反证法与缩放法(201911整理)
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2.3反证法与放缩法班级: 姓名: 小组:学习目标1.掌握反证法和放缩法证明数学问题;2.掌握反证法和放缩法在证明不等式中的应用.学习重点难点 重点:反证法和放缩法的应用; 难点:综合题型的解决. 学法指导本节课通过例题让学生体会反证法和放缩法的思想,通过练习掌握反证法的应用.课前预习 1.反证法的定义:假设 不成立(即在原命题的条件下,结论不成立),经过正确的推理,最后得出矛盾,因此说明 ,从而证明了 ,这种证明方法叫做反证法.2.反证法常见的矛盾类型:反证法的关键是在正确的推理下的出矛盾,这个矛盾可以是与 矛盾或与 矛盾或与 事实矛盾等.3.放缩法:将所需证明的不等式的值适当 (或 )使它由繁化简,达到证明目的.如果所要证明的不等式中含有分式 ,把分母放大,则相应分式的值 ,反之,把分母缩小,则分式的值 预习评价 1.否定“自然数c b a ,,中恰有一个偶数”时,正确的反设为( ) A.c b a ,,都是奇数 B.c b a ,,都是偶数C.c b a ,,中至少有两个偶数D.c b a ,,中都是奇数或至少两个偶数2.若两个实数之和为正数,则这两个数( )A.一个是正数,一个是负数B.都是正数C.至少有一个是正数D.都是负数课堂学习研讨、合作交流(备注:重、难点的探究问题)一、用反证法证明例1.已知0≠a ,证明x 的方程b ax =有且只有一个根.小结:用反证法证明的过程包括下面三个步骤:(1)(2)反设:假设命题的结论不成立,即假设原结论的反面为真;(3)归谬:由“反设”作为条件出发,经过一系列正确的推理,得出矛盾; (4)存真:由矛盾结果断定反设错误,从而肯定原结论成立. 二、用放缩法证明例2.已知 R d c b a ∈,,,,求证:21<+++++++++++<ca d dd b c c a c b b d b a a小结:放缩法是不等式证明中最重要的变形之一.放缩时必须有目标,而且要恰到好处,目标往往要从证明的结论考察,常用的放缩法有增项、减项、利用分式的性质、利用不等式的性质、利用已知不等式、利用函数的性质进行放缩等.当堂检测 (备注:本节课重、难点知识的检测)1.已知三个正数c b a ,,成等比数列,但不成等差数列,求证:c b a ,,不成等差数列.2.设()13221++⋅⋅⋅+⨯+⨯=n n S n ,求证:不等式()212)1(2+<<+n S n n n 对所有的正整数n 都成立.学后反思。
课题:反证法与放缩法1、教学重点:会用放缩法证明问题;了解放缩法的思考过程.2、教学难点:根据问题的特点,选择适当的证明方法.3、学生必须掌握的内容:1.反证法证明不等式时,首先假设要证的命题不成立,以此为出发点,结合已知条件,应用公理、定义、定理、性质等,进行正确的推理,得到和命题的条件(或已证明的定理、性质、明显成立的事实等)矛盾的结论,以说明假设不正确,从而证明原命题成立.我们把它称之为反证法.2.放缩法证明不等式时,通过把不等式中的某些部分的值放大或缩小,简化不等式,从而达到证明的目的,我们把这种方法称为放缩法.3.换元法将所证的不等式的字母作适当的代换,以达到简化证题过程的目的,这种方法称为换元法.注意:1.关于反证法(1)反证法的原理是否定之否定等于肯定.即第一次否定—在假设中,否定了结论↓第二次否定—通过推理论证,又否定了假设(2)反证法的使用范围一般以下几种情况适宜使用反证法:①结论本身是以否定形式出现的一类命题;②有关结论是以“至多…”或“至少…”的形式出现的一类命题;③关于唯一性、存在性的命题;④结论的反面是比原结论更具体、更容易研究的命题.(3)使用反证法的主要步骤(4)准确地作出反设是反证法证题的前提,下面是常用词语的反设原结论反设原结论反设是不是至少有一个一个也没有都是至少有一个不是至多有一个至少有两个大于小于等于至少有n个至多有(n-1)个(5)①反设时一定不能把“假设”写成“设”.②当结论的反面有多种可能时,必须全部列出,否则证明是不完整的.③必须从结论的否定出发进行推理,就是一定把结论的否定作为推理的条件,只要推理中没有用到“假设”就不是反证法.④最后导出的矛盾是多样的,可能与已知矛盾、与假设矛盾、与定义、定理、公式矛盾、与已知的事实矛盾等,但矛盾必须是明显的.⑤反证法是一种间接证明的方法.2.关于放缩法(1)放缩法证明不等式的理论依据有:①不等式的传递性;②等量加不等量为不等量.其中减去一个正数值变小(缩),加上一个正数值变大(放);③同分子(分母)异分母(分子)的两个分式大小的比较;④基本不等式与绝对值三角不等式;⑤三角函数的有界性等.(2)运用放缩法证题的关键是:放大或缩小要适当,千万不能放(缩)过头,否则问题无法获证.(3)使用放缩法的常用变形放缩法是不等式证明中最重要的变形方法之一,放缩必须有目标,而且要恰到好处,目标往往从要证明的结论考虑.常用的放缩法有增项、减项、利用分式的性质、利用不等式的性质、利用已知不等式、利用函数的性质等进行放缩.比如:⎝ ⎛⎭⎪⎫a +122+34>⎝ ⎛⎭⎪⎫a +122;1n 2<1n (n -1)(n ∈N 且n ≥2);1n 2>1n (n +1)(n ∈N *);1n <2n +n -1(n ∈N 且n ≥2),1n >2n +n +1;当a >b >0,m >0时,b a <b +m a +m ,a b >a +m b +m 等. 4、容易出现的问题:反证法中的结论和假设的关键词理解不到位,使用反证法时,对于一个结论的反面的假设把握不准,逻辑条理不清晰,对反证法的要领掌握不到位,对于原结论的反面假设不全面,容易弄错相对的词语之间的关系。
数学反证法与放缩法知识点
数学反证法与放缩法知识点
有些不等式无法利用题设的已知条件直接证明,我们可以用间接的方法——反证法去证明,即通过否定原结论——导出矛盾——从而达到肯定原结论的目的。
放缩法的定义:
把原不等式放大或缩小成一个恰好可以化简的形式,比较常用的方法是把分母或分子适当放大或缩小(减去或加上一个正数)使不等式简化易证。
反证法证题的`步骤:
若A成立,求证B成立。
共分三步:
(1)提出与结论相反的假设;如负数的反面是非负数,正数的反面是非正数即0和负数;
(2)从假设出发,经过推理,得出矛盾;(必须由假设出发进行推理否则不是反证法或证错);
(3)由矛盾判定假设不正确,从而肯定命题的结论正确.矛盾:与定义、公理、定理、公式、性质等一切已有的结论矛盾甚至自相矛盾。
反证法是一种间接证明命题的基本方法。
在证明一个数学命题时,如果运用直接证明法比较困难或难以证明时,可运用反证法进行证明。
放缩法的意义:
放缩法理论依据是不等式的传递性:若,a<b,b<c,则a<c.
放缩法的操作:
若求证P<Q,先证P<P1<P2<…<Pn,再证恰有Pn<,高考;Q.
需注意:(1)只有同方向才可以放缩,反方向不可。
(2)不能放(缩)得太大(小),否则不会有最后的Pn<Q.
【数学反证法与放缩法知识点】。
《反证法与放缩法》讲义一、反证法反证法是一种间接证法。
当我们要证明一个命题为真时,先假设这个命题为假,然后从这个假设出发,通过一系列正确的逻辑推理,推出一个与已知条件、定理、公理等相互矛盾的结果,从而得出假设不成立,原命题为真的结论。
反证法的一般步骤可以概括为:1、反设:假设所要证明的结论不成立,而设结论的反面成立。
2、归谬:从反设和已知条件出发,通过一系列正确的逻辑推理,得出矛盾。
3、结论:由矛盾判定反设不成立,从而肯定原命题的结论成立。
为了更好地理解反证法,我们来看几个例子。
例 1:证明根号 2 是无理数。
假设根号 2 是有理数,那么它可以表示为一个既约分数 p/q(p、q 为互质的正整数)。
即根号 2 = p/q ,两边平方得到 2 = p²/q²,则 p²= 2q²。
因为 2q²是偶数,所以 p²是偶数,从而 p 也是偶数。
设 p = 2m(m 为正整数),代入 p²= 2q²得到 4m²= 2q²,即2m²= q²。
所以 q 也是偶数,这与 p、q 互质矛盾。
因此,根号 2 是无理数。
例 2:证明在一个三角形中,不能有两个角是钝角。
假设在一个三角形中有两个角是钝角,不妨设∠A 和∠B 是钝角,即∠A>90°,∠B>90°。
那么∠A +∠B +∠C > 180°,这与三角形内角和为 180°矛盾。
所以在一个三角形中,不能有两个角是钝角。
反证法在数学证明中有着广泛的应用,它常常能使一些看似难以直接证明的问题变得简单明了。
但在使用反证法时,需要注意正确地作出反设,以及准确地找出矛盾所在。
二、放缩法放缩法是不等式证明中一种常用的方法。
它的基本思想是:将不等式中的某些项适当放大或缩小,使不等式变得简单,从而便于证明。
放缩法的关键在于放缩的适度。
《反证法和放缩法》知识清单一、反证法反证法是一种间接证法,它先提出一个与命题的结论相反的假设,然后通过推理,推出矛盾,从而否定假设,证明原命题成立。
(一)反证法的步骤1、反设:假设命题的结论不成立,即假设结论的反面成立。
例如,如果要证明“一个三角形中最多只有一个直角”,那么反设就是“假设一个三角形中有两个或三个直角”。
2、归谬:从反设出发,通过推理,导出矛盾。
这个矛盾可以是与已知条件矛盾、与定理或公理矛盾、与假设矛盾等等。
比如,在上述三角形的例子中,从假设出发,根据三角形内角和为 180 度,两个直角就已经达到 180 度,第三个角就不存在了,这与三角形的定义矛盾。
3、结论:由矛盾判定反设不成立,从而肯定原命题的结论成立。
(二)适用反证法的常见题型1、命题的结论以否定形式出现。
例如,“不存在”“不可能”等。
比如证明“不存在最大的整数”。
2、命题的结论以“至少”“至多”形式出现。
像“至少有一个”“至多有一个”。
比如证明“一个班级中至多有一半同学是男生”。
3、唯一性命题。
比如证明“过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行”。
(三)反证法的优点反证法在数学证明中具有独特的优势,它能够帮助我们在直接证明比较困难的情况下,通过间接的方式达到证明的目的。
而且,反证法能够培养我们的逆向思维能力,拓宽我们解决问题的思路。
二、放缩法放缩法是证明不等式的一种重要方法,它通过对不等式中的式子进行放大或缩小,从而达到证明不等式的目的。
(一)放缩法的常见技巧1、舍去或加上一些项。
例如,要证明 1 + 1/2 + 1/3 +… + 1/n < 2(n 为正整数且 n >1),可以舍去一些项,将 1/2 以后的各项都放大为 1/2 ,得到 1 + 1/2 + 1/2 +… + 1/2 < 2 。
2、将分子或分母放大或缩小。
比如,在证明 1 /(n + 1) < 1 / n (n 为正整数)时,可以将分母缩小,得到 1 /(n + 1) < 1 / n 。