高中數(shù)學(xué) 第二章 推理與證明 2.2.2 反證法課件 新人教A版選修2-2.ppt

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2 2 2反證法 自主學(xué)習(xí)新知突破 1 了解反證法是間接證明的一種方法 2 理解反證法的思維過程 并會(huì)用反證法證明簡單的數(shù)學(xué)問題 1 問題 A B C三個(gè)人 A說B撒謊 B說C撒謊 C說A B都撒謊 則C必定是在撒謊 為什么 提示 假設(shè)C沒有撒謊 則C真 那么A假且B假 由A假 知B真 這與B假矛盾 那么假設(shè)C沒有撒謊不成立 則C必定是在撒謊 2 已知正整數(shù)a b c滿足a2 b2 c2 求證 a b c不可能都是奇數(shù) 問題1 你能利用綜合法和分析法證明該問題嗎 提示1 不能 問題2 a b c不可能都是奇數(shù)的反面是什么 提示2 都是奇數(shù) 假設(shè)原命題 經(jīng)過正確的推理 最后得出矛盾 因此說明 從而證明了 這種證明方法叫做反證法 定義 不成立 假設(shè)錯(cuò)誤 原命題成立 反證法的關(guān)鍵是在正確的推理下得出矛盾 這個(gè)矛盾可以是與 矛盾 或與 矛盾 或與 公理 定理 事實(shí)矛盾等 反證法常見的矛盾類型 已知條件 假設(shè) 定義 反證法的實(shí)質(zhì)及注意事項(xiàng) 1 反證法的實(shí)質(zhì)反證法不直接證明命題 而是從原命題的反面入手 合乎邏輯地推出一個(gè)矛盾結(jié)果 由于兩個(gè)相互矛盾的判斷必有一真一假 由此肯定命題 若p則q 為真 2 注意事項(xiàng) 用反證法證明問題的第一步是 反設(shè) 這一步一定要準(zhǔn)確 否則后面的過程毫無意義 反證法的 歸謬 要合理 1 應(yīng)用反證法推出矛盾的推導(dǎo)過程中可以把下列哪些作為條件使用 結(jié)論相反判斷 即假設(shè) 原命題的條件 公理 定理 定義等 原結(jié)論 A B C D 解析 由反證法定義可知 正確 答案 C 2 用反證法證明命題 a b N ab可被5整除 那么a b中至少有一個(gè)能被5整除 時(shí) 假設(shè)的內(nèi)容應(yīng)為 A a b都能被5整除B a b都不能被5整除C a b不都能被5整除D a不能被5整除解析 至少有一個(gè) 的否定是 一個(gè)也沒有 即 a b都不能被5整除 答案 B 3 用反證法證明 一個(gè)三角形不能有兩個(gè)直角 有三個(gè)步驟 A B C 90 90 C 180 這與三角形內(nèi)角和為180 矛盾 故假設(shè)錯(cuò)誤 所以一個(gè)三角形不能有兩個(gè)直角 假設(shè) ABC中有兩個(gè)直角 不妨設(shè) A 90 B 90 上述步驟的正確順序?yàn)?解析 由反證法的一般步驟可知 正確的順序應(yīng)為 答案 合作探究課堂互動(dòng) 用反證法證明否 肯 定式命題 平面上有四個(gè)點(diǎn) 假設(shè)無三點(diǎn)共線 證明以每三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形不可能都是銳角三角形 思路點(diǎn)撥 1 結(jié)論中含有 不 不是 不可能 不存在 等詞語的命題 此類問題的反面比較具體 適于應(yīng)用反證法 2 用反證法證明問題的一般步驟 1 假設(shè)命題的結(jié)論不成立 即假設(shè)結(jié)論的反面成立 2 從這個(gè)假設(shè)出發(fā) 經(jīng)過推理論證 得出矛盾 3 從矛盾判定假設(shè)不正確 從而肯定命題的結(jié)論正確 用反證法證明唯一性問題 已知a與b是異面直線 求證 過a且平行于b的平面只有一個(gè) 思路點(diǎn)撥 這是一個(gè)唯一性問題 直接證明較困難 宜用反證法 如圖 假設(shè)過直線a且平行于直線b的平面有兩個(gè) 分別為 和 在直線a上取點(diǎn)A 過b和A確定一個(gè)平面 且 與 分別交于過點(diǎn)A的直線c d 由b 知b c 同理b d 故c d 這與c d相交于點(diǎn)A矛盾 故假設(shè)不成立 原結(jié)論成立 用反證法證明唯一性命題的適用類型 1 當(dāng)證明結(jié)論以 有且只有 只有一個(gè) 唯一存在 等形式出現(xiàn)的命題時(shí) 由于反設(shè)結(jié)論易于推出矛盾 所以用反證法證明唯一性就非常簡單明了 2 用反證法證題時(shí) 一定要處理好推出矛盾這一步驟 因?yàn)榉醋C法的核心就是從求證的結(jié)論反面出發(fā) 導(dǎo)出矛盾的結(jié)果 因此如何導(dǎo)出矛盾 就成為了關(guān)鍵所在 對(duì)于證題步驟 絕不可死記 而要具有全面扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí) 靈活運(yùn)用 特別提醒 證明 有且只有一個(gè) 的問題 需要證明兩個(gè)問題 即存在性問題和唯一性問題 2 已知 一點(diǎn)A和平面 求證 經(jīng)過點(diǎn)A只能有一條直線和平面 垂直 證明 根據(jù)點(diǎn)A和平面 的位置關(guān)系 分兩種情況證明 1 如圖 點(diǎn)A在平面 內(nèi) 假設(shè)經(jīng)過點(diǎn)A至少有平面 的兩條垂線AB AC 那么AB AC是兩條相交直線 它們確定一個(gè)平面 平面 和平面 相交于經(jīng)過點(diǎn)A的一條直線a 因?yàn)锳B 平面 AC 平面 a 所以AB a AC a 在平面 內(nèi)經(jīng)過點(diǎn)A有兩條直線都和直線a垂直 這與平面幾何中經(jīng)過直線上一點(diǎn)只能有已知直線的一條垂線相矛盾 所以AB BC AC BC 在平面 內(nèi)經(jīng)過點(diǎn)A有兩條直線都和BC垂直 這與平面幾何中經(jīng)過直線外一點(diǎn)只能有已知直線的一條垂線相矛盾 綜上 經(jīng)過一點(diǎn)A只能有一條直線和平面 垂直 用反證法證明 至多 至少 存在性問題 已知a b c是互不相等的實(shí)數(shù) 求證 由y ax2 2bx c y bx2 2cx a和y cx2 2ax b確定的三條拋物線至少有一條與x軸有兩個(gè)不同的交點(diǎn) 思路點(diǎn)撥 結(jié)論中有詞語 至少 宜采用反證法 注意 至少有一個(gè) 的否定形式為 一個(gè)也沒有 所以AB BC AC BC 在平面 內(nèi)經(jīng)過點(diǎn)A有兩條直線都和BC垂直 這與平面幾何中經(jīng)過直線外一點(diǎn)只能有已知直線的一條垂線相矛盾 綜上 經(jīng)過一點(diǎn)A只能有一條直線和平面 垂直 1 當(dāng)命題出現(xiàn) 至多 至少 等形式時(shí) 適合用反證法 2 常見的 結(jié)論詞 與 反設(shè)詞 用反證法證明命題 a b為整數(shù) 若a b不是偶數(shù) 則a b都不是偶數(shù) 時(shí) 應(yīng)假設(shè)為 錯(cuò)解 a b不都是偶數(shù) 錯(cuò)因 應(yīng)用反證法時(shí) 假設(shè)錯(cuò)誤a b不都是偶數(shù)包括的情況有 a是偶數(shù) b是奇數(shù) a是奇數(shù) b是偶數(shù) a是奇數(shù) b是奇數(shù) 注意否定的結(jié)論是不是結(jié)論的對(duì)立面 a b都不是偶數(shù) 指 a b都是奇數(shù) 它的反面是 a b不都是奇數(shù) 正解 a b不都是奇數(shù)