2020-2021学年高二数学人教A版选修2-2学案:2.2.1综合法和分析法

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2.2.1综合法和分析法

[目标] 1.了解直接证明的两种基本方法:综合法和分析法的思考过程、特点.2.会用综合法和分析法证明数学问题.

[重点] 综合法与分析法的逻辑思维过程与逻辑思维方法.

[难点] 综合法与分析法的应用.

知识点一综合法

[填一填]

一般地,利用已知条件和某些数学定义、公理、定理等,经过一系列的推理论证,最后推导出所要证明的结论成立,这种证明方法叫做综合法.

用P表示已知条件、已有的定义、公理、定理等,Q表示所要证明的结论,则综合法可用框图表示为:

[答一答]

1.综合法中每步推证的结论是已知(或上一结论)的充分条件还是必要条件?

提示:是必要条件,由综合法的特点,它的每一步推证都是由“已知”推出“新结论”,直至要证的结论.其实质是命题“p⇒q”中已

知p寻找q,即是寻找必要条件.

2.综合法的推理过程是合情推理还是演绎推理?

提示:综合法的推理过程是演绎推理,它的每一步推理都是严密的逻辑推理,得到的结论是正确的.

知识点二分析法

[填一填]

1.分析法

一般地,从要证明的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直至最后,把要证明的结论归结为判定一个明显成立的条件(已知条件、定理、定义、公理等)为止,这种证明方法叫做分析法.

2.分析法的思维过程

用Q表示要证明的结论,则分析法可用框图表示为:

[答一答]

3.(1)分析法的推理过程是合情推理还是演绎推理?

(2)分析法中每一步寻找的是充分条件还是必要条件?为什么?

提示:(1)分析法的推理过程属于演绎推理,这是因为在分析法的推理过程中,每一步推理都是严密的逻辑推理,它的每一步推理得出的结论都是正确的,不同于合情推理.

(2)分析法每一步寻找的都是充分条件而不是必要条件,分析法的证明过程常采用“欲证Q只需证P”的形式表示,亦即只要P成立,就一定有Q成立,因此P是Q的充分条件,当然P是Q的充分必要

条件时也可以.

综合法和分析法的关系

分析法和综合法是统一的,不能把分析法和综合法孤立起来使用,分析和综合相辅相成,有时先分析后综合,有时先综合后分析,有时分析找思路,综合写解答.

类型一 综合法的应用

【例1】 在△ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 的对边,且2a sin A =(2b -c )sin B +(2c -b )sin C .

(1)求证:A 的大小为60°;

(2)若sin B +sin C = 3.证明:△ABC 为等边三角形.

【证明】 (1)由正弦定理a sin A =b sin B =c sin C =2R ,

得sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c 2R ,

∵2a sin A =(2b -c )sin B +(2c -b )sin C ,

∴2a 22R =(2b -c )·b 2R +(2c -b )·c 2R ,

即2a 2=(2b -c )b +(2c -b )c ,得b 2+c 2-a 2=bc ,

由余弦定理推证:cos A =b 2+c 2-a 22bc =bc 2bc =12.

∴A =60°.

(2)由A =60°,∴B =120°-C ,

∵sin B +sin C =3,

∴sin(120°-C )+sin C =3,

即sin120°cos C -cos120°sin C +sin C =3,

可得32cos C +32sin C = 3.从而得3sin(30°+C )=3,

∴sin(30°+C )=1,

又0°

∴30°+C =90°,∴C =60°.

∴B =60°,∴△ABC 为等边三角形.

综合法从正确地选择已知或真实的命题出发,依次推出一系列的真实命题,最后达到我们所需要证明的结论.在运用综合法证明命题的时候,必须首先找到正确的出发点,也就是想到能从哪里起步.一般地,要广泛地联想已知条件所具备的各种性质,逐层递进,步步为营,由已知逐渐地引导到结论.

如果a 1,a 2,…,a 8为各项都大于零的等差数列,公差d ≠0,则( B )

A .a 1a 8>a 4a 5

B .a 1a 8

C .a 1+a 8>a 4+a 5

D .a 1a 8=a 4a 5

解析:设等差数列的公差为d ,则

a 1a 8=a 1(a 1+7d )=a 21+7a 1d ,

a 4a 5=(a 1+3d )(a 1+4d )=a 21+7a 1d +12d 2,

∵d≠0,∴a4a5>a1a8.

类型二分析法的应用

【例2】已知a>5,求证:a-5-a-3

【证明】要证a-5-a-3

只需证a-5+a

只需证(a-5+a)2<(a-3+a-2)2,

只需证2a-5+2a2-5a<2a-5+2a2-5a+6,

只需证a2-5a

只需证0<6.因为0<6恒成立,

所以a-5-a-3

对于含有多个根号的证明题易采用分析法,在证明时应先保证式子两边为正,才能进行平方,即要保证等价变形.

求证:3+22<2+7.

证明:要证明3+22<2+7,

由于3+22>0,2+7>0,

只需证明(3+22)2<(2+7)2,

展开得11+46<11+47,需要证明6<7,

只需证明6<7,显然6<7成立,

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