反证法在数学解题中的应用

合集下载

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析反证法是数学解题中常用的一种证明方法,它通过对反命题进行证明,从而推出原命题的真实性。

在初中数学中,反证法的应用十分广泛,尤其在数学证明和解题过程中起到了重要作用。

本文将通过分析初中数学中常见的反证法运用案例,探讨反证法在数学解题中的运用及其意义。

1.证明题中的应用在初中数学中,证明题是数学学习中的一个重要内容。

而反证法在证明题中常常发挥重要作用。

证明某个命题成立时,我们可以采用反证法,假设命题不成立,然后进行推导证明出现矛盾,从而得出原命题的成立。

2. 数学问题的解答中的应用在初中数学解题中,反证法也常常用于解决一些复杂的数学问题。

有一个常见的数列问题:已知数列的通项公式为an=n^2+n+41,要证明对于任意的整数n,an不可能是素数。

采用反证法,假设存在一个整数n,使得an是素数,然后进行推导得出矛盾,从而证明了原命题的成立。

这个案例展示了反证法在解决数学问题中的应用。

二、反证法在初中数学解题中的意义1. 提高解题的逻辑性反证法在初中数学解题中的应用,可以提高解题的逻辑性,让解题过程更加清晰和严密。

在解题过程中,采用反证法可以让学生对问题进行更全面的思考,不仅能够得出结论,还能够通过推导和反驳的过程加深对问题的理解。

2. 培养学生的思维能力反证法的应用可以培养学生的逻辑思维能力和推理能力。

通过运用反证法,学生需要进行思考、推导和分析,从而加深对问题的理解和抽象能力。

这对学生的思维发展和逻辑能力的培养有着重要的意义。

反证法的应用可以提高学生解题的灵活性。

在解题过程中,遇到一些较为复杂的问题,可以尝试采用反证法来解决。

这种方法能够拓宽解题思路,增加解题的方式和途径,提高解题的灵活性。

三、结语反证法在初中数学解题中的运用极为广泛,它在证明题、数学问题解答及几何问题的解答中发挥着重要作用。

采用反证法不仅可以提高解题的逻辑性和灵活性,还能够培养学生的思维能力。

在教学实践中,应该重视反证法的教学和运用,让学生在解题过程中更加注重推理、严密、逻辑,从而提高数学学习的效果。

高中数学论文 反证法在高中数学解题中的应用

高中数学论文 反证法在高中数学解题中的应用

反证法在高中数学中的应用牛顿曾经说过:“反证法是数学家最精当的武器之一。

”它是指从与命题的结论相反的假设出发,经过正确的推理,推出与已知证明的定理,公理,定义或题设相矛盾的结果,这样就证明了与结论相反的假设不能成立,从而肯定了原来的结论成立。

一般来说,反证法常用来正面证明或求解有困难,情况多或复杂,而逆否命题是比较浅显的题目,问题可能解决的十分干脆。

利用反证法求解时必须结合其它的知识和方法综合考查,由于它应用的广泛性和它在中学数学与高考的突出作用,它已成为一种重要的解题思想,倍受命题者青睐,本文就反证法思想在解题中的应用加以分类解析,旨在探索题型规律,揭示解题方法.1在简易逻辑中的应用例1设,,x y R ∈ :8,:2p x y q x +≠≠或 6,y ≠则p 是q 的( )A . 充分不必要条件 B. 必要不充分条件C.充要条件 D . 既不充分也不必要条件分析直接判断总感觉模凌两可,若从反证法的思想考虑逆否命题,简洁清晰。

解析因为 “:2q x ⌝=且6y =”是“:8p x y ⌝+=”的充分不必要条件,所以p 是q 充分不必要条件。

点评在简易逻辑中,当原问题是否定形式的命题,且直接证明或求解较为困难时,考虑逆否命题可化难为易,简洁清晰。

2在平面向量中的应用例2(2011上海理17)设12345,,,,A A A A A 是空间中给定的5个不同的点,则使123450MA MA MA MA MA ++++= 成立的点M 的个数为( ).A .0 B.1 C.5 D.10分析先用向量加法意义说明这样的点是存在的,再用反证法证明这样的点是唯一的。

解析由123450MA MA MA MA MA ++++= 得,()123451,5O M O A O A O A O A =++++ 由向量加法法则知存在这样的点;M 下面用反证法证明点M 的个数是唯一的,假设满足条件的点除M 外还有点,N 那么123450MA MA MA MA MA ++++= ①,123450NA NA NA NA NA ++++= ②,①-②得50,MN = 则N 点与M 点重合,与假设矛盾.所以满足条件的点M 只有一个.点评涉及唯一性问题的证明时,利用反证法可以有效的突破解题困境,使问题处理的简洁流畅。

反证法在初中数学解题中的应用探讨

反证法在初中数学解题中的应用探讨

反证法在初中数学解题中的应用探讨反证法是初中数学中常用的一种解题方法。

它基于谬误论证法,假设待证明的命题不成立,通过推理论证推出一个不合理的结果,从而推翻了最初的假设,进而证明了待证明的命题成立。

下面将从几个典型的初中数学题目入手,探讨反证法在初中数学解题中的应用。

我们来看一个求解整数平方根的问题。

假设有一个正整数n,我们要证明如果n是平方数,那么它的平方根一定是整数。

我们可以采用反证法来证明这一结论。

假设n的平方根不是整数,即存在无法化简的最简分数\frac{a}{b},满足\sqrt{n}=\frac{a}{b},其中a和b互质。

不失一般性,假设a是奇数。

由于\sqrt{n}是n的平方根,我们可以推出n=\left(\frac{a}{b}\right)^2,进而得到n=\frac{a^2}{b^2}。

由于a是奇数,那么a^2也是奇数。

设a^2=k,则b^2n=k,由于k是奇数,所以n必然也是奇数。

我们知道平方数的性质是除以4的余数只可能是0或1,所以n的余数只可能是0或1,与n是奇数矛盾。

我们得出结论,若n是平方数,它的平方根一定是整数。

接下来,我们来看一个涉及最小值的问题。

假设有一个集合A,其中包含一些正整数。

现在要证明,如果将集合A中的两个元素交换位置,则整个集合中的元素之和不小于原来的和。

我们可以采用反证法来证明这一结论。

假设交换位置后,整个集合中的元素之和比原来的和要小。

设原来集合A中的两个元素分别为a和b,交换位置后变为b和a。

如果交换位置后的和比原来的和要小,那么必然有a-b>0,即a>b,否则a-b<0,即a<b。

不失一般性,假设a-b>0。

现在考虑将a减去某个正整数k,而将b加上k的情况。

由于a-b>0,所以存在一个正整数k,使得a-k>b+k。

考虑到a和b都是整数,那么我们可以得到一个更小的和,即a-k+(b+k)<a+b,这与交换位置后的和比原来的和要小矛盾。

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析
反证法是数学推理中常用的解题方法,特别适用于初中数学题目。

反证法的核心思想是通过假设命题的否定,推导出与已知条件矛盾的结论,从而证明原命题的正确性。

以下将对反证法在初中数学解题中的运用进行分析。

1. 等式和不等式的证明:
反证法常被用来证明等式和不等式的正确性。

若要证明一个等式成立,可以通过假设它不成立,然后利用已知条件推导出矛盾结果。

同理,若要证明一个不等式成立,可以假设它不成立,然后通过推导得出矛盾的结论。

2. 整除关系的证明:
反证法在整除关系的证明中也常被应用。

要证明一个整数a不能被整数b整除,可以假设a能被b整除,然后通过推导得出与已知条件矛盾的结论,从而证明假设的否定。

3. 数的存在性证明:
反证法也可以用来证明某个数(例如最大值、最小值等)的存在性。

假设不存在该数,然后推导出与已知条件矛盾的结论,从而证明该数的存在性。

4. 图形性质的证明:
反证法也适用于证明某个图形性质的推理。

若要证明某个三角形为等边三角形,可以假设它不是等边三角形,然后通过推导得出矛盾的结论,从而证明假设的否定。

反证法在初中数学解题中具有广泛的应用。

它的运用可以简化证明过程,提高解题效率。

初中学生在运用反证法时,需要准确理解已知条件和求证结论,灵活运用反证思维,推导出矛盾的结论,以达到解题的目的。

要注意反证的过程要合理,推导过程要严谨,从而确保解题的正确性。

反证法在初中数学解题中的应用探讨

反证法在初中数学解题中的应用探讨

反证法在初中数学解题中的应用探讨反证法是初中数学学习中常用的一种思维方式,通常在证明某些命题时会用到。

它的作用在于,通过假设命题不成立,然后通过推理得到矛盾,从而证明了命题是成立的。

下面就来探讨一下反证法在初中数学解题中的应用。

1. 证明逆命题、反命题在数学中,证明逆命题、反命题通常采用反证法。

例如,证明“如果两条直线平行,则它们的斜率相等”的逆命题“如果两条直线的斜率不相等,则它们不是平行的”以及反命题“如果两条直线不平行,则它们的斜率不相等”时,可以采用反证法。

首先假设逆命题和反命题是成立的,即假设存在两条斜率不相等的直线是平行或存在两条不平行的直线的斜率相等,然后通过推理得到矛盾的结论,从而证明了原命题是成立的。

2. 证明等式在初中数学中,证明等式也常常采用反证法。

例如,证明“对于任意实数x,x²≥0”时,可以采用反证法。

假设存在一个实数x,使得x²<0,然后通过x²的定义将其化简为(-x)²>0,即(-x)×(-x)>0,那么根据负数的定义可知,(-x)×(-x)>0的条件是x≠0,即(-x)²>0的条件是x≠0。

但是这与我们的假设矛盾,因为我们已经假设x²<0,而这意味着x²≥0不成立,由此证明了原命题是成立的。

3. 证明最大值或最小值假设存在实数a、b,使得a+b=8且ab>16,然后将ab表达式展开为a(8-a),化简后得到8a-a²>16,移项可得a²-8a+16<0,即(a-4)²<0,这与平方差公式是矛盾的,因此我们假设的ab>16是不成立的,即xy的最大值是16。

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析反证法是一种证明方法,它通过假设所要证明的结论不成立,然后推出与已知事实相矛盾的结论,从而得出所要证明的结论成立的结论。

在初中数学中,反证法被广泛应用。

它不仅能够帮助学生更加深刻地理解数学概念,还能够提高学生的思维能力和解决问题的能力。

首先,反证法在初中数学中常用于证明某些命题是假的。

比如,我们常常可以用反证法证明一些等式不成立。

例如,我们来看下面这个例子:已知 $a,b,c$ 为正整数,且 $a+b=c$,证明 $a^2+b^2$ 不能被 4 整除。

我们可以用反证法来证明这个命题。

假设 $a^2+b^2$ 能被 4 整除,那么 $a$ 和$b$ 一定都是偶数。

令 $a=2m$,$b=2n$,其中 $m$ 和 $n$ 是正整数,则:$a^2+b^2=4(m^2+n^2)$由于 $a+b=c$,因此:因此,$c$ 也是偶数。

但是,由于 $a,b,c$ 是正整数,因此 $c$ 不能为偶数。

因此,假设不成立,命题得证。

其次,反证法在初中数学中还常用于证明一些命题是正确的。

有时候,我们可以通过假设某些前提不成立,然后推出一个与已知事实不符的结论,从而证明原命题是正确的。

比如,我们来看下面这个例子:对于正整数 $n$,如果 $n^2$ 是奇数,则 $n$ 也是奇数。

由于 $n^2$ 是奇数,因此 $4m^2$ 也是奇数。

但是,我们知道,偶数的平方一定是偶数,因此 $4m^2$ 一定是偶数,与已知事实相矛盾。

因此,可以得出结论:如果$n^2$ 是奇数,则 $n$ 也是奇数。

浅谈“反证法”在高中数学的应用

浅谈“反证法”在高中数学的应用

浅谈“反证法”在高中数学的应用反证法,又称归谬法,是一种通过否定或质疑对方的论点,从而证明自己观点正确性的方法。

这种证明方法在高中数学中有着广泛的应用,下面我们就来谈谈反证法在高中数学中的应用。

反证法的原理是:如果一个命题的结论是错误的,那么这个命题的前提也必须是错误的。

这个原理基于逻辑推理的矛盾性,即如果一个命题的前提和结论之间存在矛盾,那么这个命题就是错误的。

根据这个假设,推导出与原命题的结论相矛盾的结论;说明这个矛盾的结论与原命题的结论是矛盾的,从而证明原命题的结论是正确的。

下面我们通过一个实例来说明反证法在高中数学中的应用:例题:求证:在任意三角形ABC中,至少有一个内角小于或等于60度。

证明:假设在三角形ABC中,所有内角都大于60度,即每个内角都大于60度。

根据三角形内角和定理,三角形内角和为180度,因此三角形ABC的内角和大于180度。

但是,这与三角形内角和定理相矛盾,因为三角形的内角和不可能大于180度。

因此,我们的假设是错误的,至少有一个内角小于或等于60度。

通过这个例子,我们可以看到反证法的应用范围很广,可以用来证明各种类型的命题,包括数量关系、不等式、函数性质等等。

虽然反证法在高中数学中有着广泛的应用,但是并不是所有的命题都可以使用反证法来证明。

一般来说,反证法适用于那些结论是“至多”、“至少”等形式的命题,因为这些命题的结论可以被否定。

如果命题的结论是“等于”、“不等于”等形式,那么就不适合使用反证法。

反证法是一种非常重要的数学证明方法,在高中数学中有着广泛的应用。

通过掌握反证法的原理和步骤,我们可以更好地理解和掌握数学中的各种知识点,提高自己的数学素养。

使用反证法也可以培养我们的逻辑思维能力,让我们更加严谨、准确地思考问题。

因此,我们应该认真学习反证法,并将其应用到实际生活中去。

在中学数学的学习过程中,我们经常会遇到一些看似简单但实际上需要巧妙思维才能解决的问题。

这时候,反证法就像是一把利剑,能帮助我们破解难题。

反证法在数学解题中的应用

反证法在数学解题中的应用

反证法在数学解题中的应用
反证法是一种有效的数学证明方法,通常用于证明一个命题的否定。

其基本思想是通过假设命题不成立,然后推导出矛盾,从而证明原命题成立。

以下是反证法在数学解题中的一些应用:
1.证明一个命题的否定。

反证法常用于证明一个命题的否定,即假设原命题不成立,然后推导出矛盾,从而证明原命题成立。

例如,在证明“一个三角形中至少有一个角大于等于90度”这个命题时,可以通过反设每个角都小于90度,然后推导出矛盾来证明原命题。

2.唯一性证明。

反证法也可以用于证明某个命题的唯一性,即假设存在多个满足条件的对象,然后推导出矛盾,从而证明原命题的唯一性。

例如,在证明“一个多项式方程只有一组解”这个命题时,可以通过假设存在多组解,然后推导出矛盾来证明原命题。

3.反例构造。

在数学中,有些命题需要通过构造反例来证明其不成立。

反证法可以用于构造反例,即假设原命题成立,然后推导出矛盾,从而证明原命题不成立。

例如,在证明“对于任意正整数n,都存在一个正整数m,使得m^2=n^2+1”这个命题时,可以通过反设不存在这样的m,然后推导出矛盾来证明原命题不成立。

需要注意的是,反证法不是万能的,它不适用于所有的数学问题。

在使用反证法时,需要注意逻辑的严谨性和细节的准确性。

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析反证法是一种证明方法,运用反证法可以达到“证明之外还证明”的效果,也就是通过证明不成立的情况来证明规律的正确性。

在初中数学中,反证法可以有效地应用于解题,以下是几个例子:1、证明根号2是无理数。

假设根号2是有理数,可以表示为p/q,其中p,q互质。

则根号2=p/q,两边平方得到2=p*p/q*q,化简可得到p*p=2*q*q,由于2是质数,而p*p是偶数,就可以推出p也是偶数。

那么p=2k,代入原式可得到2=q*k,则q也是偶数。

这与p,q互质矛盾,因此假设不成立,根号2是无理数。

2、证明平方根小数是无限不循环小数。

假设平方根的小数部分有限、循环。

设其小数部分为a.b(c)。

则有a.b(c)=x/10^t+y/(10^(t+1))+z/(10^(t+2))+…,即表示成有限的分数形式。

那么可以将该分数转换为最简分数a’/b’,然后平方可得到(a’)^2/(b’)^2=2+2y/(10^t)+(y/(10^t))^2+(2z/(10^(t+1))+(z/(10^(t+1)))^2+……3、证明勾股数不存在除1以外的公因数。

假设勾股数存在除1以外的公因数d,则可以表示a=dm,b=dn。

那么c^2=a^2+b^2=d^2(m^2+n^2),即c也能被d整除,此时c/d也是一个整数,且满足c/d是勾股数a/d,b/d的最大公因数。

这与a/d,b/d互质矛盾,因此假设不成立,勾股数不存在除1以外的公因数。

以上几个例子展示了反证法在初中数学解题中的应用,可以看到反证法是一种极为重要的证明方法。

在解题过程中,可以运用一些技巧,如化简、分解因式、求幂、辗转相除等,帮助分析矛盾的来源,找到反证的破绽,从而得出正确的结论。

浅谈反证法在初中数学解题中的应用

浅谈反证法在初中数学解题中的应用

浅谈反证法在初中数学解题中的应用作者:莫美珍来源:《学周刊》2018年第17期摘要:反证法在初中数学中有着广泛的应用,它的解题技巧对数学解题有很大的帮助,尤其针对一些难以着手的问题。

教师通过研究反证法在中学数学中解题的范围和其在几种常用命题中的应用技巧,对反证法的分类进行讨论,根据用反证法在各类命题中的应用步骤、类型和规律分析,总结出反证法在初中数学范畴中的重要性。

最后论述反证法这种思维方式在初中数学中所起的作用,要求学生能够用逆向思维来解决更多的数学问题,并结合生活的需要,解决生活中的难题。

关键词:初中数学;反证法;逆向思维中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2018)17-0043-02DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2018.17.026反证法的思维方式与正向思维方式相反,它遵循“由果溯因”这种思维模式。

在数学解题中,教师要注意培养学生的逆向思维,从而提高学生的数学能力。

反证法中独特、巧妙的思维方式可以使那些难以着手的数学问题迎刃而解。

例如下面涉及的这几类问题,其思维方式都比较巧妙,这种解题方法对于提高学生解决数学问题的能力有很大的帮助,更能够帮助学生提高分析问题、灵活运用数学知识解决问题的能力。

反证法在初中数学教学中的应用比较广泛,通常在一些基本的性质、定理和重要结论中都有所体现,在某些难度较大的题目中更是不可或缺的。

一、反证法的定义及理论依据(一)反证法的定义反证法的基本理念是:在否定了原命题(真命题)后,找出必要矛盾,就可以证明原命题。

在对一个命题进行证明时,可以先假设命题结论的对立面是成立的,若由已知条件可以得出两个矛盾的结论,或者导出的结果与定义、定理、已知公理、已知条件之一相矛盾,此时就可以说明假设是不成立的,同时也就证明了原命题一定成立。

利用这种方式对命题进行证明的方法称为反证法。

反证法可以归纳为:“否定结论,寻找矛盾。

反证法在初中数学解题中的应用探讨

反证法在初中数学解题中的应用探讨

反证法在初中数学解题中的应用探讨【摘要】本文探讨了反证法在初中数学解题中的应用。

首先介绍了利用反证法证明等式的独特性,通过假设等式错误来推导出矛盾,从而证明等式成立。

其次讨论了利用反证法证明几何命题的正确性,通过假设命题错误来推导出矛盾,从而证明命题正确。

然后探讨了利用反证法解决逻辑推理题和方程组的解存在性问题,通过假设反面来得出结论。

最后讨论了利用反证法证明不等式的性质,通过假设不成立来推导出矛盾,从而证明不等式成立。

结论指出反证法在初中数学解题中的重要性,是培养学生逻辑思维能力的重要方式。

初中学生应该熟练掌握反证法的运用,以提升数学解题的能力和思维水平。

【关键词】反证法、初中数学、应用探讨、等式、几何命题、逻辑推理题、方程组、解存在性、不等式、重要性、逻辑思维能力1. 引言1.1 反证法在初中数学解题中的应用探讨引言:反证法是数学证明中常用的一种方法,通过反证法可以证明一个命题的否定是不成立的,从而进而证明这个命题是成立的。

在初中数学中,反证法也有着广泛的应用,可以帮助学生解决各种复杂的数学问题。

本文将探讨反证法在初中数学解题中的应用,包括利用反证法证明等式的独特性、利用反证法证明几何命题的正确性、利用反证法解决逻辑推理题、利用反证法解决方程组的解存在性问题以及利用反证法证明不等式的性质。

通过这些例子,我们可以更好地理解反证法在数学解题中的重要性,同时也可以培养学生的逻辑思维能力,帮助他们更好地理解和运用数学知识。

反证法不仅是一种证明方法,更是一种思维方式,能够帮助学生提高解题能力,培养批判性思维,从而更好地应对数学学习中遇到的各种问题。

2. 正文2.1 利用反证法证明等式的独特性利用反证法证明等式的独特性是初中数学中常见的解题方法之一。

在数学中,我们经常要证明一些等式的成立性,而有时候直接利用已知条件来进行证明并不是很方便,这时候反证法就派上了用场。

反证法的基本思想是假设要证明的结论为假,然后推导出矛盾的结论,从而证明原结论的真实性。

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析反证法是数学解题中经常使用的一种推理方法,它可以帮助我们证明一个命题是错误的。

在初中数学中,我们经常会在解题过程中运用反证法来断定一个命题的正确性,或者找到一个反例来否定一个命题。

一、反证法的基本思想反证法是一种证明方法,通过反证法可以推断出某些事物的非真实性或者不存在性。

其基本思想是反设所证命题的否定命题,然后通过证明所得到的结果与已知事实矛盾,从而得出所证的命题是成立的结论。

二、反证法在初中数学解题中的典型案例1. 一元二次方程无解性证明在初中数学中,我们学习了一元二次方程的求解方法,通常的形式是ax^2 + bx + c = 0。

如果我们想证明一个一元二次方程无实数解,就可以运用反证法。

我们可以按照以下的步骤进行证明:反设方程ax^2 + bx + c = 0有实数解,即方程存在实数根。

那么我们可以求出方程的判别式Δ=b^2-4ac,如果Δ<0,则方程无实数解。

2. 整数平方根不是整数的证明在初中数学中,我们学习了整数的性质,其中有一条是“如果一个整数不是平方数,那么它的平方根不是整数”。

我们可以通过反证法来证明这个命题:反设一个整数的平方根是整数,即√n是整数。

那么我们可以得到n=√n^2是一个平方数。

但是根据正整数的性质,如果n不是平方数,那么n的平方根不是整数。

从而得出矛盾,证明了原命题是正确的。

1. 提高逻辑思维能力通过运用反证法解题,可以帮助学生培养逻辑思维能力。

学生需要反设一个命题的否定命题,并通过逻辑推理来得出结论,这种训练能够提高学生的逻辑推理能力和思维能力。

2. 帮助理解抽象概念在初中数学中,有许多抽象概念需要学生进行理解和运用,如实数的性质、多项式的因式分解、几何图形的性质等。

通过反证法来解题,可以帮助学生更好地理解和应用这些抽象概念,提高他们的数学水平。

3. 培养问题解决能力反证法在数学解题中的运用,需要学生灵活运用所学知识来解决问题。

反证法在初中数学解题的运用

反证法在初中数学解题的运用

反证法在初中数学解题的运用在初中数学的教与学过程中,归谬法是一种非常常见的解题方法,可以有效地简化数学问题,提高解题速度和正确率,锻炼学生的逻辑思维能力。

在初中数学解题过程中,反证法被广泛应用。

特别是对于一些无处下手的数学题,反证法的解题技巧可以帮助学生快速得到答案。

基于此,本文总结了反证法的理论和分类,重点阐述了反证法在初中数学解题中的应用,以供参考。

关键词:反证法;初中数学;解题;应用反证法的应用思路是先将结论否定,然后依次为基础展开论证,并根据已知命题和推理原则得出与已知题设相矛盾的结论,进而确定论题的真实性。

由此可见,反证法的应用并不需要直接证明结论,而是通过否定与结论相反的一面来证明事物的真实性。

这是一种间接的、让步的证明方法。

巧妙地应用反证法可以让人有一种茅塞顿开的感觉,并且解题过程简洁、明快,被誉为“数学家最精良的武器之一”。

而且在初中数学解题中,巧妙应用反证法可以有效培养学生的逆向思维,提高学生的数学问题解决能力。

一、反证法的概述反证法在初中数学解题中属于较为特别的解题方法,尤其对于一些无从下手的难题往往有较好的解题效果,但要想正确有效地运用需要准确细致地了解反证法的相关理念,下面进行具体论述。

(一)反证法的基本理念。

先对原命题进行否定,然后再找出必要的矛盾,就可以对原命题进行论证。

也就是说,在证明一个命题的时候,可以先假设命题结论的对立面是正确的,再由已知条件得出两个相互矛盾的结论,或者与数学定理、公理、已知条件等相矛盾的结果,就可以说假设不成立。

而在说明假设不成立的同时,也就代表着原命题的成立。

这就是反证法。

(二)反证法的理论依据。

反证法的理论依据为矛盾律和排中律。

矛盾律的意思是,在同一个证明过程中,如果两个相结论相互对立,那么其中一个必然是错误的。

而排中律的意思是,同一个命题只有两种可能,要么为真,要么为假。

排中律的特点是,解题者必须要有清晰、明确的思维,不仅要确定自己的思维逻辑,还要明确自己的立场。

浅谈反证法在中学数学解题中的应用

浅谈反证法在中学数学解题中的应用

浅谈反证法在中学数学解题中的应用作者:霍玉红来源:《数理化学习·初中版》2013年第08期数学问题千变万化,如果拘泥于某几种习惯,是不会游刃有余的.解题时,学生们思考的习惯大多是正面的,顺向的,这种策略提醒我们,顺向推导有困难时就逆向推导,正面求解有困难时就反面求解,直接求解不奏效时就间接进行,肯定命题有困难时就转而举反例加以否定.这种逆反转换式思维实际上是一种逆向思维,体现了思维的灵活性,也反映着数学问题因果关系的辨证统一.法国数学家阿达玛对反证法的实质作过概括:“若肯定定理的假设而否定其结论,就会导致矛盾”.具体地讲,反证法就是从否定命题的结论入手,并把对命题结论的否定作为推理的已知条件,进行正确的逻辑推理,使之得到与已知条件、已知公理、定理、法则或者已经证明为正确的命题等相矛盾的原因是假设不成立,所以肯定了命题的结论,从而使命题获得了证明.反证法所依据的是逻辑思维规律中的“矛盾律”和“排中律”.在同一思维过程中,两个互相矛盾的判断不能同时都为真,至少有一个是假的,这就是逻辑思维中的“矛盾律”;两个互相矛盾的判断不能同时都假,简单地说“A或者非A”,这就是逻辑思维中的“排中律”.反证法在其证明过程中,得到矛盾的判断,根据“矛盾律”,这些矛盾的判断不能同时为真,必有一假,而已知条件、已知公理、定理、法则或者已经证明为正确的命题都是真的,所以“否定的结论”必为假.再根据“排中律”,结论与“否定的结论”这一对立的互相否定的判断不能同时为假,必有一真,于是我们得到原结论必为真.所以反证法是以逻辑思维的基本规律和理论为依据的,反证法是可信的.反证法的证题模式可以简要的概括为“否定→推理→否定”.即从否定结论开始,经过正确无误的推理导致逻辑矛盾,达到新的否定,可以认为反证法的基本思想就是“否定之否定”.应用反证法证明的主要三步是:否定结论→ 推导出矛盾→ 结论成立.实施的具体步骤是:第一步,反设:作出与求证结论相反的假设;第二步,归谬:将反设作为条件,并由此通过一系列的正确推理导出矛盾;第三步,结论:说明反设不成立,从而肯定原命题成立.在应用反证法证题时,一定要用到“反设”进行推理,否则就不是反证法.用反证法证题时,如果欲证明的命题的方面情况只有一种,那么只要将这种情况驳倒了就可以,这种反证法又叫“归谬法”;如果结论的方面情况有多种,那么必须将所有的反面情况一一驳倒,才能推断原结论成立,这种证法又叫“穷举法”.在数学解题中经常使用反证法,牛顿曾经说过:“反证法是数学家最精当的武器之一”.一般来讲,反证法常用来证明的题型有:命题的结论以“否定形式”、“至少”或“至多”、“唯一”、“无限”形式出现的命题;或者否定结论更明显.具体、简单的命题;或者直接证明难以下手的命题,改变其思维方向,从结论入手进行反面思考,问题可能会迎刃而解.例1直线∥b,b∥c,那么直线与c平行吗?为什么?学生通过自学之后再小组讨论,很容易应用反证法想到:若直线与c不平行,则与平行公理矛盾,从而得到结论.例2 证明2为无理数.假设2为有理数,那么存在两个互质的正整数p、q,使得:2=pq,于是p=2q.两边平方得p2=2q2.由2q2是偶数,可得p2是偶数.而只有偶数的平方才是偶数,所以p也是偶数.因此,可设p=2s,代入上式,得:4s2=2q2.即:q2=2s2.所以q也是偶数.这样,p、q都是偶数,不互质,这与假设p、q互质矛盾.这个矛盾说明,根号2不能写成分数的形式,即2不是有理数.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.图1例3 如图1,设SA、SB是圆锥SO的两条母线,O是底面圆心,C是SB上一点.求证:AC与平面SOB不垂直.分析:结论是“不垂直”,呈“否定性”,考虑使用反证法,即假设“垂直”后再导出矛盾后,再肯定“不垂直”.证明:假设AC⊥平面SOB,因为直线SO在平面SOB内,所以 AC⊥SO,因为 SO⊥底面圆O,所以 SO⊥AB,所以 SO⊥平面SAB,所以平面SAB∥底面圆O,这显然出现矛盾,所以假设不成立.即AC与平面SOB不垂直.注:否定性的问题常用反证法.例如证明异面直线,可以假设共面,再把假设作为已知条件推导出矛盾.例4已知三个方程x2+4ax-4a+3=0x2+(a-1)x+a2=0,x2+2ax-2a=0.至少有一个方程有实根,使求实数a的取值范围.分析:三个方程至少有一个方程有实根的反面情况仅有一种:三个方程均没有实根.先求出反面情况时的范围,再所得范围的补集就是正面情况的答案.解:设三个方程均无实根,则有:Δ1=16a2-4(-4a+3)Δ2=(a-1)2-4a2Δ2=4a2-4(-2a)解得-32a13-2即-32所以,当a≥-1或a≤-32时,三个方程至少有一个方程有实根.注:“至少”、“至多”问题经常从反面考虑,有可能使情况变得简单.本题还用到了“判别式法”、“补集法”(全集R),也可以从正面直接求解,即分别求出三个方程有实根时(△≥0)的取值范围,再将三个范围并起来,即求集合的并集.两种解法,要求对不等式解集的交、并、补概念和运算理解透彻.例5 给定实数a,a≠0且a≠1,设函数y=x-1ax-1 (其中x∈R且x≠1a),证明:①.经过这个函数图象上任意两个不同点的直线不平行于x轴;②.这个函数的图象关于直线y=x成轴对称图象.分析:“不平行”的否定是“平行”,假设“平行”后得出矛盾从而推翻假设.证明:①设M (x ,y )、M (x ,y )是函数图象上任意两个不同的点,则x1≠x2,假设直线M1M2平行于x轴,则必有y1=y2,即x1-1ax1-1=x2-1ax2-1,整理得a(x1-x2)=x1-x2.因为x1≠x2,所以a=1,这与已知“a≠1”矛盾,因此,假设不对,即直线M1M2不平行于x轴.②由y=x-1ax-1得axy-y=x-1,即(ay-1)x=y-1,所以x=y-1ay-1,即原函数y=x-1ax-1的反函数为y=x-1ax-1,图象一致.由互为反函数的两个图象关于直线y=x对称可以得到,函数y=x-1ax-1的图象关于直线y=x成轴对称图象.注:对于“不平行”的否定性结论使用反证法,在假设“平行”的情况下,容易得到一些性质,经过正确无误的推理,导出与已知≠1互相矛盾.第②问中,对称问题使用反函数对称性进行研究,方法比较巧妙,要求对反函数求法和性质运用熟练.一条路,当我们清楚地看到他的前方是条死胡同时,不妨试着转个身,也许柳暗花明的惊喜就在眼前!愿以上举例能帮助学子们理解反证法的要领和精髓,也愿反证法这一解题策略能够帮助您在迷茫无助时开启明灯,在数学解题时披荆斩棘、一往无前!。

反证法在初中数学解题中的应用探讨

反证法在初中数学解题中的应用探讨

反证法在初中数学解题中的应用探讨反证法是一种常见的证明方法,它的核心思想是通过假设反面来得出正面结论。

在初中数学中,反证法也是常用的解题方法。

在本文中,我们将探讨反证法在初中数学解题中的应用。

一、什么是反证法反证法是一种常见的证明方法。

它的核心思想是:在证明某个命题时,我们先假设它的反面成立,再通过逻辑推理得到矛盾结论,从而说明这个假设是错误的,因此原命题成立。

例如,在证明“对于任意整数n,如果n²是偶数,则n是偶数”时,可以采用反证法。

我们假设n是奇数,即n=2m+1,其中m是整数。

那么,n²就是(2m+1)²=4m²+4m+1,显然是奇数,而不是偶数。

这与原假设矛盾,所以我们得到结论:对于任意整数n,如果n²是偶数,则n是偶数。

在初中数学中,反证法广泛应用于各个领域,例如代数、几何、概率等。

下面我们将以一些例子来说明。

在代数中,反证法通常用于证明一个方程没有实数根。

例如,我们考虑如何证明方程x² + 1 = 0 没有实数解。

我们可以采用反证法,假设有一个实数x满足x²+1=0,那么x²=-1,这个方程没有实数解,因此假设成立的前提是错误的,所以原方程没有实数根。

2. 反证法在几何中的应用在几何中,反证法通常用于证明某个结论是错的或者某条性质是不成立的。

例如,在平面几何中,我们想要证明“一个正方形的对角线互相垂直”。

我们可以采用反证法,假设正方形的对角线不互相垂直。

在图中,我们可以找到一个三角形ABC,因此∠ABD +∠AED + ∠BDE + ∠DEC = 360°。

然而,由于正方形的每个内角是90°, 因此∠ABD + ∠BDE = 90°, ∠AED + ∠DEC = 90°。

将它们代回原方程中,我们得到90°+90°+90°+90° = 360°, 说明原假设错了,证明了对角线互相垂直的结论。

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析反证法是一种基本的数学证明方法,在初中数学解题中也被广泛应用。

它是一种通过假设引出矛盾来证明某个命题的方法,通常用于证明一些不能直接得到结论的命题。

一、基本思想反证法的基本思想是:如果要证明一个命题P成立,可以假设它不成立,然后推出一个矛盾的结果,从而证明原命题成立。

这样的证明方式可以帮助我们避免直接证明带来的困难,使证明过程更为简单。

二、实例分析1. 证明“根号3是无理数”假设根号3是有理数,则可以写成根号3=a/b(a、b互质),其中a、b都是整数。

平方两边得3=a^2/b^2,从而得到a^2=3b^2。

这说明a的平方是3的倍数,因此a也是3的倍数,即a=3c(c∈Z)。

将其代入a^2=3b^2中得到9c^2=3b^2,即3c^2=b^2,由此可知b 也是3的倍数。

但是a、b是互质的,矛盾!因此假设不成立,根号3是无理数。

2. 证明“在一个无限的等差数列中,任意两个正整数的差都不能是1”假设该等差数列中存在正整数a、b,使得a-b=1。

令等差数列的第一项为c,公差为d,则有a=c+kd,b=c+(k-1)d,其中k是正整数。

带入a-b=1得到d=1,因此等差数列的公差为1。

若d=1,则对于任意正整数,其后面必然至少有一个正整数与之差为1,矛盾!因此假设不成立,证明了该命题。

三、注意事项反证法虽然在初中数学中被广泛应用,但它也存在一些需要注意的细节问题。

1. 假设的前提需要清晰明确。

在运用反证法时,我们需要明确假设的前提是什么,以免出现“抓住了一根草而错过了一个森林”的情况。

2. 矛盾的产生必须严密。

在假设的基础上,我们需要通过一些推理或运算,得到一个相互矛盾的结果,才能证明该命题。

3. 反证法不一定适用于所有问题。

有些问题需要直接证明,反证法并不一定能够得出正确的结果。

4. 其他证明方法的选择需要根据问题的实际情况来决定。

在做题时需要灵活运用不同的证明方法,如归纳法、直接证明等。

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析

反证法在初中数学解题中的运用分析1. 引言1.1 反证法在初中数学解题中的重要性反证法是初中数学解题中一种重要的思维方法,其在数学推理和证明中扮演着至关重要的角色。

通过反证法,我们可以通过假设所要证明的结论为假,从而推导出矛盾,进而证明原命题的正确性。

这种方法在解决复杂问题或证明难题时常常能够起到意想不到的效果,为我们打开了解决问题的新思路。

在初中数学学习中,反证法的重要性不言而喻。

通过反证法,我们可以更好地理解数学定理和公式,并且培养逻辑思维和分析问题的能力。

它帮助我们发现问题的本质,找到解决问题的关键,提高数学学习的效率和深度。

在解决数学问题时,有时直接证明一个命题比较困难,而通过反证法可以简化证明过程,使得解题更加简洁和清晰。

反证法在初中数学解题中的重要性不容忽视。

它不仅能够提高我们的数学解题能力,还可以培养我们的逻辑思维方式,让我们在数学学习中收获更多的成就和乐趣。

熟练掌握反证法对于初中生来说是十分重要的。

1.2 反证法的基本原理反证法是逻辑推理中常用的一种方法,其基本原理是通过否定待证命题的反命题来间接证明原命题的真实性。

这种方法在数学证明中被广泛运用,特别是在初中数学解题中具有重要意义。

反证法的基本原理可以用简单的逻辑推理来解释。

假设我们要证明一个命题P,而假设P是假的,即非P是真的。

我们利用这个假设来推导出某些结论Q,但我们最终发现Q与已知事实或其他命题矛盾,从而得出结论非P也是假的,即P是真的。

这一过程就是利用反证法间接证明原命题的过程。

反证法的基本原理可以帮助我们加深对待证命题的理解,发现存在逻辑矛盾的地方,从而推导出命题的真实性。

在数学解题中,反证法可以帮助我们简化证明过程,节省时间和精力,提高解题效率。

了解和掌握反证法的基本原理对于初中生学习数学和解题是非常重要的。

反证法不仅仅是一种证明方法,更是一种思维方式和逻辑推理的训练,可以帮助学生提升解决问题的能力和思考深度。

2. 正文2.1 反证法在代数方程解题中的运用在解代数方程中,反证法是一种常用且有效的解题方法。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

反证法在数学解题中的应用
我们在解决数学问题时,一般是从正面入手,这就是所谓的正向思维,但往往也会遇到从正面入手困难,或出现一些逻辑上的困境的情形,这时就要从辩证思维的观点出发,运用逆向思维克服思维定势的消极面,从习惯思路的反方向去分析问题,运用反证法解决问题。

一、反证法的逻辑基础
证明命题“A B”时如果用这种方法:假设A∧B为真,在A且B的条件下,合乎逻辑地推出一个矛盾的结果(不论是与A矛盾还是与其他已知正确的结论矛盾或自相矛盾),从而B成立(即A B成立),这种方法就是反证法。

二、反证法的解题步骤
第一步审题,弄清命题的前提和结论;
第二步否定原命题,由假设条件及原命题构成推理的基础;
第三步由假设出发,根据公理、定义、定理、公式及命题的条件,正确逻辑推理,导出逻辑矛盾;
第四步肯定原命题的正确性。

三、什么情况下考虑应用反证法
1待证命题的结论是唯一存在性命题
例1设方程x=p sin x+a有实根(0<p<1,a是实数),求证实根唯一。

证明:假设方程存在两个不同实根x1,x2,则有
x1=p sin x1+a,x2=p sin x2+a
x1-x2=p sin x1-sin x2=2p cos x1+x22sin x1-x22
由于cos x1+x22│≤1,从而有│x1-x2│≤2p│sin x1-x22│又sin x1-x22≤x1-x22,故x1-x2≤p x1-x2,但x1≠x2,于是p≥1,与0<p<1矛盾。

所以方程若有实根,则根唯一。

2采取直接证法,无适宜的定理作为根据,甚至无法证明。

例2已知A、B、C、D是空间的四点,ABGN CD是导向直线,求证AC和BD、AD和BC也都是异面直线。

分析:证AC和BD是异面直线,即证明AC和BD不在同一平面内,考虑反证法。

证明:假定AC和BD不是异面直线,那么AC和BD在同一平面内,因此A、B、C、D不是异面直线,这与已知条件矛盾。

所以AC和BD是异面直线。

3待证命理的结论是以“至少存在”的形式出现的,“至少存在”的反面是“必定不存在”,所以只要证明“必定不存在”不成立即可。

例3设p1p2=2(q1+q2)求证方程x2+p1x+q1=ox2+p2x+q2=0中至少有一个方程有实根。

证明:假设两方程都无实根,则
p12-4q1<0,p22-4q2<0,两式相加,有p21+p22<4(q1+q2)(1)
而p1p2=2(q1+q2)代入(1)得p21+p22<2p1p2,这与p21+p22≥2p1p2矛盾。

故假设不成立,原命题正确。

4待正命题含有涉及各种“无限形式”的结论,由于中学没有直接证明“无限”的手段。

而结论的反面却是“有限”,故常常借助于反证法。

例4证明实数lg3是无理数。

证明:假设lg3是有理数。

则它可以表示成lg3=mn(m,n是互质的正整数,由对数的定义,得10=3″)。

但10是偶数,而3″是奇数,矛盾。

因此实数lg3是无理数。

5待证命题的结论是以否定形式出现的,而否定的对象又是具体的,则结论的反面是肯定判断。

四、反证法的应用
1在代数中的应用
例5设x为任一实数证明:x,2x,…,nx中必有一个数,它与某整数之差的绝对值不大于1n+1。

分析:如果能够证明x,2x,…,nx中的每个数与某整数之差的绝对值的和不大于1n+1。

则x,2x,…,nx中必有一个数,它与某整数之差的绝对值不大于1n+1。

但由于某整数不确定要么是[ix],或者是[ix]+1,对于这些差的绝对值求和要是分类讨论情况太多,直接处理不太好入手,不妨考虑反证法。

证明略。

2在数论中的应用
例6已知p是一个三位数,且是质数,又p的百位数是a,十位数是b,个位数是c。

证明:关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0无整数解。

分析:若用一元二次方程的求根公式-b±b2-4ac2a验证该式不是整数,已知条件不好用;若直接验证,将所有的三位质数罗列出来,太麻烦。

可考虑用反证法。

证明略。

3在几何中的应用
例7平面上有n(n≥3)个点,若经过其中任意两个点的直线必过这n个点中的第三个点,则这n个点都在同一条直线上。

分析:直接利用条件不知如何建构解题思路,若换个角度,用反证法,在有了n个点不共线这个条件以后,情况就大不一样了。

反证法的难点在于提出与结论相反的假设后,如何合理地展开思路。

“特殊化”有时是反证法得以成功的一个重要突破口。

五、反证法中常用手法
1特殊位置
(1)极端位置
例8能否在平面上放置2008条线段,使得每一条线段的端点都严格地位于其他线段的内部?
证明:假设可以放置2008条线段,使得它们的4016个端点全部严格地位于其他线段的内部,现取一定点O,并找出4016个端点中离点O最远的点A,于是,平面上再没有比点A到点O的距了更远的点了,由于点A严格位于另一线段BC内部,从而,点A是的边OBC的边BC上的点,故OA<max{OB,OC}与点A是离O最远的点矛盾,故平面上不能放置满足题目要求的2008条线段。

(2)典型位置
例9将正整数1至100随意填入10×10的方格表中,且生个方格填一个数。

证明:必有某两个相邻方格(即具有公共边的方格)中所填数字之差不小于6。

证明:假设可以找到一种填法使每两个相邻方格中所填数字之差都不超过5,观察与1在同一行、与100在同一列的方格内的数字a,由于a与1之间至多间隔8个方格,故a≤100-9×5=46①
又a与100之间也于多间隔8个方格,故a≥100-9×5=55与式①矛盾,从而原命题成立。

2特殊值特殊的数字,个性化的特征,看似偶然,却蕴含着正确解释。

例10设f(x)、g(x)是[0,1]上的函数。

证明:存在x0、y0∈[0,1],使得x0y0-f(x0)-g(y0)≥14
分析:要找出具体的x0、y0,难以下手,不妨考虑用反证法。

证明:设这样的x0、y0不存在,取特殊值x0=0,y0=0,得f(0)+g(0)<14
同理,f(0)+g(1)<14,f(1)+g(0)<14,1-f(1)+g(1)<14
故1=〔1-f(1)-g(1)〕+〔f(1)+g(0)〕+〔f(0)+g(1)〕-〔f(0)+g(0)〕<14+14+14+14=1这不可能,故原命题成立。

3特殊运算相对独立的某些对象各有各的特点,不足以发现问题的本质,而通过特殊运算使之形成一个整体,矛盾便暴露无遗了,如求和、求积、求商等。

例11今有有限个砝码,它们的总重量是1kg,将它们分别编号为1,2,…,证明:从这有限个的砝码中必可找出一个编号为n的砝码,它的重量大于12n kg
证明:假设不存在这样一个编号n,使得相应的砝码重量f(n)>12n,假设共有m个砝码,m>0,从而,有f(1)≤12,f(1)≤122,…,f(1)≤12m
累加求和得:1=f(1)+f(2)+L+f(m)≤1-12m矛盾。

因此,所证命题成立。

4特殊图形图形是文字语言与符号语言的一种直观反映,而特殊图形所蕴含的直观特征,往往有助于对解题方向作出正确而迅捷的判断,如特殊点、特殊三角形、特殊四边形等。

例12空间中给出了8个已知点,其中任意四点都不共面,现知以它们为端点连有17条线段。

求证:这些线段至少形成了一个三角形。

分析:无法具体找出一个三角形,因此从反面来考虑为宜。

证明:假设这17条线段都没有形成三角形,并设点A是这8个点中连出线段条数最多的点,令从点A共连出n 条线段:AB1,AB2,…,AB n,于是,在B1,B2,…,B n中的任意两点之间都没有线段相连(否则,易发现,它们就会形成三角形)。

这样一来,即使其余的7-n个点中的每个点也都连出了n条线段,但线段的总条数为n+(7-n)n=n(8-n)≤(n+8-n2)2=16,其最在值仅为16,与已知条件的17条相矛盾。

因此,这些线段至少形成了一个三角形。

[参考文献]
[1]陈凤仁:《谈谈反证法》,《大庆高等专科学校学报》2000年第4期。

[2]王明魁:《浅谈反证法》,《开封教育学院学报》1988年第1期。

[3]吴玮:《高等数学中反证法的证题技巧》,《青岛远洋船员学院学报》2000年第2期。

相关文档
最新文档