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第14章
勾股定理
14.1
勾股定理
第3课时
反证法
从前有个聪明的孩子叫王戎.他7岁时,与小伙伴们外出游玩,看到路边的李树上结满了果子.小伙伴们纷纷去摘取果子,只有王戎站在原地不动.有人问王戎为什么,王戎回答说:“树在道边而多子,此必苦李.”小伙伴摘取一个尝了一下果然是苦李.王戎是怎样知道李子是苦的呢??
他运用了怎样的推理方法?
小故事:路边苦李
引语
王戎采用了逆向思维,也就是今天所学的反证法,反证法是数学中常用的一种方法.人们在探求某一问题的解决方法而正面求解又比较困难时,常采用从反面考虑的策略,往往能达到柳暗花明又一村的境界.
问题探究
自主学习
(1)反证法:在证明一个命题时,人们有时先假设
不成立,从这样的假设出发,经过
得出和已知条件矛盾,或者与
等矛盾,从而得出假设的结论不成立,即所求证的命题的结论正确.这种证明方法叫做反证法.
结论
推理论证
公理、定理
自主学习
(2)反证法证题的基本步骤:
①
命题的结论的反面是正确的;
②
从这个假设出发,经过逻辑推理,推出与
矛盾;
③由
判定假设不正确,从而
命题的结论是正确的.
假设
条件、公理、定理
矛盾
肯定
整体感知
用反证法证明命题实际上是这样一个思维过程:我们假定“结论不成立”,结论一不成立就会出毛病,这个毛病是通过与已知条件矛盾,与公理、定理矛盾的方法暴露出来的.这个毛病是怎么造成的?推理、已知条件、公理与定理没有错误,那么唯一的错误就是一开始的假设.既然“结论不成立”有错误,就肯定结论必然成立了.
实例
在△ABC中,如果AB=c,BC=a,CA=b且∠C≠90°,那么a?+b?≠c?是真命题吗?
反证法:假设a?+b?=c?,则有
∠C=90°,这与条件∠C≠90°矛盾,所以假设不成立,可知结论a?+b?≠c?成立.
小结
用反证法证明的步骤:
(1)假定结论不成立(即结论的反面成立);
(2)从假设出发经过推理论证,推出与已知条件或定义、定理、公理相矛盾;
(3)由矛盾判定假设不正确,从而肯定命题的结论成立.
例1
求证:两条直线相交只有一个交点.
已知:
.
求证:
.
证明:假设AB、CD相交于两个点O与O′,那么过O、O′两点就有
条直线,这与“过两点
”矛盾,所以假设不成立,原结论成立.
两条相交直线AB与CD
AB与CD只有一个交点
2
有且只有一条直线
O′
O
B
A
C
D
例2
试证明:如果两条直线都与第三条直线平行,那么这两条直线也平行.
思考:(1)你首先会用哪一种证明方法?
(2)如果选择反证法,先怎样假设,结果和什么产生矛盾?
(3)能不用反证法证明吗?你是怎样证明的?
例2
试证明:如果两条直线都与第三条直线平行,那么这两条直线也平行.
反证法:先假设结论不成立,即“这两条直线不平行”,则有这两条直线相交.
两条直线相交,而平行于它们的直线也必定相交,这与条件矛盾,所以假设不成立,原结论成立.
例3
用反证法证明:如果
证明:
小结
用反证法证明的常见题型:
(1)命题的结论以否定形式出现时;
(2)命题的结论以“至多”“至少”的形式出现时;
(3)命题的结论以“无限”的形式出现时;
(4)命题的结论以“唯一”“共点”“共线”“共面”的形式出现时.
巩固练习
练习
1.“a)
A.a≠b
B.a>b
C.a=b
D.
a=b或a>b
D
2.用反证法证明“在同一平面内,若a⊥c,
b⊥c,则a//b”时,应假设(
)
A.a不垂直于c
B.a、b都不垂直于c
C.
a⊥b
D.a与b相交
D
练习
3.完成下列证明.
如图,在△ABC中,若∠C是直角,那么∠B一定是锐角.
证明:假设结论不成立,则∠B是
或
.当∠B是
时,则
,这与
矛盾;当∠B是
时,则
,这与
矛盾.
综上所述,假设不成立.所以∠B一定是锐角.
A
B
C
直角
钝角
直角
∠A=0°
三角形内角角度大于零
钝角
∠A为负数
事实
练习
4.求证:在一个三角形中,如果两条边不相等,那么它们所对的角也不相等.
证明:假设“它们所对的角相等”,可得它们所对的边相等(等角对等边),这与条件矛盾,所以假设不成立,原结论成立.
练习
5.求证:两条直线被第三条直线所截,如果内错角不相等,那么这两条直线不平行.
证明:假设“两直线平行”,则有:被第三条直线所截,内错角相等,这与已知条件矛盾,所以假设不成立,原结论成立.
本课小结
小结
本节课你有什么收获或疑惑?
在直接法无法证明或很难证明的情况下选用反证法.
作业
作业
教材习题14.1第6题.
思考
杰瑞说:“我向空中扔了3枚硬币,如果它们落地后全是正面朝上,我就给你10美分,如果全是反面朝上,我也给你10美分,但是如果它们落地时是其他情况,你得给我5美分.”
汤米说:“至少有两枚硬币必定情况相同.因为如果有两枚硬币情况不同,则第三枚一定会与这两枚之一情况相同,而如果两枚情况相同,则第三枚不是与这两枚情况相同,就是与它们情况不同,第三枚与其他两枚情况相同或情况不同的可能性是一样的.因此3枚硬币完全相同或情况完全不同的可能性一样.但是杰瑞以10美分对我5美分来赌它们的不完全相同,这分明对我有利.好吧,杰瑞,我打这个赌!”你认为汤米接受这样的打赌是明智的吗?