸納推理的結論超出了前提所界定的範圍,其前提和結論之間的聯絡不是必然的,而是或然的,所以歸納推理所得的結論不一定是正確的.

2.模擬推理

(1)定義:由兩類物件具有某些類似特徵和其中一類物件的某些已知特徵,推出另一類物件也具有這些特徵的推理稱為模擬推理(簡稱模擬).

(2)一般模式:特殊特殊

(3)模擬的原則:可以從不同的角度選擇模擬物件,但模擬的原則是根據當前問題的需要,選擇恰當的模擬物件.

(4)一般步驟:

①找出兩類物件之間的相似性或一致性;

②用一類物件的已知特徵去推測另一類物件的特徵,得出乙個明確的命題(猜想);

③檢驗猜想.

(5)模擬推理的結論可真可假

模擬推理中的兩類物件是具有某些相似性的物件,同時又應是兩類不同的物件;一般情況下,如果模擬的相似性越多,相似的性質與推測的性質越相關,那麼模擬得出的命題就越可靠.模擬結論具有或然性,所以模擬推理所得的結論不一定是正確的。

知識點三:演繹推理

(1)定義:從一般性的原理出發,按照嚴格的邏輯法則,推出某個特殊情況下的結論的推理,叫做演繹推理. 簡言之,演繹推理是由一般到特殊的推理.

(2)一般模式:「三段論」是演繹推理的一般模式,常用的一種格式

1 大前提——已知的一般原理;

2 小前提——所研究的特殊情況;

3 結論——根據一般原理,對特殊情況作出的結論.

(3)用集合的觀點理解「三段論」

若集合的所有元素都具有性質,是的子集,那麼中所有元素都具有性質

(4)演繹推理的結論一定正確

演繹推理是乙個必然性的推理,因而只要大前提、小前提及推理形式正確,那麼結論一定是正確的,它是完全可靠的推理。

規律方法指導

合情推理與演繹推理的區別與聯絡

(1)從推理模式看:

①歸納推理是由特殊到一般的推理.

②模擬推理是由特殊到特殊的推理.

③演繹推理是由一般到特殊的推理.

(2)從推理的結論看:

①合情推理所得的結論不一定正確,有待證明。

②演繹推理所得的結論一定正確。

(3)總體來說,從推理的形式和推理的正確性上講,二者有差異;從二者在認識事物的過程中所發揮的作用的角度考慮,它們又是緊密聯絡,相輔相成的。合情推理的結論需要演繹推理的驗證,而演繹推理的內容一般是通過合情推理獲得的;演繹推理可以驗證合情推理的正確性,合情推理可以為演繹推理提供方向和思路.

經典例題透析

型別一:歸納推理

1.用推理的形式表示數列的前項和的歸納過程.

舉一反三:【變式1】用推理的形式表示等差數列1,3,5,…,(2-1),…的前項和的歸納過程.

【變式2】設,計算的值,同時歸納結果所具有的性質,並用驗證猜想的結論是否正確.

2.平面內的1條直線把平面分成2部分,2條相交直線把平面分成4部分,3條相交但不共點的直線把平面分成7部分,n條彼此相交而無三條共點的直線,把平面分成多少部分?

舉一反三:【變式1】圖(a)、(b)、(c)、(d)為四個平面圖形

(1)數一數,每個平面圖各有多少個頂點?多少條邊?它們將平面各分成了多少個區域?(2)推斷乙個平面圖形的頂點數,邊數,區域數之間的關係.

型別二:模擬推理

3.在三角形中有下面的性質:

(1)三角形的兩邊之和大於第三邊;

(2)三角形的中位線等於第三邊的一半,且平行於第三邊;

(3)三角形的三條內角平分線交於一點,且這個點是三角形的內心;

(4)三角形的面積,(為三角形的三邊長,為三角形的內切圓半徑).

請模擬寫出四面體的有關性質.

型別三:演繹推理

4.已知:在空間四邊形中,、分別為、的中點,用三段論證明:∥平面

例4變式2

舉一反三:【變式1】有一位同學利用三段論證明了這樣乙個問題:

證明:因為所有邊長都相等的凸多邊形是正多邊形,…………大前提

而菱形是所有邊長都相等的凸多邊形小前提

所以菱形是正多邊形結論

(1)上面的推理形式正確嗎?(2)推理的結論正確嗎?為什麼?

【變式2】如圖2-1-8所示,d,e,f分別是bc,ca,ab上的點,∠bfd=∠a,de∥ba,求證:ed=af

2.2直接證明與間接證明

目標認知

學習目標:

1.結合已經學過的數學例項,了解直接證明的兩種基本方法:綜合法和分析法,了解間接證明的一種基本方法:反證法;

2.了解綜合法、分析法和反證法的思考過程、特點.

重點:根據問題的特點,結合綜合法、分析法和反證法的思考過程、特點,選擇適當的證明方法或把不同的證明方法結合使用.

難點:根據問題的特點,選擇適當的證明方法或把不同的證明方法結合使用.

學習策略分析法和綜合法在證明方法中都占有重要地位,是解決數學問題的重要思想方法。當所證命題的結論與所給條件間聯絡不明確,常常採用分析法證明;當所證的命題與相應定義、定理、公理有直接聯絡時,常常採用綜合法證明.在解決問題時,常常把分析法和綜合法結合起來使用。

反證法解題的實質是否定結論匯出矛盾,從而說明原結論正確。在否定結論時,其反面要找對、找全.它適合證明「存在性問題、唯一性問題」,帶有「至少有乙個」或「至多有乙個」等字樣的數學問題.

知識要點梳理

知識點一:直接證明

1、綜合法

(1)定義:一般地,從命題的已知條件出發,利用公理、已知的定義及定理等,經過一系列的推理論證,最後推導出所要證明的結論成立,這種證明方法叫做綜合法.

(2)綜合法的的基本思路:執因索果綜合法又叫「順推證法」或「由因導果法」.它是從已知條件和某些學過的定義、公理、公式、定理等出發,通過推導得出結論.

(3)綜合法的思維框圖:用表示已知條件,為定義、定理、公理等,表示所要證明的結論,則綜合法可用框圖表示為:

(已知) (逐步推導結論成立的必要條件) (結論)

2、分析法

(1)定義:一般地,從需要證明的命題出發,分析使這個命題成立的充分條件,逐步尋找使命題成立的充分條件,直至所尋求的充分條件顯然成立(已知條件、定理、定義、公理等),或由已知證明成立,從而確定所證的命題成立的一種證明方法,叫做分析法.

(2)分析法的基本思路:執果索因分析法又叫「逆推證法」或「執果索因法」.它是從要證明的結論出發,分析使之成立的條件,即尋求使每一步成立的充分條件,直到最後,把要證明的結論歸結為判定乙個明顯成立的條件(已知條件、定理、定義、公理等)為止.

(3)分析法的思維框圖:用表示已知條件和已有的定義、公理、公式、定理等,所要證明的結論,則用分析法證明可用框圖表示為結論) (逐步尋找使結論成立的充分條件) (已知)

(4)分析法的格式:要證……,只需證……,只需證……,因為……成立,所以原不等式得證。

知識點二:間接證明

反證法(1)定義:一般地,首先假設要證明的命題結論不正確,即結論的反面成立,然後利用公理,已知的定義、定理,命題的條件逐步分析,得到和命題的條件或公理、定理、定義及明顯成立的事實等矛盾的結論,以此說明假設的結論不成立,從而證明了原命題成立,這樣的證明方法叫做反證法.

(2)反證法的特點:反證法是間接證明的一種基本方法.它是先假設要證的命題不成立,即結論的反面成立,在已知條件和「假設」這個新條件下,通過邏輯推理,得出與定義、公理、定理、已知條件、臨時假設等相矛盾的結論,從而判定結論的反面不能成立,即證明了命題的結論一定是正確的.

(3)反證法的基本思路:「假設——矛盾——肯定」

①分清命題的條件和結論.

②做出與命題結論相矛盾的假設.

③由假設出發,結合已知條件,應用演繹推理方法,推出矛盾的結果.

④斷定產生矛盾結果的原因,在於開始所做的假定不真,於是原結論成立,從而間接地證明原命題為真.

(4)用反證法證明命題「若則」,它的全部過程和邏輯根據可以表示為:

(5)反證法的優點:對原結論否定的假定的提出,相當於增加了乙個已知條件.

規律方法指導

1.用反證法證明數學命題的一般步驟:

①反設——假設命題的結論不成立,即假定原命題的反面為真;

②歸謬——從反設和已知條件出發,經過一系列正確的邏輯推理,得出矛盾結果;

③存真——由矛盾結果,斷定反設不真,從而肯定原結論成立.

2.適合使用反證法的數學問題:

①要證的結論與條件之間的聯絡不明顯,直接由條件推出結論的線索不夠清晰;比如「存在性問題、唯一性問題」等;

②如果從正面證明,需要分成多種情形進行分類討論,而從反面進行證明,只要研究一種或很少的幾種情形.比如帶有「至少有乙個」或「至多有乙個」等字樣的數學問題.

經典例題透析型別一:綜合法

1.如圖,設在四面體中,,,是的中點.      求證:垂直於所在的平面

舉一反三:

【變式1在銳角三角形abc中,求證:

型別二:分析法

2.求證:

舉一反三:

【變式1】求證:

型別三:反證法

3。設函式在內都有,且恆成立,求證:對任意都有.

舉一反三:

【變式1】已知:,求證

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