(新课程)高中数学《2.2.2反证法》教案 新人教A版选修22

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1.教学目标:

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。 过程与方法: 多让学生举命题的例子,培养他们的辨析能力;以及培养他们的分析问题和解决问题的能力;

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。

2.教学重点:了解反证法的思考过程、特点

3. 教学难点:反证法的思考过程、特点

4.教具准备:与教材内容相关的资料。

5.教学设想:利用反证法证明不等式的第三步所称的矛盾结果,通常是指所推出的结果与已知公理、定义、定理或已知条件、已证不等式,以及与临时假定矛盾等各种情况。

6.教学过程:

学生探究过程:综合法与分析法

(1)、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。反证法可以分为归谬反证法(结论的反面只有一种)与穷举反证法(结论的反面不只一种)。用反证法证明一个命题的步骤,大体上分为:(1)反设;(2)归谬;(3)结论。

反设是反证法的基础,为了正确地作出反设,掌握一些常用的互为否定的表述形式是有必要的,例如:是/不是;存在/不存在;平行于/不平行于;垂直于/不垂直于;等于/不等于;大(小)于/不大(小)于;都是/不都是;至少有一个/一个也没有;至少有n 个/至多有(n 一1)个;至多有一个/至少有两个;唯一/至少有两个。

归谬是反证法的关键,导出矛盾的过程没有固定的模式,但必须从反设出发,否则推导将成为无源之水,无本之木。推理必须严谨。导出的矛盾有如下几种类型:与已知条件矛盾;与已知的公理、定义、定理、公式矛盾;与反设矛盾;自相矛盾。

(2)、例子

例1、求证:2不是有理数

例2、已知0>>b a ,求证:n n b a >(N n ∈且1>n )

例3、设233=+b a ,求证.2≤+b a

证明:假设2>+b a ,则有b a ->2,从而

.2)1(68126,

61282233323+-=+->+-+->b b b b a b b b a

因为22)1(62≥+-b ,所以233>+b a ,这与题设条件233=+b a 矛盾,所以,原不

等式2≤+b a 成立。

例4、设二次函数q px x x f ++=2)(,求证:)3(,)2(,)1(f f f 中至少有一个不小于21

. 证明:假设)3(,)2(,)1(f f f 都小于21

,则 .2)3()2(2)1(<++f f f

(1)

另一方面,由绝对值不等式的性质,有

2)39()24(2)1()

3()2(2)1()3()2(2)1(=+++++-++=+-≥++q p q p q p f f f f f f

(2)

(1)、(2)两式的结果矛盾,所以假设不成立,原来的结论正确。

注意:诸如本例中的问题,当要证明几个代数式中,至少有一个满足某个不等式时,通常采用反证法进行。

议一议:一般来说,利用反证法证明不等式的第三步所称的矛盾结果,通常是指所推出的结果与已知公理、定义、定理或已知条件、已证不等式,以及与临时假定矛盾等各种情况。试根据上述两例,讨论寻找矛盾的手段、方法有什么特点?

例5、设0 < a, b, c < 1,求证:(1 - a)b, (1 - b)c, (1 -

c)a,不可能同时大于41

证:设(1 - a)b >41, (1 - b)c >41, (1 - c)a >41

,

则三式相乘:ab < (1 - a)b •(1 - b)c •(1 - c)a <641

又∵0 < a, b, c < 1 ∴

41

2)1()1(02

=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-≤-

)1(≤-b b , 41

)1(≤-c c

以上三式相乘: (1 - a)a •(1 - b)b •(1 - c)c ≤641

与①矛盾

∴原式成立

例6、已知a + b + c > 0,ab + bc + ca > 0,abc > 0,求证:a, b, c > 0

证:设a < 0, ∵abc > 0, ∴bc < 0

又由a + b + c > 0, 则b + c = -a > 0

∴ab + bc + ca = a(b + c) + bc < 0 与题设矛盾

又:若a = 0,则与abc > 0矛盾, ∴必有a > 0 同理可证:b > 0, c > 0

巩固练习:第83页练习3、4、5、6

课后作业:第84页 4、5、6

教学反思:

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。反证法可以分为归谬反证法(结论的反面只有一种)与穷举反证法(结论的反面不只一种)。用反证法证明一个命题的步骤,大体上分为:(1)反设;(2)归谬;(3)结论。

反设是反证法的基础,为了正确地作出反设,掌握一些常用的互为否定的表述形式是有必要的,例如:是/不是;存在/不存在;平行于/不平行于;垂直于/不垂直于;等于/不等于;大(小)于/不大(小)于;都是/不都是;至少有一个/一个也没有;至少有n 个/至多有(n 一1)个;至多有一个/至少有两个;唯一/至少有两个。

归谬是反证法的关键,导出矛盾的过程没有固定的模式,但必须从反设出发,否则推导将成为无源之水,无本之木。推理必须严谨。导出的矛盾有如下几种类型:与已知条件矛盾;与已知的公理、定义、定理、公式矛盾;与反设矛盾;自相矛盾。

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