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§2.2.2反证法
一、教学目标:
1、知识与技能:
结合已经学过的数学实例,了解间接证明的一种基本方法──反证法;了解
反证法的思考过程、特点。
2、过程与方法:
培养学生的辨析能力和分析问题、解决问题的能力;
3、情感、态度与价值观:
通过学生的参与,激发学生学习数学的兴趣。
二、教学重点:
了解反证法的思考过程、特点
三、教学难点:
反证法的思考过程、特点
四、教学过程:
(一)导入新课:
1、复习综合法和分析法的思考过程和特点。
2、反证法
反证法是一种间接证法,它是先提出一个与命题的结论相反的假设,然后,从这个假设出发,经过正确的推理,导致矛盾,从而否定相反的假设,达到肯定原命题正确的一种方法。
在解决某些数学问题时,我们会不自觉地使用反证法。
3、思考:桌面上有3枚正面朝上的硬币,每次用双手同时翻转2枚硬币,那么无论怎么翻转,都不能使硬币全部反面朝上。你能解释这种现象吗?
学生尝试用直接证明的方法解释。
采用反正法证明:假设经过若干次翻转可以使硬币全部反面向上,由于每枚硬币从正面朝上变为反面朝上都需要翻转奇数次,所以 3 枚硬币全部反面朝上时,需要翻转 3 个奇数之和次,即要翻转奇数次.但由于每次用双手同时翻转 2 枚硬币, 3 枚硬币被翻转的次数只能是 2 的倍数,即偶数次.这个矛盾说明假设错误,原结论正确,即无论怎样翻转都不能使 3 枚硬币全部反面朝上.
(二)推进新课
1、反证法的特点:
一般地,假设原命题不成立(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,因此说明假设错误,从而证明了原命题成立,这样的证明方法叫做反证法。
2、例题讲解:
例1、已知直线和平面,如果,且,求证。
证明:因为,
所以经过直线a , b 确定一个平面。
因为,而,
所以 与是两个不同的平面.
因为,且,
所以.
下面用反证法证明直线a与平面没有公共点.假设直线a 与平面有公共点,则,即点是直线 a 与b的公共点,这与矛盾.所以 .
例2、求证:不是有理数
分析:直接证明一个数是无理数比较困难,我们采用反证法.假设不是无理数,那么它就是有理数.我们知道,任一有理数都可以写成形如(互质, ”的形式.下面我们看看能否由此推出矛盾.
证明:假设不是无理数,那么它就是有理数.于是,存在互质的正整数,使得,从而有,
因此,,
所以 m 为偶数.于是可设 ( k 是正整数),从而有
,即
所以n也为偶数.这与 m , n 互质矛盾!
由上述矛盾可知假设错误,从而是无理数.
注:正是的发现,使人们认识到在有理数之外,还有一类数与 1 是不可公度的,这就是无理数;从而引发了数学史上的第一次危机,大大推动了数学前进的步伐。
例3、已知,求证:(且)
证明:假设不大于,即或.
∵a>0,b>0
∴由
又由
但这些都与已知条件,a>b>0相矛盾.
∴成立.
(三)课堂练习:
课本P91页 练习1、2
(四)课堂小结:
反证法的思考过程和特点。
(五)布置作业:
课本P91页 A组 4、B组1。
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