高中数学人教版选修1-2全套教案
高中数学选修1 2教案
高中数学选修1 2教案教案标题:高中数学选修1&2教案教学目标:1. 熟练掌握高中数学选修1&2的基本概念和方法;2. 培养学生的数学思维和解决问题的能力;3. 培养学生的数学兴趣和学习动力;4. 培养学生的合作学习和团队合作能力。
教学重点:1. 理解和掌握高中数学选修1&2的基本概念;2. 掌握基本的数学计算和解题方法;3. 培养学生的数学思维和解决问题的能力。
教学难点:1. 培养学生的数学思维和解决问题的能力;2. 提高学生的数学学习兴趣和学习动力。
教学准备:1. 教学课件和教学素材;2. 教学实验器材和实验材料;3. 学生教材和参考书籍;4. 教学工具和辅助教学设备。
教学过程:第一课时:函数与方程1. 自我介绍和课程介绍(5分钟);2. 引导学生回顾函数与方程的基本概念(10分钟);3. 通过实例引导学生理解函数与方程的关系(15分钟);4. 组织学生进行小组讨论,解决相关问题(15分钟);5. 总结本节课的内容,并布置相关作业(5分钟)。
第二课时:数列与数列的运算1. 复习上节课的内容(5分钟);2. 引导学生理解数列的概念和性质(10分钟);3. 通过实例引导学生掌握数列的运算方法(15分钟);4. 组织学生进行小组合作,解决相关问题(15分钟);5. 总结本节课的内容,并布置相关作业(5分钟)。
第三课时:概率与统计1. 复习上节课的内容(5分钟);2. 引导学生理解概率与统计的基本概念(10分钟);3. 通过实例引导学生掌握概率与统计的计算方法(15分钟);4. 组织学生进行小组合作,解决相关问题(15分钟);5. 总结本节课的内容,并布置相关作业(5分钟)。
第四课时:平面向量与空间向量1. 复习上节课的内容(5分钟);2. 引导学生理解平面向量与空间向量的基本概念(10分钟);3. 通过实例引导学生掌握平面向量与空间向量的运算方法(15分钟);4. 组织学生进行小组合作,解决相关问题(15分钟);5. 总结本节课的内容,并布置相关作业(5分钟)。
人教课标版高中数学选修1-2:《反证法》教案-新版
2.2.2 反证法一、教学目标1.核心素养培养学生用反证法证明简单问题的推理技能,进一步培养分析能力、逻辑思维能力及解决问题的能力2.学习目标(1)理解反证法的概念(2)体会反证法证明命题的思路方法及反证法证题的步骤(3)会用反证法证明简单的命题3.学习重点对反证法的概念和三个步骤的理解与掌握.4.学习难点理解“反证法”证明得出“矛盾的所在”即矛盾依据.二、教学设计(一)课前设计【学习过程】1.预习任务任务1预习教材P42—P43,思考:什么是反证法?你以前学过反证法吗?任务2反证法证明问题的步骤是什么?值得注意的问题哪些?2.预习自测1.应用反证法推出矛盾的推导过程中要把下列哪些作为条件使用()①结论相反的判断,即假设②原命题的条件③公理、定理、定义等④原结论A.①②B.①②④C.①②③D.②③答案:C【知识点:三角形内角和的性质,命题的否定,反证法】由反证法的定义可知应选C.2.如果两个实数之和为正数,则这两个数()A.一个是正数,一个是负数B.两个都是正数C.两个都是非负数D.至少有一个是正数答案:D3.已知a+b+c>0,ab+bc+ca>0,abc>0,用反证法求证a>0,b>0,c>0时的假设为()A.a<0,b<0,c>0B.a≤0,b>0,c>0C.a,b,c不全是正数D.abc<0答案:C4.否定“至多有两个解”的说法中,正确的是()A.有一个解B.有两个解C.至少有两个解D.至少有三个解答案:D(二)课堂设计1.知识回顾著名的“道旁苦李”的故事:王戎小时候,爱和小朋友在路上玩耍.一天,他们发现路边的一棵树上结满了李子,小朋友一哄而上,去摘李子,独有王戎没动.等到小朋友摘了李子一尝,原来是苦的.他们都问王戎:“你怎么知道李子是苦的呢?”王戎说:“假如李子不苦的话,早被路人摘光了,而这棵树上却结满了李子,所以李子一定是苦的.”王戎的论述运用了什么推理思想?王戎的推理方法是:假设李子不苦,则因树在“道”边,李子早就被别人采摘而没有了,这与“多李”产生矛盾.所以假设不成立,李为苦李.2.问题探究问题探究一反证法的概念●活动一1.什么是反证法?引例:证明:在一个三角形中至少有一个角不小于60°.已知:∠A,∠B,∠C是△ABC的内角.求证:∠A,∠B,∠C中至少有一个不小于60°.∆的三个内角∠A,∠B,∠C都小于60°,证明:假设ABC则有∠A <60°,∠B < 60°,∠C <60°,∠A+∠B+∠C<180°这与三角形内角和等于180°相矛盾.所以假设不成立,所求证的结论成立.先假设结论的反面是正确的,然后通过逻辑推理,推出与公理、已证的定理、定义或已知条件相矛盾,说明假设不成立,从而得到原结论正确.这种证明方法就是——反证法一般地,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.反证法也称归谬法●活动二1.常用词语的反义词从上面的引例可以看出:用反证法证明问题时,都是得到一系列矛盾结果,会出现一些反义词,因此,同学们要注意常见词语的反义词,你知道哪些反义词呢?下面是一些常见反义词:问题探究二反证法的证题的基本步骤●活动一反证法的证明过程从前面的引例中你可以总结出反证法证明问题有哪些步骤?反证法的证明过程:否定结论——推出矛盾——肯定结论,即分三个步骤:反设—归谬—存真反设——假设命题的结论不成立;归谬——从假设出发,经过一系列正确的推理,得出矛盾;存真——由矛盾结果,断定反设不成立,从而肯定原结论成立.●活动二归谬矛盾的方法思考一下,归谬矛盾的方法有哪些?归谬矛盾主要有以下方法:(1)与已知条件矛盾.(2)与假设矛盾或自相矛盾.(3)与已有公理、定理、定义、事实矛盾.●活动三反证法证明问题的适用范围同学们知道用反证法证明问题的范围有哪些吗?是不是所有的问题反证法都适用?反证法证明问题的适用范围(1)否定性命题;(2)限定式命题;(3)无穷性命题;(4)逆命题;(5)某些存在性命题;(6)全称肯定性命题;(7)一些不等量命题的证明;(8)基本命题;(9)结论以“至多……”“至或少……”的形式出现的命题等.问题探究三反证法可以解决哪些问题?●活动一用反证法证明否(肯)定式命题例1 设函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)中,a,b,c均为整数,且f(0),f(1)均为奇数.求证:f(x)=0无整数根.【知识点:函数的零点,命题的否定,反证法;数学思想:函数与方程】详解:假设f(x)=0有整数根n,则an2+bn+c=0(n∈Z).而f(0),f(1)均为奇数,即c 为奇数,a+b为偶数,则an2+bn=-c为奇数,即n(an+b)为奇数.∴n,an+b均为奇数.又a+b为偶数,∴an-a为奇数,即a(n-1)为奇数,∴n-1为奇数,这与n为奇数矛盾.∴f(x)=0无整数根.点拔:(1)此题为否定形式的命题,直接证明很困难,可选用反证法.证题的关键是根据f(0),f(1)均为奇数,分析出a,b,c的奇偶情况,并应用.(2)对某些结论为肯定形式或者否定形式的命题的证明,从正面突破较困难时,可用反证法.通过反设将肯定命题转化为否定命题或将否定命题转化为肯定命题,然后用转化后的命题作为条件进行推理,推出矛盾,从而达到证题的目的.●活动二用反证法证明“唯一性”命题例2 若函数f(x)在区间[a,b]上的图象连续不断开,f(a)<0,f(b)>0,且f(x)在[a,b]上单调递增,求证:f(x)在(a,b)内有且只有一个零点.【知识点:函数的零点,函数的单调性,命题的否定,反证法】详解:由于f(x)在[a,b]上的图象连续不断开,且f(a)<0,f(b)>0,即f(a)·f(b)<0,所以f (x )在(a ,b )内至少存在一个零点,设零点为m ,则f (m )=0,假设f (x )在(a ,b )内还存在另一个零点n ,且n ≠m .,使f (n )=0,若n >m ,则f (n )>f (m ),即0>0,矛盾;若n <m ,则f (n )<f (m ),即0<0,矛盾.因此假设不正确,即f (x )在(a ,b )内有且只有一个零点.点拔:证明“有且只有一个”的问题,需要证明两个命题,即存在性和唯一性.当证明结论以“有且只有”、“只有一个”、“唯一存在”等形式出现的命题时,由于反设结论易于导出矛盾,所以用反证法证其唯一性就较简单明了.●活动三 用反证法证明“至多、至少”问题例3 已知x ,y >0,且x +y >2.求证:1+x y ,1+y x 中至少有一个小于2.【知识点:不等式的性质,不等式的证明,命题的否定,反证法】详解: 假设1+x y ,1+y x 都不小于2,即1+x y ≥2,1+y x ≥2.∵x >0,y >0,∴1+x ≥2y,1+y ≥2x .∴2+x +y ≥2(x +y ).即x +y ≤2,这与已知x +y >2矛盾.∴1+x y ,1+y x 中至少有一个小于2.点拔: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/至少有两个等.例4 设二次函数2()f x x px q =++,求证:(1),(2),(3)f f f 中至少有一个不小于12. 【知识点:不等式的性质,绝对值不等式的性质,不等式的证明,命题的否定,反证法】 详解:假设(1),(2),(3)f f f 都小于12,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.点拔: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?●活动四利用反证法证题时,假设错误而致误例5 已知a,b,c是互不相等的非零实数.求证:三个方程ax2+2bx+c=0,bx2+2cx+a =0,cx2+2ax+b=0至少有一个方程有两个相异实根.【错解】假设三个方程都没有两个相异实根,则Δ1=4b2-4ac<0,Δ2=4c2-4ab<0,Δ3=4a2-4bc<0,相加有a2-2ab+b2+b2-2bc+c2+c2-2ac+a2<0,即(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2<0,此不等式不能成立,所以假设不成立,即三个方程中至少有一个方程有两个相异实根.【知识点:方程的根,反证法】【错因分析】上面解法的错误在于认为“方程没有两个相异实根就有Δ<0”,事实上,方程没有两个相异实根时Δ≤0.【正解】假设三个方程都没有两个相异实根,则Δ1=4b2-4ac≤0,Δ2=4c2-4ab≤0,Δ3=4a2-4bc≤0.相加有a2-2ab+b2+b2-2bc+c2+c2-2ac+a2≤0,即(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≤0,(*)由题意a,b,c互不相等,所以(*)式不能成立.所以假设不成立,即三个方程中至少有一个方程有两个相异实根.点拔:用反证法证题要把握三点:(1)必须先否定结论,对于结论的反面出现的多种可能,要逐一论证,缺少任何一种可能,证明都是不全面的.(2)反证法必须从否定结论进行推理,且必须根据这一条件进行论证,否则,仅否定结论,不从结论的反面出发进行论证,就不是反证法.(3)反证法的关键是在正确的推理下得出矛盾,这个矛盾可以与已知矛盾,或与假设矛盾,或与定义、公理、定理、事实矛盾,但推导出的矛盾必须是明显的.3.课堂总结【知识梳理】(1)反证法:假设原命题的反面正确,根据已知条件及公理、定理、定义,按照严格的逻辑推理导出矛盾.从而说明假设不正确,得出原命题正确.(2)反证法是间接证明的一种方法,在证明否定性命题、唯一性命题和存在性命题时运用反证法比较简便.(3)反证法的基本步骤是:①反设——假设命题的结论不成立,即假设原结论的反面为真;②归谬——从反设和已知条件出发,经过一系列正确的逻辑推理,得出矛盾的结果;③存真——由矛盾结果,断定反设不真,从而肯定结论成立.【难点突破】用反证法证题时,应注意的事项:(1)周密考察原命题结论的否定事项,防止否定不当或有所遗漏.(2)推理过程必须完整,否则不能说明命题的真伪性.(3)在推理过程中,要充分使用已知条件,否则推不出矛盾,或者不能断定推出的结果是错误的.(4)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.(5)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.4.随堂检测1.用反证法证明“如果a>b,那么3a>3b”的假设内容应是()A.3a=3bB.3a<3bC.3a≤3bD.3a≥3b答案:C【知识点:不等式的性质,绝对值不等式的性质,不等式的证明,命题的否定,反证法】“大于”的对立面为“小于等于”,故应假设“3a ≤3b ”.2.否定“任何一个三角形的外角都至少有两个钝角”时正确的说法为( )A .存在一个三角形,其外角最多有一个钝角B .任何一个三角形的外角都没有两个钝角C .没有一个三角形的外角有两个钝角D .存在一个三角形,其外角有两个钝角答案:A【知识点:三角形的性质,命题的否定,反证法】原命题的否定为:存在一个三角形,其外角最多有一个钝角.3.用反证法证明命题:若a 、b 是实数,且|a -1|+|b -1|=0,则a =b =1时,应作的假设是________.答案:a ≠1或b ≠1.【知识点:命题的否定,反证法】∵“a =b =1”的否定为“a ≠1或b ≠1”,故应填a ≠1或b ≠1.4.证明方程2x =3有且仅有一个实根.【知识点:命题的否定,反证法】证明:∵2x =3,∴x =32,∴方程2x =3至少有一个实根.设x 1,x 2是方程2x =3的两个不同实根,则⎩⎨⎧2x 1=3, ①2x 2=3, ② 由①-②得2(x 1-x 2)=0,∴x 1=x 2,这与x 1≠x 2矛盾.故假设不正确,从而方程2x =3有且仅有一个实根.三、智能提升★基础型 自主突破1.(2013·海口高二检测)用反证法证明命题:三角形三个内角至少有一个不大于60°时,应假设( )A .三个内角都不大于60°B .三个内角都大于60°C .三个内角至多有一个大于60°D .三个内角至多有两个大于60°答案:B三个内角至少有一个不大于60°,即有一个、两个或三个不大于60°,其反设为都大于60°,故B正确.2.实数a,b,c不全为0等价于()A.a,b,c均不为0B.a,b,c中至多有一个为0C.a,b,c中至少有一个为0D.a,b,c中至少有一个不为0答案:D【知识点:命题的否定,反证法】实数a,b,c不全为0,即a,b,c至少有一个不为0,故应选D.3.(1)已知p3+q3=2,求证p+q≤2.用反证法证明时,可假设p+q≥2.(2)已知a,b∈R,|a|+|b|<1,求证方程x2+ax+b=0的两根的绝对值都小于1.用反证法证明时可假设方程有一根x1的绝对值大于或等于1,即假设|x1|≥1.以下结论正确的是()A.(1)与(2)的假设都错误B.(1)与(2)的假设都正确C.(1)的假设正确;(2)的假设错误D.(1)的假设错误;(2)的假设正确答案:D【知识点:命题的否定,反证法】(1)的假设应为p+q>2;(2)的假设正确.答案是D4.下列命题不适合用反证法证明的是()A.同一平面内,分别与两条相交直线垂直的两条直线必相交B.两个不相等的角不是对顶角C.平行四边形的对角线互相平分D.已知x,y∈R,且x+y>2,求证:x,y中至少有一个大于1答案:C【知识点:命题的否定,反证法】A中命题条件较少,不易正面证明;B中命题是否定性命题,其反设是显而易见的定理;D 中命题是至少性命题,其结论包含两种情况,而反设只有一种情况,适合用反证法证明.5.命题“三角形中最多只有一个内角是直角”的否定是_____________.答案:三角形中最少有两个内角是直角【知识点:三角形的性质,命题的否定,反证法】“最多”的反面是“最少”,故本题的否定是:三角形中最少有两个内角是直角.能力型 师生共研1.设a ,b ,c ∈(-∞,0),则三数a +1b ,c +1a ,b +1c 中( )A .都不大于-2B .都不小于-2C .至少有一个不大于-2D .至少有一个不小于-2答案:C【知识点:基本不等式,命题的否定,反证法】假设都大于-2,则1116a b c b c a+++++>-,又()112a a a a ⎡⎤+=--+≤-=-⎢⎥-⎣⎦,同理12b b +≤-,12c c +≤-, 故1116a b c b c a+++++≤-,矛盾.即a +1b ,c +1a ,b +1c 中至少有一个不大于-2,所以答案C . 2.用反证法证明命题“若a 2+b 2=0,则a ,b 全为0(a 、b 为实数)”,其反设为________. 答案:a 、b 不全为0【知识点:命题的否定,反证法】“a 、b 全为0”即“a =0且b =0”,因此它的反设为“a ≠0或b ≠0,3.用反证法证明“一个三角形不能有两个直角”有三个步骤:①∠A +∠B +∠C =90°+90°+∠C >180°,这与三角形内角和为180°矛盾,故假设错误. ②所以一个三角形不能有两个直角.③假设△ABC 中有两个直角,不妨设∠A =90°,∠B =90°.上述步骤的正确顺序为________.答案:③①②【知识点:三角形的性质,命题的否定,反证法】4.甲乙丙三位同学中,有一位同学做了一件好事,这时候老师问他们三人,是谁做的?甲说:"丙做的.”丙说:“不是我做的.”乙也说:“不是我做的.”如果知道他们三个人中,有两人说了假话,有一人说真话,你能判断出是谁做的吗?【知识点:推理与证明,命题的否定,反证法】解:每人讲的话中都有一句真话,一句假话.乙说:“我没有做这件事,丙也没有做这件事.”说明乙丙两人中有一人做了这件事,甲一定没做而甲说:“我没有做这件事,乙也没有做这件事.”前一句是真的,后一句一定是假的.所以,是乙做的这件好事!5.用反证法证明:无论m 取何值,关于x 的方程x 2-5x +m =0与2x 2+x +6-m =0至少有一个有实数根.【知识点:推理与证明,命题的否定,反证法】解:假设存在实数m ,使得这两个方程都没有实数根,则⎩⎨⎧ Δ1=25-4m <0,Δ2=1-8(6-m )<0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ m >254,m <478,无解.与假设存在实数m 矛盾.故无论m 取何值,两个方程中至少有一个方程有实数根.6.已知a +b +c >0,ab +bc +ca >0,abc >0,求证:a >0,b >0,c >0.【知识点:不等式的证明,命题的否定,反证法】证明: 假设a <0,由abc >0得bc <0,由a +b +c >0,得b +c >-a >0,于是ab +bc +ca =a (b +c )+bc <0,这与已知矛盾.又若a =0,则abc =0,与abc >0矛盾,故a >0,同理可证b >0,c >0.探究型 多维突破1.若x ,y ,z 均为实数,且a =x 2-2y +π2,b =y 2-2z +π3,c =z 2-2x +π6,则a ,b ,c 中是否至少有一个大于0?请说明理由.【知识点:推理与证明,实数非负性,命题的否定,反证法】解:假设a ,b ,c 都不大于0,即a ≤0,b ≤0,c ≤0,则a +b +c ≤0.而a +b +c =x 2-2y +π2+y 2-2z +π3+z 2-2x +π6=(x -1)2+(y -1)2+(z -1)2+π-3,因为π-3>0,且无论x ,y ,z 为何实数,(x -1)2+(y -1)2+(z -1)2≥0,所以a +b +c >0.这与假设a +b +c ≤0矛盾.因此,a,b,c中至少有一个大于0.2.如下图所示,已知两个正方形ABCD和DCEF不在同一平面内,M,N分别为AB,DF的中点.(1)若CD=2,平面ABCD⊥平面DCEF,求MN的长;(2)用反证法证明:直线ME与BN是两条异面直线.【知识点:线面垂直,面面垂直,异面直线,命题的否定,反证法】解:(1)如图,取CD的中点G,连接MG,NG,∵ABCD,DCEF为正方形,且边长为2,∴MG⊥CD,MG=2,NG=2.∵平面ABCD⊥平面DCEF,∴MG⊥平面DCEF.∴MG⊥GN.∴MN=MG2+GN2=6.(2)证明假设直线ME与BN共面,则AB⊂平面MBEN,且平面MBEN∩平面DCEF=EN.由已知,两正方形ABCD和DCEF不共面,故AB⊄平面DCEF.又AB∥CD,∴AB∥平面DCEF,∴EN∥AB,又AB∥CD∥EF.∴EF∥NE,这与EF∩EN=E矛盾,故假设不成立.∴ME与BN不共面,它们是异面直线.(四)自助餐1.用反证法证明命题“若a,b∈N,ab可以被7整除,则a,b中至少有一个能被7整除”,其假设正确的是()A.a,b都能被7整除B.a,b都不能被7整除C.a不能被7整除D.a,b中有一个不能被7整除答案:B【知识点:推理与证明,命题的否定,反证法】“至少有一个”的否定是“一个也没有”.所以选B.2.有下列叙述:①“a>b”的反面是“a<b”;②“x=y”的反面是“x>y或x<y”;③“三角形的外心在三角形外”的反面是“三角形的外心在三角形内”;④“三角形的内角中最多有一个钝角”的反面是“三角形的内角中没有钝角”,其中正确的叙述有()A.0个B.1个C.2个D.3个答案:B【知识点:推理与证明,命题的否定,反证法】①错,应为a≤b.②对.③错,应为三角形的外心在三角形内或三角形的边上.④错,应为三角形的内角中有2个或3个钝角.即选B.3.设正实数a,b,c满足a+b+c=1,则a,b,c中至少有一个数不小于()A.1 3B.1 2C.3 4D.2 5答案:A【知识点:推理与证明,命题的否定,反证法】假设a,b,c中至少有一个数不小于x的反命题成立,即假设a,b,c都小于x,即a<x,b<x,c<x,∴a+b+c<3x.∵a+b+c=1,∴3x>1.∴x>13,若取x=13就会产生矛盾.故选A.4.下列命题错误的是()A.三角形中至少有一个内角不小于60°B.四面体的三组对棱都是异面直线C.闭区间[a,b]上的单调函数f(x)至多有一个零点D.设a、b∈Z,若a、b中至少有一个为奇数,则a+b是奇数答案:D【知识点:推理与证明,命题的否定,反证法】a+b为奇数⇔a、b中有一个为奇数,另一个为偶数,故D错误.因此选D.5.已知α∩β=l,a⊂α,b⊂β,若a,b为异面直线,则()A.a,b都与l相交B.a,b中至少有一条与l相交C.a,b中至多有一条与l相交D.a,b都不与l相交答案:B【知识点:推理与证明,命题的否定,反证法】逐一从假设选项成立入手分析,易得B是正确选项,故选B.6.以下各数不能构成等差数列的是()A.3,4,5B.2,3, 5C.3,6,9D.2,2, 2答案:B【知识点:推理与证明,命题的否定,反证法】假设2,3,5成等差数列,则23=2+5,即12=7+210,此等式不成立,故2,3,5不成等差数列.7.“任何三角形的外角都至少有两个钝角”的否定应是________.答案:存在一个三角形,其外角最多有一个钝角【知识点:命题的否定,反证法】“存在一个三角形,其外角最多有一个钝角”.“任何三角形”的否定是“存在一个三角形”,“至少有两个”的否定是“最多有一个”.8.设二次函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)中,a、b、c均为整数,且f(0),f(1)均为奇数.求证:f(x)=0无整数根.【知识点:函数的奇偶性,推理与证明,命题的否定,反证法】证明设f(x)=0有一个整数根k,则ak2+bk=-c.①又∵f(0)=c,f(1)=a+b+c均为奇数,∴a+b为偶数,当k为偶数时,显然与①式矛盾;当k为奇数时,设k=2n+1(n∈Z),则ak2+bk=(2n+1)·(2na+a+b)为偶数,也与①式矛盾,故假设不成立,所以方程f(x)=0无整数根.9.如图,已知平面α∩平面β=直线a,直线b⊂α,直线c⊂β,b∩a=A,c∥a.求证:b与c是异面直线.【知识点:线面平行,线线平行,推理与证明,命题的否定,反证法】证明:证明:假设b,c不是异面直线,则①b∥c;②b∩c=B.①若b∥c,∵a∥c,∴a∥b,与a∩b=A矛盾,∴b∥c不成立.②若b∩c=B,∵c⊂β,∴B∈β.又A∈β,A∈b,∴b⊂β.又b⊂α,∴α∩β=b.又α∩β=a,∴a与b重合.这与a∩b=A矛盾.∴b∩c=B不成立.∴b与c是异面直线.10.若下列方程:x2+4ax-4a+3=0,x2+(a-1)x+a2=0,x2+2ax-2a=0至少有一个方程有实根,求实数a的取值范围.【知识点:判别式,不等式组的解法,命题的否定,反证法】解:设三个方程均无实根,则有⎩⎨⎧ Δ1=16a 2-4(-4a +3)<0,Δ2=(a -1)2-4a 2<0,Δ3=4a 2-4(-2a )<0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ -32<a <12,a <-1,或a >13,-2<a <0,所以-32<a <-1. 所以当a ≥-1,或a ≤-32时,三个方程至少有一个方程有实根.11.已知函数f (x )=x 22x -2,如果数列{a n }满足a 1=4,a n +1=f (a n ),求证:当n ≥2时,恒有a n <3成立.【知识点:推理与证明,命题的否定,反证法】证明:法一(直接证法) 由a n +1=f (a n )得a n +1=a 2n 2a n -2, ∴1a n +1=-2a 2n +2a n =-2⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n -122+12≤12, ∴a n +1<0或a n +1≥2;(1)若a n +1<0,则a n +1<0<3,∴结论“当n ≥2时,恒有a n <3”成立;(2)若a n +1≥2,则当n ≥2时,有a n +1-a n =a 2n 2a n -2-a n =-a 2n +2a n 2(a n -1)=-a n (a n -2)2(a n -1)≤0, ∴a n +1≤a n ,即数列{a n }在n ≥2时单调递减;由a 2=a 212a 1-2=168-2=83<3, 可知a n ≤a 2<3,在n ≥2时成立.综上,由(1)、(2)知:当n ≥2时,恒有a n <3成立.法二:(用反证法) 假设a n ≥3(n ≥2),则由已知得a n +1=f (a n )=a 2n 2a n -2, ∴当n ≥2时,a n +1a n=a n 2a n -2=12·⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a n -1≤12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12=34<1,(∵a n -1≥3-1), 又易证a n >0,∴当n ≥2时,a n +1<a n ,∴当n >2时,a n <a n -1<…<a 2;而当n =2时,a 2=a 212a 1-2=168-2=83<3,∴当n ≥2时,a n <3;这与假设矛盾,故假设不成立,∴当n≥2时,恒有a n<3成立.三、数学视野边际分析法是这一时期产生的一种经济分析方法,同时形成了经济学的边际效用学派,代表人物有瓦尔拉(L.Walras)、杰文斯(W.S.Jevons)、戈森(H.H.Gossen)、门格尔(C.Menger)、埃奇沃思(F.Y.Edgeworth)、马歇尔(A.Marshall)、费希尔(I.Fisher)、克拉克(J.B.Clark)以及庞巴维克(E.von Bohm-Bawerk)等人.边际效用学派对边际概念作出了解释和定义,当时瓦尔拉斯把边际效用叫做稀缺性,杰文斯把它叫做最后效用,但不管叫法如何,说的都是微积分中的“导数”和“偏导数”.西方经济学中,边际分析方法是最基本的分析方法之一,是一个比较科学的分析方法.西方边际分析方法的起源可追溯到马尔萨斯.他在1814年曾指出微分法对经济分析所可能具有的用途.1824年,汤普逊(W.Thompson)首次将微分法运用于经济分析,研究政府的商品和劳务采购获得最大利益的条件.功利主义创始人边沁(J.Bentham)在其最大快乐和最小痛苦为人生追求目标的信条中,首次采用最大和最小术语,并且提出了边际效应递减的原理.边际分析法是把追加的支出和追加的收入相比较,二者相等时为临界点,也就是投入的资金所得到的利益与输出损失相等时的点.如果组织的目标是取得最大利润,那么当追加的收入和追加的支出相等时,这一目标就能达到.边际分析法的数学原理很简单.对于离散discrete情形,边际值marginal value为因变量变化量与自变量变化量的比值;对于连续continuous情形,边际值marginal value为因变量关于某自变量的导数值.所以边际的含义本身就是因变量关于自变量的变化率,或者说是自变量变化一个单位时因变量的改变量.在经济管理研究中,经常考虑的边际量有边际收入MR、边际成本MC、边际产量MP、边际利润MB等.。
高中数学新人教版B版精品教案《人教版B高中数学选修1-2 2.1.2 演绎推理》7
高中数学人教B版选修1-2
演绎推理(第三课时)
(一)教学目标
1、知识与技能目标:
(1)结合已学过的数学实例和生活中的实例,了解演绎推理的含义;
(2)通过对各种题型的分析,掌握推理问题的常用方法。
2、过程与方法目标:
(1)通过探索、研究、归纳、总结形成本节的知识结构;
(2)让学生认识到数学既是演绎的科学,又是归纳的科学,推理在实际生活中的应用非常广泛。
3、情感、态度与价值观目标:
通过精心设计适宜的教学情境,让学生在师生和谐、互动的氛围中,愉快地、自然地、主动地接受新知识。
通过学习,培养学生严谨的治学精神。
(二)教学重点和难点
重点:根据实际生活中的推理问题出发,总结处理推理问题的方法。
难点:选择合适的方法处理推理题型。
(三)教学方法
激发学生学习的兴趣、启迪学生的思维,通过设置问题、引导学生尝试、探究、参与表演等活动,使学生充分体会到“自主探究”获得知识的重要性。
以学生为学习主体、教师为主导,同时借助多媒体、投影辅助教学,提高课堂效率。
(四)教学过程
(五)教学反思
逻辑问题语言通俗易懂,贴近生活,具有实际意义,体现了数学提高学生学习数学的兴趣,对在中学教学中培养学生的逻辑思维能力,提升学生解决实际问题的能力等方面有很好的引导作用,体现了新课标注重实践中激发学生的学习兴趣,注重自主学习,注重理论和实际相结合的教学理念。
高中数学教案 选修1-2教案 第二章 推理与证明 2.2.2反证法
2.2.2 反证法教学要求: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.教学重点:会用反证法证明问题;了解反证法的思考过程.教学难点:根据问题的特点,选择适当的证明方法.教学过程:一、复习准备:1. 讨论:三枚正面朝上的硬币,每次翻转2枚,你能使三枚反面都朝上吗?(原因:偶次)2. 提出问题:平面几何中,我们知道这样一个命题:“过在同一直线上的三点A、B、C不能作圆”. 讨论如何证明这个命题?3. 给出证法:先假设可以作一个⊙O过A、B、C三点,则O在AB的中垂线l上,O又在B C的中垂线m上,即O是l与m的交点。
但∵A、B、C共线,∴l∥m(矛盾)∴过在同一直线上的三点A、B、C不能作圆.二、讲授新课:1. 教学反证法概念及步骤:①练习:仿照以上方法,证明:如果a>b>0,那么ba>②提出反证法:一般地,假设原命题不成立,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.证明基本步骤:假设原命题的结论不成立→从假设出发,经推理论证得到矛盾→矛盾的原因是假设不成立,从而原命题的结论成立应用关键:在正确的推理下得出矛盾(与已知条件矛盾,或与假设矛盾,或与定义、公理、定理、事实矛盾等).方法实质:反证法是利用互为逆否的命题具有等价性来进行证明的,即由一个命题与其逆否命题同真假,通过证明一个命题的逆否命题的正确,从而肯定原命题真实.注:结合准备题分析以上知识.2. 教学例题:①出示例1:求证圆的两条不是直径的相交弦不能互相平分.分析:如何否定结论?→如何从假设出发进行推理?→得到怎样的矛盾?与教材不同的证法:反设AB、CD被P平分,∵P不是圆心,连结O P,则由垂径定理:O P⊥AB,O P⊥CD,则过P有两条直线与OP垂直(矛盾),∴不被P平分.②出示例2:. (同上分析→板演证明,提示:有理数可表示为/m n)/m n=(m,n为互质正整数),从而:2(/)3m n =,223m n =,可见m 是3的倍数.设m =3p (p 是正整数),则 22239n m p ==,可见n 也是3的倍数.这样,m , n 就不是互质的正整数(矛盾). /m n =. ③ 练习:如果1a +为无理数,求证a 是无理数.提示:假设a 为有理数,则a 可表示为/p q (,p q 为整数),即/a p q =.由1()/a p q q +=+,则1a +也是有理数,这与已知矛盾. ∴ a 是无理数.3. 小结:反证法是从否定结论入手,经过一系列的逻辑推理,导出矛盾,从而说明原结论正确. 注意证明步骤和适应范围(“至多”、“至少”、“均是”、“不都”、“任何”、“唯一”等特征的问题)三、巩固练习: 1. 练习:2. 作业:。
人教A版高中数学选修1-2《二章 推理与证明 2.1 合情推理与演绎推理 2.1.2 演绎推理》优质课教案_18
2.1.2演绎推理教学设计整体设计教材分析《演绎推理》是高中数学中的基本思维过程,是根据一个或几个已知的判断来确定一个新的判断的思维过程,也是人们学习和生活中经常使用的思维方式,是正确进行逻辑推理必不可少的基础知识,是高考热点.演绎推理具有证明结论、整理和构建知识体系的作用,是公理体系中的基本推理方法.本节内容相对比较抽象,教学中应紧密结合已学过的生活实例和数学实例,让学生了解演绎推理的含义,并在上一节学习的基础上,了解合情推理与演绎推理之间的联系与差异,同时纠正推理过程中可能犯的典型错误,增强学生的好奇心,激发出潜在的创造力,使学生能正确应用合情推理和演绎推理去进行一些简单的推理,证明一些数学结论.课时划分1课时.教学目标1.知识与技能目标了解演绎推理的含义,了解合情推理与演绎推理之间的联系与差别,能正确地运用演绎推理,进行简单的推理.2.过程与方法目标了解和体会演绎推理在日常生活和学习中的应用,培养学生的逻辑推理能力,使学生学会观察,大胆猜想,敢于归纳、挖掘其中所包含的推理思路和思想;明确演绎推理的基本过程,提高学生的创新能力.3.情感、态度与价值观通过本节课的学习,体验推理源于实践,又应用于实践的思想,激发学生学习的兴趣,培养学生勇于探索、创新的个性品质.重点难点重点:正确地运用演绎推理进行简单的推理证明.难点:了解合情推理与演绎推理之间的联系与差别.教学过程引入新课观察与思考:新学期开始了,班里换了新的老师,他们是林老师、王老师和吴老师,三位老师分别教语文、数学、英语.已知:每个老师只教一门课;林老师上课全用汉语;英语老师是一个学生的哥哥;吴老师是一位女教师,她比数学老师活泼.问:三位老师各上什么课?活动设计:让学生带着浓厚的兴趣,先独立思考,然后小组交流.引导分析:启发学生把自己的思考过程借助于下列表格展示出来,从而解决问题.注意与学生交流.学情预测:开始学生的回答可能不全面、不准确,但在其他学生的不断补充、纠正下,会趋于准确.活动结果:林老师——数学,王老师——英语,吴老师——语文.设计意图本着“兴趣是最好的老师”的原则,结合生活中具体的实例,激发学生学习的兴趣,让学生体会“数学来源于生活”,创造和谐积极的学习气氛,体会演绎推理的现实意义.探究新知判断下列推理是合情推理吗?分析推理过程,明确它们的推理形式.(1)所有的金属都能导电,铜是金属,所以,铜能够导电.(2)一切奇数都不能被2整除,(2100+1)是奇数,所以,(2100+1)不能被2整除.(3)三角函数都是周期函数,tanα是三角函数,所以,tanα是周期函数.活动设计:学生口答,教师板书.学情预测:学生积极思考片刻,有学生举手回答且回答准确.活动结果:以上推理不是合情推理,它们的推理形式如下:(1)所有的金属都能导电,第一段铜是金属,第二段所以,铜能够导电.第三段(2)一切奇数都不能被2整除,第一段(2100+1)是奇数,第二段所以,(2100+1)不能被2整除.第三段(3)三角函数都是周期函数,第一段tanα是三角函数,第二段所以,tanα是周期函数.第三段提出问题:对于上面的三个推理,它们的推理形式有什么特点?活动设计:学生独立思考,并自由发言.学情预测:通过观察和分析,学生有足够的能力来解决上面所提问题.活动结果:上面的例子都有三段,是以一般的判断为前提,得出一些个别的、具体的判断:(1)所有的金属都能导电,大前提铜是金属,小前提所以,铜能够导电.结论(2)一切奇数都不能被2整除,大前提(2100+1)是奇数,小前提所以,(2100+1)不能被2整除.结论(3)三角函数都是周期函数,大前提tanα是三角函数,小前提所以,tanα是周期函数.结论教师:演绎推理的定义:从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,这种推理称为演绎推理.1.演绎推理是由一般到特殊的推理;2.“三段论”是演绎推理的一般模式,包括(1)大前提——已知的一般原理;(2)小前提——所研究的特殊情况;(3)结论——根据一般原理,对特殊情况做出的判断.设计意图通过对演绎推理概念的学习,体会以“三段论”模式来说明演绎推理的特点,从中概括出演绎推理的推理过程,对演绎推理是一般到特殊的推理有一个直观的认识,训练和培养学生的演绎推理能力.理解新知提出问题:在应用“三段论”进行推理的过程中,得到的推理结论一定正确吗?为什么?例如:(1)所有阔叶植物都是落叶的,葡萄树是阔叶植物,所以,葡萄树都是落叶的.(2)因为所有边长都相等的凸多边形是正多边形,而菱形是所有边长都相等的凸多边形,所以菱形是正多边形.(3)英雄难过美人关,我难过美人关,所以,我是英雄.活动设计:学生独立思考,先有学生自由发言,然后教师小结并形成新知.学情预测:学生们在积极思考,对(2)(3)两个小题的结论产生分歧,意见不统一.活动结果:(1)推理形式正确,前提正确,结论正确.(2)推理形式正确,大前提错误,结论错误.(3)推理形式错误(大、小前提没有连接起来),结论错误.教师:通过上面的学习,学生们对演绎推理和“三段论”模式都有了更深的了解,其中特别注意:(1)三段论的基本格式M—P(M是P)(大前提)S—M(S是M)(小前提)S—P(S是P)(结论)(2)三段论推理的依据,用集合的观点来理解:若集合M的所有元素都具有性质P,S 是M的一个子集,那么S中所有元素也都具有性质P.(3)在演绎推理中,只有前提和推理形式都正确,结论才是正确的.设计意图通过所举的例子,教师可以了解学生对演绎推理和三段论模式的理解程度,明确概念的内涵和外延,加深理解,及时更正学生在认识推理中产生的错误和偏差.提出问题:合情推理与演绎推理有什么区别与联系?活动设计:学生独立思考,先由学生自由发言,然后教师小结并形成新知.活动结果:设计意图通过比较合情推理与演绎推理的区别与联系,有助于学生更清晰地理解和掌握这两种推理方法,并能灵活应用.运用新知例1如图,在锐角三角形ABC 中,AD ⊥BC ,BE ⊥AC ,D ,E 是垂足,求证:AB 的中点M 到D ,E 的距离相等.思路分析:根据三段论的推理过程进行证明.证明:(1)因为有一个内角是直角的三角形是直角三角形,——大前提 在△ABC 中,AD ⊥BC ,即∠ADB =90°,——小前提 所以△ABD 是直角三角形.——结论(2)因为直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,——大前提 因为DM 是直角三角形ABD 斜边上的中线,——小前提 所以DM =12AB.——结论同理EM =12AB.所以DM =EM.点评:通过对上述问题的证明,挖掘其中包含的推理思路,使学生明确演绎推理的基本过程,突出演绎推理中的“大前提”“小前提”和“结论”.巩固练习由①正方形的对角线相等;②平行四边形的对角线相等;③正方形是平行四边形,根据“三段论”推理得出一个结论,则这个结论是( )A .正方形的对角线相等B .平行四边形的对角线相等C .正方形是平行四边形D .其他 答案:A例2证明函数f(x)=-x 2+2x 在(-∞,1)内是增函数.思路分析:证明本例所依据的大前提是:在某个区间(a ,b)内,如果f ′(x)>0,那么函数y =f(x)在这个区间内单调递增.小前提是f(x)=-x 2+2x 在(-∞,1)内有f ′(x)>0,这是证明本例的关键. 证明:f ′(x)=-2x +2,因为当x ∈(-∞,1)时,有1-x>0, 所以f ′(x)=-2x +2=2(1-x)>0,于是,根据“三段论”,可知f(x)=-x 2+2x 在(-∞,1)内是增函数.点评:通过对上述问题的证明,挖掘其中包含的推理思路,使学生明确演绎推理的基本过程,并加深对演绎推理的认识.教师:许多学生能写出证明过程,但不一定非常清楚证明的逻辑规则,因此在表述证明过程时往往显得杂乱无章,通过这两个例子的教学,应当使这种状况得到改善.变练演编(1)已知a ,b ,m 均为正实数,且b<a ,求证:b a <b +ma +m.(2)已知△ABC 的三条边分别为a ,b ,c ,则1+ <1+.思路分析:(1)中根据演绎推理的证明过程进行证明;(2)中不必证明,答案不唯一. 证明:(1)不等式两边乘以同一个正数,不等式仍成立,——大前提 b<a ,m>0,——小前提 所以mb<ma.——结论不等式两边加上同一个数,不等式仍成立,——大前提 mb<ma ,ab =ab ,——小前提所以ab +mb<ab +ma ,即b(a +m)<a(b +m).——结论 不等式两边除以同一个正数,不等式仍成立,——大前提 b(a +m)<a(b +m),a(a +m)>0,——小前提所以,b (a +m )a (a +m )<a (b +m )a (a +m ),即b a <b +m a +m .——结论(2)c 1+c <a +b 1+a +b (答案不唯一,例如a1+a <c +b 1+c +b). 点评:通过证明(1)中不等式成立,感知条件与结论的不唯一性,例如:已知a ,b ,m 均为正实数,若a<b ,求证:a b <a +mb +m.(2)中加强学生思维的灵活性、分析问题的深刻性.活动设计:学生讨论交流并回答问题,老师对不同的合理答案给予肯定,将所有发现的结论一一列举,并由学生予以评价.设计意图通过变练演编,使学生对演绎推理的认识不断加深,同时培养学生逻辑思维的严谨性. 达标检测1.下列表述正确的是( )①归纳推理是由部分到整体的推理;②归纳推理是由一般到一般的推理;③演绎推理是由一般到特殊的推理;④类比推理是由特殊到一般的推理;⑤类比推理是由特殊到特殊的推理.A .①②③B .②③④C .②④⑤D .①③⑤2.有这样一段演绎推理“有些有理数是真分数,整数是有理数,则整数是真分数”,结论显然是错误的,是因为( )A .大前提错误B .小前提错误C .推理形式错误D .非以上错误3.有一段演绎推理是这样的:“直线平行于平面,则平行于平面内的所有直线;已知直线平面α,直线平面α,直线b ∥平面α,则直线b ∥直线a ”,结论显然是错误的,这是因为( )A .大前提错误B .小前提错误C .推理形式错误D .非以上错误 答案:1.D 2.C 3.A课堂小结1.知识收获:(1)演绎推理的定义:从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,这种推理称为演绎推理.演绎推理是由一般到特殊的推理.(2)“三段论”是演绎推理的一般模式,包括大前提——已知的一般原理;小前提——所研究的特殊情况;结论——根据一般原理,对特殊情况做出的判断.2.方法收获:利用演绎推理判断进行证明的方法与步骤:①找出大前提;②找出小前提;③根据“三段论”推出结论.3.思维收获:培养和训练学生严谨缜密的逻辑思维.布置作业课本本节练习1、2、3.补充练习基础练习1.把“函数y=x2+x+1的图象是一条抛物线”恢复成三段论.2.下面说法正确的有()(1)演绎推理是由一般到特殊的推理;(2)演绎推理得到的结论一定是正确的;(3)演绎推理的一般模式是“三段论”形式;(4)演绎推理的结论的正误与大前提、小前提和推理形式有关.A.1个B.2个C.3个D.4个3.下列几种推理过程是演绎推理的是()A.5和22可以比较大小B.由平面三角形的性质,推测空间四面体的性质C.东升高中高二年级有15个班,1班有51人,2班有53人,3班有52人,由此推测各班都超过50人D.预测股票走势图4.已知△ABC,∠A=30°,∠B=60°,求证:a<b.证明:∵∠A=30°,∠B=60°,∴∠A<∠B,∴a<b,画线部分是演绎推理的()A.大前提B.小前提C.结论D.三段论5.用演绎推理法证明y=x是增函数时的大前提是______.答案:1.解:二次函数的图象是一条抛物线(大前提),函数y=x2+x+1是二次函数(小前提),所以,函数y=x2+x+1的图象是一条抛物线(结论).2.C 3.A 4.B 5.增函数的定义拓展练习6.S为△ABC所在平面外一点,SA⊥平面ABC,平面SAB⊥平面SBC.求证:AB⊥BC.证明:如图,作AE⊥SB于E.∵平面SAB⊥平面SBC,∴AE⊥平面SBC,∴AE⊥BC.又∵SA⊥平面ABC,∴SA⊥BC.∵SA∩AE=A,SA⊂平面SAB,AE⊂平面SAB,∴BC⊥平面SAB.∵AB⊂平面SAB,∴AB⊥BC.设计说明由于这节课概念性、理论性较强,一般的教学方式会使学生感到枯燥乏味,为此,激发学生的学习兴趣是上好本节课的关键.教学中始终要注意以学生为主,让学生在自我思考、相互交流中去总结概念“下定义”,去体会概念的本质属性.学生对于演绎推理和三段论的理解,需要经过一定时间的体会,先给出学生常见问题的解决步骤,结合以前所学的知识来解决问题,在教学中经常借助这些概念表达、阐述和分析问题.引导学生从日常生活中的推理问题出发,激发学生的学习兴趣,结合学生熟知的旧知识归纳新知识,同时在应用新知的过程中,将所学的知识条理化,使学生的认知结构更趋于合理.备课资料例1小王、小刘、小张参加了今年的高考,考完后在一起议论.小王说:“我肯定考上重点大学.”小刘说:“重点大学我是考不上了.”小张说:“要是不论重点不重点,我考上肯定没问题.”发榜结果表明,三人中考取重点大学、一般大学和没考上大学的各有一个,并且他们三个人的预言只有一个人是对的,另外两个人的预言都同事实恰好相反.可见() A.小王没考上,小刘考上一般大学,小张考上重点大学B.小王考上一般大学,小刘没考上,小张考上重点大学C.小王没考上,小刘考上重点大学,小张考上一般大学D.小王考上一般大学,小刘考上重点大学,小张没考上解析:根据推理知识得出结论.答案:C例2已知直线l、m,平面α、β,且l⊥α,m∥β,给出下列四个命题:(1)若α∥β,则l⊥m;(2)若l⊥m,则α∥β;(3)若α⊥β,则l∥m;(4)若l∥m,则α⊥β.其中正确命题的个数是()A.1 B.2C.3 D.4解析:根据演绎推理的定义,逐一判断结论的正误.由直线和平面、平面和平面平行和垂直的判定定理、性质定理,可知应选B.答案:B点评:以准确、完整地理解条件为基础,才能判断命题的正误.例3函数y=f(x)在(0,2)上是增函数,函数y=f(x+2)是偶函数,则f(1),f(2.5),f(3.5)的大小关系是______.解析:根据函数的性质进行判断.∵函数y=f(x)在(0,2)上是增函数,∴0<x+2<2,即-2<x<0.∴函数y=f(x+2)在(-2,0)上是增函数.又∵函数y=f(x+2)是偶函数,∴函数y=f(x+2)在(0,2)上是减函数.由图象可得f(2.5)>f(1)>f(3.5).故应填f(2.5)>f(1)>f(3.5).答案:f(2.5)>f(1)>f(3.5)点评:根据函数的基本性质,结合三段论的推理模式可得.例4已知lg2=m,计算lg0.8.分析:利用所学的推理知识解决问题.解:lga n=nlga(a>0),——大前提lg8=lg23,——小前提lg8=3lg2.——结论lg ab=lga-lgb(a>0,b>0),——大前提lg0.8=lg 810,——小前提所以lg0.8=lg8-1=3lg2-1=3m-1.——结论点评:找出三段论的大前提与小前提即可得到答案.设计者:李效三2018年5月22日星期二。
人教课标版高中数学选修1-2:《复数代数形式的四则运算》教案-新版
3.2 复数代数形式的四则运算一、教学目标 1.核心素养通过学习复数代数形式的四则运算,初步形成基本的数学抽象和数学运算能力. 2.学习目标(1)掌握复数代数形式的加法、减法运算法则,能进行复数代数形式加法、减法运算,理解并掌握复数加法与减法的几何意义.(2)理解并掌握复数的代数形式的乘法与除法运算法则,熟练进行复数的乘法和除法的运算.理解复数乘法的交换律、结合律、分配律;了解共轭复数的定义及性质.(3)培养学生参透转化、数形结合的数学思想方法,提高学生分析问题、解决问题以及运算的能力. 3.学习重点复数代数形式四则运算法则. 4.学习难点复数加减法运算的几何意义,对复数除法法则的运用. 二.教学设计 (一)课前设计 1.预习任务任务1 预习教材P 56---P 60,完成P 58和P 60相应练习题 任务2 掌握复数加、减、乘、除四则运算法则 任务3 利用复平面理解复数加减法的几何意义 2.预习自测1.设z 1=2+bi ,z 2=a +i ,当z 1+z 2=0时,复数a +bi 为( ) A.1+i B.2+i C.3 D.-2-i 答案:D解析:∵z 1+z 2=(2+bi )+(a +i )=(2+a )+(b +1)i =0, ∴⎩⎨⎧ 2+a =0b +1=0,∴⎩⎨⎧a =-2b =-1,∴a +bi =-2-i .2.已知z 1=2+i ,z 2=1-2i ,则复数z =z 2-z 1对应的点位于( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 答案:C解析:z =z 2-z 1=(1-2i )-(2+i )=-1-3i .故z 对应的点为(-1,-3),在第三象限. 3.若复数z 满足z +(3-4i )=1,则z 的虚部是( ) A.-2 B.4 C.3 D.-4 答案:B解析:z =1-(3-4i )=-2+4i ,所以z 的虚部是4. (二)课堂设计 1.知识回顾1. 复数通常用小写字母z 表示,即z =a +b i(a,b ∈R ),这一表示形式叫做复数的代数形式,其中a 叫做复数z 的实部,b 叫做复数z 的虚部.2. 两个复数相等,即实部和虚部分别相等即a +b i =c +di ⇔a =c 且b =d (a ,b ,c ,d ∈R )3. 复数z =a +bi (a,b ∈R )的模为22z a b =+2.问题探究问题探究一:复数的加减法●活动一 怎样计算复数的加法与减法?设12i,i(,,,)z a b z c d a b c d R =+=+∈,是任意两个复数,那么(1)复数1z 与2z 的和的定义:12(i)(i)()()i z z a b c d a c b d +=+++=+++ (2)复数1z 与2z 的差的定义:12(i)(i)()()i z z a b c d a c b d -=+-+=-+-. ●活动二 从复数的加法和减法法则我们可以得到一个怎样的结论?事实上,两个复数相加(减)就是把实部与实部、虚部与虚部分别相加(减). ●活动三 复数的和与差还是一个复数吗? 显然,复数的和与差仍然是一个唯一确定的复数.●活动四 我们以前学过的运算律还能在复数中使用吗? 对任意123,,z z z C ∈.(1)交换律:1221z z z z +=+;(2)结合律:123123()()z z z z z z ++=++.●活动五 复数代数形式的加减运算的几何意义是什么?(1)复平面内的点(,)Z a b OZ ←−−−→uu u r 一一对应平面向量(2)复数i z a b OZ =+←−−−→uu u r一一对应平面向量 (3)复数的加减法的几何意义复数的加、减法的几何意义,即为向量的合成与分解:平行四边形法则,可简化成三角形法则,如图,OZ uu u r 表示复数12z z +所对应的向量,12Z Z uuuu r 表示复数12z z -所对应的向量,即OZuu u r表示复数()()i a c b d +++所对应的向量,12Z Z uuuu r表示复数()()i a c b d -+-所对应的向量注: 两个复数的差12z z -表示与连接两个终点12,z z 且指向被减数的向量对应. 问题探究二:复数的乘除法●活动一 复数的乘法怎么算?复数的乘法是否有似曾相识的感觉?设1z =a +b i ,2z =c +d i (a,b,c,d ∈R )是任意两个复数,则1z ·2z =(a +b i )(c +d i )=_________________.从上面可以看出,两个复数相乘,类似两个多项式相乘,在所得的结果中把实部与虚部分别合并.两个复数的积仍然是一个复数. ●活动二 复数的乘法是否也满足运算律呢? 对任意123,,z z z C ∈. (1)交换律:2121z z z z ⋅=⋅(2)结合律:123123()()z z z z z z ⋅⋅=⋅⋅ (3)分配律:1231213()z z z z z z z ⋅+=⋅+⋅1z●活动三 复数的除法又该如何计算呢?设1z =a +b i , 2z =c +d i (a,b,c,d ∈R ,且c +d i≠0),122222i i(i 0)i z a b ac bd bc ad c d z c d c d c d+++==++≠+++ 几个运算性质:①i 的幂的周期性:i 4n =1,i 4n +1=i ,i 4n +2=-1,i 4n +3=-i(n ∈N ). ②(1±i)2=±2i ,1i i 1i +=-,1i i 1i -=-+,1i i=-. ③设13i 22ω=-+,则ω2=ω,ω3=1,1+ω+ω2=0.●活动四 什么叫做共轭复数?一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数. 通常记复数i(,)z a b a b R =+∈的共轭复数为i(,)z a b a b R =-∈.共轭复数有如下性质:①z R z z ∈⇔=;②22z z z z ⋅==;③2z z a +=,2i z z b -=;④1212z z z z +=+,1212z z z z -=-;⑤1212z z z z ⋅=⋅,1122z zz z ⎛⎫= ⎪⎝⎭(z 2≠0).例 1 计算下列各题: (1)3(2-3i)(2i)12+-++; (2)i 1i 1()()i 2332----+;(3)(5-6i)+(-2-2i)-(3+3i).(4)已知复数z 满足z +1+2i =10-3i ,求z . 【知识点:复数的四则运算】详解:33=(22)(3)i 11i 22-+-++=-(1)原式 111111=()(1)i i 322366-++--+=+(2)原式.(3)原式=(5-2-3)+[-6+(-2)-3]i =-11i. (4)z +1+2i =10-3i ,∴z =(10-3i)-(2i +1)=9-5i.点拔:复数的加减法运算就是把复数的实部与实部,虚部与虚部分别相加减.例2 设及分别与复数z 1=5+3i 及复数z 2=4+i 对应,试计算z 1+z 2,并在复平面内作出复数z 1+z 2所对应的向量.【知识点:复数的四则运算,复数加减法的几何意义】 【思路探究】利用加法法则求z 1+z 2详解:∵z 1=5+3i ,z 2=4+i ,∴z 1+z 2=(5+3i)+(4+i)=9+4i ∵15,3OZ =uuu r (),24,1OZ =uuu r (),由复数的几何意义可知,12OZ OZ +uuu r uuu r 与复数z 1+z 2对应, ∴12OZ OZ +uuu r uuu r =(5,3)+(4,1)=(9,4).作出向量12OZ OZ OZ +=uuu r uuu r uu u r如图所示.点拔:1.根据复数加减运算的几何意义可以把复数的加减运算转化为向量的坐标运算.2.利用向量进行复数的加减运算时,同样满足平行四边形法则和三角形法则.3.复数加减运算的几何意义为应用数形结合思想解决复数问题提供了可能.变式:在题设不变的情况下,计算z 1-z 2,并在复平面内作出复数z 1-z 2所对应的向量. 解:z 1-z 2=(5+3i)-(4+i)=(5-4)+(3-1)i =1+2i.复数z 1-z 2所对应的向量为21Z Z uuuu r.例3 (1)设z 1,z 2∈C ,已知|z 1|=|z 2|=1,|z 1+z 2|=2,求|z 1-z 2|. (2)已知|z +1-i|=1,求|z -3+4i|的最大值和最小值.【知识点:复数的模,复数的模的几何意义,复数加减法的几何意义;数学思想:数形结合】(1)设z 1=a +b i ,z 2=c +d i(a ,b ,c ,d ∈R ).由题意,知a 2+b 2=1,c 2+d 2=1.(a +c )2+(b +d )2=2,∴2ac +2bd =0. ∴|z 1-z 2|2=(a -c )2+(b -d )2=a 2+c 2+b 2+d 2-2ac -2bd =2.∴|z1-z2|=2.(2)【思路探究】利用复数加减法的几何意义,以及数形结合的思想解题.解法一:设w=z-3+4i,∴z=w+3-4i,∴z+1-i=w+4-5i.又|z+1-i|=1,∴|w+4-5i|=1.可知w对应的点的轨迹是以(-4,5)为圆心,1为半径的圆.如图(1)所示,∴|w|max=41+1,|w|min=41-1.(1)(2)解法二:由条件知复数z对应的点的轨迹是以(-1,1)为圆心,1为半径的圆,而|z-3+4i|=|z-(3-4i)|表示复数z对应的点到点(3,-4)的距离,在圆上与(3,-4)距离最大的点为A,距离最小的点为B,如图(2)所示,所以|z-3+4i|max=41+1,|z-3+4i|min=41-1.点拔:|z1-z2|表示复平面内z1,z2对应的两点间的距离.利用此性质,可把复数模的问题转化为复平面内两点间的距离问题,从而进行数形结合,把复数问题转化为几何图形问题求解.例4 (1)计算61i23i 1i32i ++⎛⎫+⎪--⎝⎭.(2)计算:2013 23i21i123i⎛⎫-++ ⎪⎪-+⎝⎭;(3)若复数1i1iz+=-,求1+z+z2+…+z2 013的值.【知识点:复数的四则运算】(1)分析:先计算1i1i+-再乘方,且将23i32i+-的分母实数化后再合并.详解:626(1i)23i32i62i3i6 =i1i 255⎡⎤+++++-+=+=-+⎢⎥⎣⎦()()原式又解:626(1i)23i i23i i =i1i 232i i23i⎡⎤++++=+=-+⎢⎥-+⎣⎦()()原式().(2)【思路探究】将式子进行适当的化简、变形,使之出现i n 的形式,然后再根据i n 的值的特点计算求解.详解:10062i(123i)22(2)=1i 1i 123i ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+⎢⎥+⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪--+⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦原式 100622(1i)=i 2i 2+⎛⎫+⋅⎪-⎝⎭10062(1i)=i i 2++⋅222=i 22--+(3)201422013111z z z zz-++++=-L , 而21i (1i)2i =i 1i (1i)(1i)2z ++===--+,所以201422201311i 11i 11iz z z zz --++++===+--L 点拔:1.要熟记i n 的取值的周期性,要注意根据式子的特点创造条件使之与i n 联系起来以便计算求值.2.如果涉及数列求和问题,应先利用数列方法求和后再求解.例5 已知z ∈C ,z 为z 的共轭复数,若3i 13i z z z ⋅-⋅=+,求z .【知识点:复数的四则运算,共轭复数】详解:设z =a +b i(a ,b ∈R ),则z =a -b i(a ,b ∈R ),由题意得(a +b i)(a -b i)-3i(a -b i)=1+3i ,即a 2+b 2-3b -3a i =1+3i ,则有⎩⎨⎧ a 2+b 2-3b =1-3a =3,解得⎩⎨⎧ a =-1b =0或⎩⎨⎧a =-1b =3,所以z =-1或z =-1+3i.点拔:1.22z z z z ⋅==是共轭复数的常用性质.2.实数的共轭复数是它本身,即z ∈R ⇔ z =z ,利用此性质可以证明一个复数是实数.3.若z ≠0且z +z =0,则z 为纯虚数,利用此性质可证明一个复数是纯虚数. 3.课堂总结 【知识梳理】1.两个复数相加(减)就是把实部与实部、虚部与虚部分别相加(减),即(a +b i)±(c +d i)=(a ±c )+(b ±d )i.2.复数加减法的几何意义3.复数代数形式的乘法类似于多项式乘以多项式,满足交换律、结合律以及乘法对加法的分配律.4.复数代数形式的除法运算时,通常先将除法写成分式的形式,再把分子、分母都乘以分母的共轭复数,化简后可得,类似于以前学习的分母有理化. 【重难点突破】(1)复数的加减法,可模仿多项式的加减法法则计算,实质上是合并同类项,不必死记公式.(2)复数加法的几何意义:如果复数12z z ,分别对应于向量12OP OP uuu r uuu r、,那么,以12OP OP 、为两边作平行四边形,对角线OS 表示的向量OS uu r就是12z z +的和所对应的向量.复数减法的几何意义:两个复数的差12z z -与连接这两个向量终点并指向被减数的向量对应. (3)复数的乘法,也可按照多项式的乘法法法则计算,实质上也是合并同类项,同样不必死记公式.(4)两个复数相除较简便的方法是把它们的商写成分式的形式,然后把分子与分母都乘以分母的共轭复数,再把结果化简 .(5)复数除法的核心是分母实数化,类似分母有理化. 4.随堂检测 1.21i=+( ) A.22 B.2 C.2 D.1 答案:C解析:【知识点:复数的四则运算,复数的模】 原式211i==+ 2.复数i(2-i)等于( ) A.1+2i B.1-2i C.-1+2i D.-1-2i答案:A解析:【知识点:复数的四则运算】 i(2-i)=2i -i 2=1+2i.3.已知(1-i)2z =1+i(i 为虚数单位),则复数z 等于( ) A.1+i B.1-i C.-1+i D.-1-i 答案:D解析:【知识点:复数的四则运算】由(1-i)2z =1+i ,知z =(1-i)21+i =-2i 1+i =-1-i ,故选D.(三)课后作业 ★基础型 自主突破 1.()212i1i +-等于( )A.11i 2--B.11i 2-+C.11i 2+D.11i 2-答案:B解析:【知识点:复数的四则运算】 原式12i i12i 2+==-+- 2. i 为虚数单位,i 607的共轭复数为( ) A.i B.-i C.1 D.-1 答案:A解析:【知识点:共轭复数相关概念,i 的周期性】 方法一:i 607=i 4×151+3=i 3=-i ,其共轭复数为i.故选A.方法二:i607=i 608i =i 4×152i =1i =-i ,其共轭复数为i.故选A.3.已知i 是虚数单位,则(2+i)(3+i)等于( ) A.5-5i B.7-5i C.5+5i D.7+5i 答案:C解析:【知识点:复数的四则运算】4.复数z=i·(1+i)(i 为虚数单位)在复平面上对应的点位于( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 答案:B解析:【知识点:复数的四则运算,复数的几何意义】 5.复数z 满足(i)i 2i z -=+,则z =( ) A.1i -- B.1i - C.13i -+ D.12i - 答案:B解析:【知识点:复数的四则运算】2iz i i+-=,∴1z i =- 6.复数z =-3+i2+i 的共轭复数是( ) A.2+i B.2-i C.-1+iC.-1-i答案:D解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数的定义】(3)(2)15i i z i -++==-+,1z i =-- 7.若复数z 满足z (2-i )=11+7i (i 为虚数单位),则z 为( )A.3+5iB.3-5iC.-3+5iD.-3-5i答案:A解析:【知识点:复数的四则运算】117(117)(2)3525i i i z i i +++===+- 8. (1+i 1-i )6+2+3i 3-2i=________. 答案:1i -+解析:【知识点:复数的四则运算】 原式6(23i)(32i)5i i 11i 325++=+=-+=-++ ★★能力型 师生共研1.已知复数z 满足z (1+i )=1+ai (其中i 是虚数单位,a ∈R ),则复数z 在复平面内对应的点不可能位于( )A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限答案:B 解析:【知识点:复数的四则运算】由条件可知:z =1+a i 1+i =(1+a i)(1-i)(1+i)(1-i)=a +12+a -12i ;当a +12<0,且a -12>0时,a ∈∅,所以z 对应的点不可能在第二象限,故选B.2.若12+i 是关于x 的实系数方程20x bx c ++=的一个复数根,则( )A.2,3b c ==B.2,1b c ==-C.2,1b c =-=-D.2,3b c =-=答案:D解析:【知识点:复数的四则运算,复数的相等】 把12i +代入方程20x bx c ++=,利用复数的相等即可3.设,a b R ∈,i 是虚数单位,则“0ab =”是“复数ba i +为纯虚数”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件答案:B解析:【知识点:复数的四则运算,复数的概念】4.设z 是复数,则下列命题中的假命题是( )A.若2z ≥0,则z 是实数B.若2z <0,则z 是虚数C.若z 是虚数,则2z ≥0D.若z 是纯虚数,则2z <0答案:C解析:【知识点:复数的四则运算,复数的概念】5.一个实数与一个虚数的差( )A.不可能是纯虚数B.可能是实数C.不可能是实数D.无法确定是实数还是虚数答案:C解析:【知识点:复数的四则运算,复数的概念】6.设复数1z =1-i ,2z =a +2i ,若12z z 的虚部是实部的2倍,则实数a 的值为______.答案:6解析:【知识点:复数的概念,复数的四则运算】∵a ∈R ,1z =1-i ,2z =a +2i , ∴12z z =a +2i 1-i =(a +2i)(1+i)(1-i)(1+i)=a -2+(a +2)i 2=a -22+a +22i ,依题意a +22=2×a -22,解得a =6.7.若a1-i =1-b i ,其中a ,b 都是实数,i 是虚数单位,则|a +b i|=________. 答案:5解析:【知识点:复数的模,复数的四则运算】∵a ,b ∈R ,且a1-i =1-b i ,则a =(1-b i)(1-i)=(1-b )-(1+b )i ,∴⎩⎨⎧ a =1-b ,0=1+b.∴⎩⎨⎧ a =2,b =-1.∴|a +bi |=|2-i |=222(1)+-= 5.8.计算:(1-2i)+(-2+3i)+(3-4i)+(-4+5i)+…+(-2002+2003i)+(2003-2004i).答案:见解析解析:【知识点:复数的四则运算】解法一:原式=(1-2+3-4+…-2002+2003)+(-2+3-4+5+…+2003-2004i)=(2003-1001)+(1001-2004)i=1002-1003i.解法二:∵(1-2i)+(-2+3i)=-1+i ,(3-4i)+(-4+5i)=-1+i ,……(2001-2002i)+(-2002+2003)i=-1+i.相加得(共有1001个式子):原式=1001(-1+i)+(2003-2004i)=(2003-1001)+(1001-2004)i=1002-1003i★★★探究型 多维突破A.直角三角形B.等腰三角形C.锐角三角形D.钝角三角形答案:A解析:【知识点:复数的四则运算,复数的加减法的几何意义】2.已知1122,,,x y x y R ∈,定义运算“⊙”为1z ⊙2z =2121y y x x +,设非零复数21,ωω在复平面内对应的点分别为21,P P ,点O 为坐标原点,若1ω⊙2ω=0,则在21OP P ∆中,21OP P ∠的大小为________.答案:90o解析:【知识点:复数的四则运算】设 111a b i ω=+,222a b i ω=+ (12,0a a ≠)故得点),(111b a P ,),(222b a P ,且2121b b a a +=0,即12211-=⋅a b a b . 从而有1212121OP OP b b k k a a ==-g g ,故21OP OP ⊥. 3.复数z 1,z 2满足z 1=m +(4-m 2)i ,z 2=2cos θ+(λ+3sin θ)i (m ,λ,θ∈R ),且z 1=z 2,则λ的取值范围是_____________.答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤-916,7 解析:【知识点:复数的四则运算,三角函数的值域】由复数相等的充要条件可得⎩⎨⎧m =2cos θ,4-m 2=λ+3sin θ,化简得4-4cos 2θ=λ+3sin θ,由此可得λ=-4cos 2θ-3sin θ+4=-4(1-sin 2θ)-3sin θ+4=4sin 2θ-3sin θ=4⎝ ⎛⎭⎪⎫sin θ-382-916, 因为sin θ∈[-1,1],所以λ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-916,7. 4.已知复数z =x +yi ,且|z -2|=3,则 y x 的最大值为________. 答案: 3解析:【知识点:复数的加减法的几何意义,复数的模,直线的斜率的应用】∴(x -2)2+y 2=3.由图可知⎝ ⎛⎭⎪⎫y x max =31= 3. 5.已知复平面上正方形的三个顶点是A (1,2)、B (-2,1)、C (-1,-2),求它的第四个顶点D 对应的复数.答案:见解析解析:【知识点:复数的四则运算,复数的加减法的几何意义】设D (x,y ),则OA OD AD -=对应的复数为(x +y i)-(1+2i)=(x -1)+(y -2)iOB OC BC -=对应的复数为:(-1-2i)-(-2+i)=1-3i∵BC AD = ∴(x -1)+(y -2)i=1-3i∴⎩⎨⎧-=-=-3211y x ,解得⎩⎨⎧-==12y x ∴D 点对应的复数为2-i.6.已知复数z 满足: 13i ,z z =+-求22(1i)(34i)2z ++的值.答案:见解析解析:【知识点:复数的四则运算,复数的模,复数的概念】设i(,)z a b a b =+∈R ,而13i ,z z =+-即2213i i 0a b a b +--++=,则224,10,43i.3,30a a b a z b b ⎧=-⎧⎪++-=⇒=-+⎨⎨=-=⎩⎪⎩22(1i)(34i)2i(724i)247i34i22(43i)43i z ++-++===+-+-.(四)自助餐1.若12,z z ∈C ,1212z z z z --+是( )A.纯虚数B.实数D.不能确定答案:B解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数,复数的概念】121212i,i(,,,),(i)(i)(i)(i)--=+=+∈+=+-+-+z a b z c d a b c d z z z z a b c d a b c d R 22ac bd =+∈R .2.为正实数,i 为虚数单位,i 2i a +=,则a =( ) A.2 B.3 C.2D.1答案:B解析:【知识点:复数的四则运算,复数的模】2i |1i |12,i +=-=+=a a aa >0,故3a =. 3.36(13i)2i (1i)12i -+-++++的值是( ) A.0B.1C.iD .2i答案:D解析:【知识点:复数的四则运算】33336(13i)2i 13i (2i)(12i)-1+3i 15i ()()()+(1i)12i 2i 52i 5-+-+-+-+-+=+=++=i+i =2i .4 若复数z 满足3(1)i 1z z -+=,则2z z +的值等于( )A .1D .13i 22-+答案:C解析:【知识点:复数的四则运算】13i133i 3i 10,i ,2213i z z z ω+---===-+=-221z z ωω+=+=-.5.已知33i (23i)z -=⋅-,那么复数z 在复平面内对应的点位于() A .第一象限B .第二象限C.第三象限D .第四象限答案:A解析:【知识点:复数的四则运算,复数的几何意义】33132223iz i i -==+-6.已知复数z =1+i ,z -为z 的共轭复数,则z z --z -1=( )A.-2iB.-iC.iD.2i答案:B解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数】解:B 依题意得z z --z -1=(1+i)(1-i)-(1+i)-1=-i.7.设456121z i i i i =++++L ,456121z i i i i =⋅⋅⋅L 则12,z z 的关系是()A .12z z =B .12z z =-C .121z z =+D .无法确定答案:A解析:【知识点:复数的四则运算,等比数列的前n 项和,等比数列的前n 项和】491(1)1111i i i z i i--===--,456127221z i i ++++===L 故选A. 8.已知2()i i (i 1,n n f n n -=-=-∈N ),集合{}()f n 的元素个数是( ) A.2B.3C.4D.无数个答案:C解析:【知识点:复数的四则运算】00-12-23-31(0)i -i 0,(1)i-i =i-=2i,(2)i -i 0,(3)i -i =-2i.i f f f f ======9.在复平面内,复数6+5i,-2+3i 对应的点分别为A ,B.若C 为线段AB 的中点,则点C 对应的复数是( )A.4+8iB.8+2iC.2+4iD.4+i答案:C解析:【知识点:复数的加减法的几何意义】A 点坐标为(6,5),B 点坐标为(-2,3),则中点C 的坐标为(2,4),∴C 点对应的复数为2+4i.10.设i 是虚数单位,z 表示复数z 的共轭复数.若z =1+i ,则z i +i ·z 等于( )A.-2B.-2iC.2D.2i解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数,复数的模】∵z =1+i ,∴z =1-i ,z i =1+i i =-i 2+i i =1-i ,∴ z i +i ·z =1-i +i (1-i )=(1-i )(1+i )=2.故选C.11.若复数z 满足(3-4i )z =|4+3i |,则z 的虚部为( )A.-4B.-45C.4D.45答案:D解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数,复数的模】设z =a +b i ,故(3-4i)(a +b i)=3a +3b i -4a i +4b =|4+3i|,所以⎩⎨⎧ 3b -4a =0,3a +4b =5,解得b =45. 故选D12.若复数z 满足z1-i =i ,其中i 为虚数单位,则z 等于( )A.1-iB.1+iC.-1-iD.-1+i答案:A解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数】∵z 1-i =i ,∴z =i (1-i )=i -i 2=1+i ,∴z =1-i .故选A.13.如图,在复平面内,点A 表示复数z ,则图中表示z 的共轭复数的点是()A.AB.BC.CD.D解析:【知识点:复数的概念,复平面,共轭复数】表示复数z 的点A 与表示z 的共轭复数的点关于x 轴对称,∴B 点表示z .选B.14.设z =(2-i )2(i 为虚数单位),则复数z 的模为 .答案:5解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数,复数的模】15. i 为虚数单位,设复数1z ,2z 在复平面内对应的点关于原点对称,若1z =2-3i,则2z = . 答案:2z = -2+3i解析:【知识点:复数的几何意义】由于z 1对应的点的坐标为(2,-3),所以z 2对应的点的坐标为(-2,3), 2z = -2+3i .16.(1) i 是虚数单位,若复数(1-2i)(a +i)是纯虚数,则实数a 的值为________.(2)已知复数z =(5+2i )2(i 为虚数单位),则z 的实部为________.答案:-2;21解析:【知识点:复数的四则运算,复数的概念】(1)(1-2i )(a +i )=a +2+(1-2a )i ,由已知,得a +2=0,1-2a ≠0,∴a =-2(2)因为z =(5+2i )2=25+20i +(2i )2=25+20i -4=21+20i ,所以z 的实部为21. 17.⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 2 016=________. 答案:1解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数】⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 2 1 008=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+2i +i 21-2i +i 2 1 008=1. 18.-23+i 1+23i +⎝ ⎛⎭⎪⎫21-i 2 016=________. 答案:1i +解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数】原式=i(1+23i)1+23i +⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫21-i 2 1 008=i +⎝ ⎛⎭⎪⎫2-2i 1 008=i +i 1 008=i +i 4×252=1+i . 19.已知f (x )=⎩⎨⎧ 1+x ,x ∈R ,(1+i)x ,x ∉R ,则f [f (1-i )]=________. 答案:3∵f (1-i )=(1+i )(1-i )=2,∴f [f (1-i )]=f (2)=1+2=3.20.已知复数z 满足|z |=5,且(3+ 4i )z 是纯虚数,求z .答案:见解析解析:【知识点:复数的四则运算,复数的概念,复数的相等,复数的模】设z =x +y i (x, y ∈R ),∵ |z |=5,∴ x 2+y 2=25.又(3+4i)z =(3+4i)(x +y i)=(3x -4y )+(4x +3y )i 是纯虚数,∴340,430,x y x y -=⎧⎨+≠⎩联立三个关系式解得4,3,x y =⎧⎨=⎩或4,3.=-⎧⎨=-⎩x y∴ z =4+3i 或z =-4-3i21.设1zz +是纯虚数,求复数z 对应的点的轨迹方程.答案:见解析解析:【知识点:复数的四则运算,复数的概念,复数的相等,共轭复数,复数的模】 ∵1z z + 是纯虚数,∴011z z z z ⎛⎫+= ⎪++⎝⎭,即20(z 1)(z 1)zz z z ++=++, 设(x,y R)z x yi =+∈,则222()20x y x ++=∴ 2211(y 0)24x y ⎛⎫++=≠ ⎪⎝⎭.它为复数z 对应点的轨迹方程. 22.如图所示,平行四边形OABC ,顶点O ,A ,C 分别表示0,3+2i ,-2+4i ,试求:①AO→、BC →所表示的复数; ②对角线CA →所表示的复数; ③B 点对应的复数. 答案:见解析解析:【知识点:复数的概念,复平面,复数的向量表示】①AO→=-OA →,∴AO →所表示的复数为-3-2i . ∵BC →=AO →,∴BC →所表示的复数为-3-2i . ②CA→=OA →-OC →,∴CA →所表示的复数为(3+2i )-(-2+4i )=5-2i . ③OB→=OA →+AB →=OA →+OC →,∴OB →所表示的复数为(3+2i )+(-2+4i )=1+6i , 即B 点对应的复数为1+6i .点评:因为复平面内的点、向量及向量对应的复数是一一对应的,要求某个向量对应的复数时,只要找出所求向量的始点和终点,或者用向量相等直接给出结论即可.23.已知z 是复数,z +2i 、z 2-i均为实数(i 为虚数单位),且复数(z +ai )2在复平面内对应的点在第一象限,求实数a 的取值范围.答案:见解析解析:【知识点:复数的概念,复平面,复数的向量表示】设z =x +yi (x 、y ∈R ),∴z +2i =x +(y +2)i ,由题意得y =-2.∵z 2-i =x -2i 2-i=15(x -2i )(2+i )=15(2x +2)+15(x -4)i ,由题意得x =4.∴z =4-2i . ∵(z +ai )2=(12+4a -a 2)+8(a -2)i ,根据条件,可知⎩⎨⎧12+4a -a 2>0,8(a -2)>0,解得2<a <6, ∴实数a 的取值范围是(2,6).三、数学视野以复数作为自变量和因变量的函数就叫做复变函数,而与之相关的理论就是复变函数论.解析函数是复变函数中一类具有解析性质的函数,复变函数论主要就研究复数域上的解析函数,因此通常也称复变函数论为解析函数论.复变函数论产生于十八世纪.1774年,欧拉在他的一篇论文中考虑了由复变函数的积分导出的两个方程.而比他更早时,法国数学家达朗贝尔在他的关于流体力学的论文中,就已经得到了它们.因此,后来人们提到这两个方程,把它们叫做“达朗贝尔-欧拉方程”.到了十九世纪,上述两个方程在柯西和黎曼研究流体力学时,作了更详细的研究,所以这两个方程也被叫做“柯西-黎曼条件”.复变函数论的全面发展是在十九世纪,就像微积分的直接扩展统治了十八世纪的数学那样,复变函数这个新的分支统治了十九世纪的数学.当时的数学家公认复变函数论是最丰饶的数学分支,并且称为这个世纪的数学享受,也有人称赞它是抽象科学中最和谐的理论之一. 为复变函数论的创建做了最早期工作的是欧拉、达朗贝尔,法国的拉普拉斯也随后研究过复变函数的积分,他们都是创建这门学科的先驱.后来为这门学科的发展作了大量奠基工作的要算是柯西、黎曼和德国数学家维尔斯特拉斯了.二十世纪初,复变函数论又有了很大的进展,维尔斯特拉斯的学生,瑞典数学家列夫勒、法国数学家庞加莱、阿达玛等都作了大量的研究工作,开拓了复变函数论更广阔的研究领域,为这门学科的发展做出了贡献.复变函数论在应用方面,涉及的面很广,有很多复杂的计算都是用它来解决的.比如物理学上有很多不同的稳定平面场,所谓场就是每点对应有物理量的一个区域,对它们的计算就是通过复变函数来解决的.比如俄国的茹柯夫斯基在设计飞机的时候,就用复变函数论解决了飞机机翼的结构问题,他在运用复变函数论解决流体力学和航空力学方面的问题上也做出了贡献.复变函数论不但在其他学科得到了广泛的应用,而且在数学领域的许多分支也都应用了它的理论.它已经深入到微分方程、积分方程、概率论和数论等学科,对它们的发展很有影响.。
人教A版高中数学选修1-2《类比推理》教案及说明
课题:合情推理---类比推理(第一课时)教材:普通高中课程标准实验教科书人教社A版选修1-2【教学目标】:1.知识与能力:掌握类比推理的基本方法与步骤,会对一些简单问题进行类比,得出新的结论,并把它们用于对问题的发现与解决中去,培养类比推理能力。
2.过程与方法:类比推理是从特殊到特殊的推理,是寻找事物之间的共同或相似性质,类比的性质相似性越多,相似的性质与推测的性质之间的关系就越相关,从而类比得出的结论就越可靠。
3.情感态度与价值观:(1).正确认识合情推理在数学中的重要作用,养成从小开始认真观察事物、分析问题、发现事物之间的质的联系的良好个性品质,善于发现问题,探求新知识。
(2).认识数学在日常生产生活中的重要作用,培养学生学数学,用数学,完善数学的正确数学意识。
【教学重点、难点】:重点:了解合情推理的含义,能利用类比进行简单的推理。
难点:用类比进行推理,做出猜想。
【教学方法与手段】教学方法:启发探究式教学手段:多媒体课件【教学过程】B类事物具有性质:a’,b’,c’,(a,b,c与a’,b’,c’相似或相同)所以B类事物可能具有性质d’.理解定义。
应用举例例:类比平面内直角三角形的勾股定理,试给出空间中四面体性质的猜想.∠C=90°∠PDF=∠PDE=∠EDF=90°三条边的长度a,b,c四个面的面积S1,,S2,S3和S两条直角边a,b和一条斜边c三个“直角面”S1,,S2,S3和一个“斜面”S,+C2=a2+b2S2= S12+S22+S32变式训练1. 若三角形内切圆半径为r,三边长为cba,,,则三角形的面积)(21cbarS++=,根据类比思想,若空间四面体内切球半径为R,四个面的面积为4321,,,SSSS,则四面体的体积V为讲例题前,先引导学生从构成几何体的元素数目来看,平面几何中的三角形可以类比立体几何中的四面体。
而直角三角形中的线线垂直应该类比四面体中的面面垂直;于是选择三个面面两两垂直的四面体进行类比。
人教A版高中数学选修1-2精品课件:2
思考2
归纳推理和类比推理的结论一定正确吗? 答案 归纳推理的结论超出了前提所界定的范围,其前提和结论 之间的联系不是必然性的,结论不一定正确.类比推理是从人们 已经掌握了的事物的特征,推测正在被研究中的事物的特征,所 以类比推理的结果具有猜测性,不一定正确.
答案
梳理
(1)定义:归纳推理和类比推理都是根据已有的事实,经过 观察 、 分析 、 比较 、 联想,再进行 归纳 、 类比 ,然后提出 猜想 的推理,我们把它 们统称为合情推理.简言之,合情推理就是“合乎情理”的推理. (2)推理的过程
答案
梳理
(1)定义:由某类事物的 具部有分某对些象特征,推出该类事物的______ 全部 _对__象___都具有这些特征的推理,或者由 个概别括事出实 的推理,称一为般归结纳论推理.
(2)特征:由 到
,由 到
.
部分 整体
个别 一般
知识点二 类比推理
思考
科学家对火星进行研究,发现火星与地球有许多类似的特征: (1)火星也是绕太阳公转、绕轴自转的行星;(2)有大气层,在一 年中也有季节更替;(3)火星上大部分时间的温度适合地球上某 些已知生物的生存等.由此,科学家猜想:火星上也可能有生命 存在.他们使用了什么样的推理? 答案 类比推理.
等差数列 an-an-1=d(n≥2) an=a1+(n-1)d
等比数列 an÷an-1=q(n≥2)
an=a1qn-1
性质
若m+n=p+q, 则am+an=ap+aq
若m+n=p+q, 则am·an=ap·aq
跟踪训练3
若数列{an}(n∈N*)是等差数列,则有数列bn=
a1+a2+…+an n
解析 观察图案知,从第一个图案起,每个图案中黑色地面砖的个数组 成首项为6,公差为5的等差数列,从而第n个图案中黑色地面砖的个数 为6+(n-1)×5=5n+1.
人教B高中数学选修1-2全套ppt课件:3.1.1-2【第1课时】实数系、 复数的引入
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RB . 数学 . 选修1-2
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RB . 数学 . 选修1-2
下列命题中,正确命题的个数是( ) ①若x,y∈C,则x+yi=1+i的充要条件是x=y=1; ②若a,b∈R且a>b,则a+i>b+i; ③若x2+y2=0,则x=y=0; ④一个复数为纯虚数的充要条件是这个复数的实部等于零; ⑤-1没有平方根;
【解析】 复数系的构成为: 复 数 a + bi(a ,
实数(b=0) 纯虚数(a=0) , b∈R) 虚数(b≠0) 非纯虚数(a≠0) 由此可以判断 D 正确.
【答案】 D
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RB . 数学 . 选修1-2 4.已知复数z=m+(m2-1)i(m∈R)满足z<0,则m= ________.
【问题导思】 1.为解决方程x2=2,数系从有理数扩充到实数;那么怎样 解决方程x2+1=0在实数系中无根的问题? 【提示】 引入新数i,规定i2=-1,这样i就是方程x2+1= 0的根. 2.设想新数i和实数b相乘后再与a相加,且满足加法和乘法 的运算律,则运算的结果可以写成什么形式? 【提示】 a+bi(a,b∈R)的形式.
x-y=3x+y x=1 ∴ ,解得 . 2x-3=x+2y y=-1
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1.复数相等的充要条件是化复为实的主要依据,利用实部 与实部、虚部与虚部分别相等列方程组求实数x,y的值. 2.求解复数的有关问题时,务必注意参数x,y的范围.若x, y未说明是实数,则不能这样解,比如若y是纯虚数,则可设 y=bi(b∈R且b≠0),然后再根据复数相等求相应的x,y.
高中数学教案新人教版选修
高中数学全套教案新人教版选修一、第一章:导数及其应用1.1 导数的定义与计算学习目标:理解导数的定义,掌握基本的导数计算方法。
教学内容:引入导数的定义,讲解导数的计算规则,举例说明。
教学活动:讲解导数的定义,通过数学软件或板书演示导数的计算过程,学生跟随练习。
1.2 导数在函数中的应用学习目标:理解导数在函数中的应用,学会求函数的极值和单调性。
教学内容:讲解导数与函数的极值、单调性的关系,举例分析。
教学活动:通过例题讲解导数在函数中的应用,学生跟随练习,讨论解题方法。
二、第二章:积分及其应用2.1 积分的定义与计算学习目标:理解积分的定义,掌握基本的积分计算方法。
教学内容:引入积分的定义,讲解基本的积分计算规则,举例说明。
教学活动:讲解积分的定义,通过数学软件或板书演示积分的计算过程,学生跟随练习。
2.2 积分在几何中的应用学习目标:理解积分在几何中的应用,学会计算几何图形的面积和体积。
教学内容:讲解积分在几何中的应用,举例说明计算面积和体积的方法。
教学活动:通过例题讲解积分在几何中的应用,学生跟随练习,讨论解题方法。
三、第三章:概率与统计学习目标:理解概率的基本概念,学会计算事件的概率。
教学内容:讲解概率的基本定义,举例说明如何计算事件的概率。
教学活动:通过实例讲解概率的基本概念,学生跟随练习,讨论解题方法。
3.2 统计的基本概念学习目标:理解统计的基本概念,学会计算数据的均值、方差等统计量。
教学内容:讲解统计的基本定义,举例说明如何计算均值、方差等统计量。
教学活动:通过实例讲解统计的基本概念,学生跟随练习,讨论解题方法。
四、第四章:数列与级数4.1 数列的基本概念学习目标:理解数列的基本概念,学会计算数列的通项公式和求和公式。
教学内容:讲解数列的定义,举例说明如何求解数列的通项公式和求和公式。
教学活动:通过实例讲解数列的基本概念,学生跟随练习,讨论解题方法。
4.2 级数的基本概念学习目标:理解级数的基本概念,学会判断级数的收敛性。
人教版高中数学选修1~2全册教案教学设计湖南版
新人教版高中数学选修1~2全册教案目录《1.1回归分析的基本思想及其初步应用教案文 (1)《1.2独立性检验的基本思想及其初步应用(一)》教案文 2《1.2独立性检验的基本思想及其初步应用(二)》教案文 5《2.1合情推理与演绎推理(二)》教案文 (7)《2.1合情推理与演绎推理(三)》教案文 (11)《2.1合情推理与演绎推理(四)》教案文 (15)《2.1合情推理与演绎推理(一)》教案文 (18)《2.2直接证明与间接证明(二)》教案文 (21)《2.2直接证明与间接证明(三)》教案文 (23)《2.2直接证明与间接证明(四)》教案文 (26)《2.2直接证明与间接证明(五)》教案文 (28)《2.2直接证明与间接证明(一)》教案文 (30)《3.1数系的扩充和复数的概念(一)》教案文 (33)《3.1数系的扩充和复数的概念(二)》教案文 (35)《3.2复数代数形式的四则运算(一)》教案文 (38)《3.2复数代数形式的四则运算(二)》教案文 (40)《4.1流程图(一)》教案文 (42)《4.1流程图(二)》教案文 (45)《4.2结构图》教案文 (48)《1.1回归分析的基本思想及其初步应用(二)》教案文教学任务分析:通过典型案例的探究,进一步了解回归分析的基本思想、方法及初步应用. 教学重点:通过探究使学生体会有些非线性模型通过变换可以转化为线性回归模型,了解在解决实际问题的过程中寻找更好的模型的方法.教学难点:了解常用函数的图象特点,选择不同模型建模,并通过比较相关指数对不同的模型进行比较.教学过程:例1 一只红铃虫的产卵数y和温度x有关,现收集了7组观测数据列于表中,试建立y与作业:《学案》作业(三)、《习案》作业(三).《1.2独立性检验的基本思想及其初步应用(一)》教案文教学任务分析:通过探究“吸烟是否与患肺癌有关系”引出独立性检验的问题,并借助样本数据的列联表、柱形图和条形图展示在吸烟者中患肺癌的比例比不吸烟者中患肺癌的比例高,让学生亲身体验独立性检验的实施步骤与必要性.教学重点:理解独立性检验的基本思想及实施步骤.教学难点:了解独立性检验的基本思想、了解随机变量K2的含义.教学过程:分类变量:变量不同的“值”表示个体所属的不同类别.例1 为调查吸烟是否对患肺癌有影响,某肿瘤研究所随机地调查了9 965人,得到如下结果(单位:人):三维柱形图二维条形图等高条形图1.|ad -bc |越小,说明吸烟与患肺癌关系越弱, |ad -bc |越大,说明吸烟与患肺癌关系越弱.2.独立性检验 ))()()(()(22d b c a d c b a bc ad n K ++++-= d c b a n +++=其中0.405.0879 例2 为考察高中生的性别与是否喜欢数学课程之间的关系,在某城市的某校高中生中随 机抽取300名学生,得到如下列联表:由表中数据计算得到K 的观测值k ≈4.514.能够以95%的把握认为高中生的性别与是否喜 欢数学课程之间有关系吗?为什么?练习:1. 教材P.17练习;2. 《学案》(四) P13-P16.课堂小结 1. 分类变量2. 2×2列联表(样本频数列联表)粗略估计相关数据的总体状况3.三维柱形图和二维条形图(频数)更直观地反映出相关数据的总体状况4.等高条形图(百分比)5.|ad -bc |越小,说明吸烟与患肺癌关系越弱, |ad -bc |越大,说明吸烟与患肺癌关系越弱.6.独立性检验))()()(()(22d b c a d c b a bc ad n K ++++-=d c b a n +++=其中 基本步骤1.确定临界值;2.求K 2;3.下结论作业:《习案》作业(四).《1.2独立性检验的基本思想及其初步应用(二)》教案 文教学任务分析:通过探究“吸烟是否与患肺癌有关系”引出独立性检验的问题,并借助样本数据的列联表、柱形图和条形图展示在吸烟者中患肺癌的比例比不吸烟者中患肺癌的比例高,让学生亲身体验独立性检验的实施步骤与必要性.教学重点:理解独立性检验的基本思想及实施步骤.教学难点:了解独立性检验的基本思想、了解随机变量K 2的含义.教学过程: 复习引入 1. 分类变量2. 2×2列联表(样本频数列联表)粗略估计相关数据的总体状况3.三维柱形图和二维条形图(频数)更直观地反映出相关数据的总体状况4.等高条形图(百分比)5.|ad -bc |越小,说明吸烟与患肺癌关系越弱, |ad -bc |越大,说明吸烟与患肺癌关系越强.6.独立性检验))()()(()(22d b c a d c b a bc ad n K ++++-=d c b a n +++=其中 基本步骤1.确定临界值;2.求K 2;3.下结论.讲授新课例1 在某医院,因为患心脏病而住院的665名男性病人中,有214人秃顶;而另外772名不是因为患心脏病而住院的男性病人中有175人秃顶. 利用图形判断秃顶与患心脏病是否有关系.能够以99%的把握认为秃顶与患心脏病有关系吗?为什么?相应的三维柱形图如图所示,比较来说,底面副对角线上两个柱体高度的乘积要大一些,因此可以在某种程度上认为“秃顶与患心脏病有关”.根据列联表中的数据,得K 2的观测值为.635.6373.167726651048389)451175597214(143722>≈⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=K所以有99%的把握认为“秃顶与患心脏病有关”.通过三维柱形图和二维条形图,可以粗略地判断两个分类变量是否有关系,但是这种 判断无法精确地给出所得结论的可靠程度.(1)在三维柱形图中,主对角线上两个柱形高度的乘积ad 与副对角线上两个柱形高度的乘 积bc 相差越大,H 1成立的可能性就越大.(2)在二维条形图中,可以估计满足条件X =x 1的个体中具有Y =y 1的个体所占的比例,ba a+也可以估计满足条件X =x 2的个体中具有Y =y 1的个体所占的比例dc c+ .两个比例的值相差越大,H 1成立的可能性就越大.课堂练习1.在三维柱形图中,主对角线上两个柱形高度的乘积与副对角线上的两个柱形的高 度的乘积相差越大,两个变量有关系的可能性就( A )A. 越大B. 越小C. 无法判断D.以上都不对2. 下列关于三维柱形图和二维条形图的叙述正确的是( C ) A. 从三维柱形图中可以看出两个分类变量是否有关系B. 从二维条形图中可以看出两个变量频数的相对大小,从三维柱形图中无法看出相对频数的大小C. 从三维柱形图和二维条形图可以粗略地看出两个分类变量是否有关系D. 以上说法都不对3. 为了探究色盲是否与性别有关,在调查的500名男性中有39名色盲患者,500名女性中有6名色盲患者,那么你认为色盲与性别有关的把握为( C )A. 0B. 95%C. 99.9%D. 99%作业:《习案》作业(五)、(六).《2.1合情推理与演绎推理(二)》教案文教学任务分析:课文以提出哥德巴赫猜想的思维过程为背景,从中概括出归纳推理,然后借助例题说明应用归纳推理的一般步骤以及归纳推理的作用,使学生对归纳推理有一个比较完整的认识.教学重点:了解类比推理的含义以及思维过程、特点.教学难点:应用类比进行简单推理,做出猜想.教学过程类比推理由两类对象具有某些类似特征和其中一类对象的某些已知特征,推出另一类对象也具有这些特征的推理称为类比推理(简称类比).例1 填写表中球的相关特征,并说说推理的过程.球的类似概念和性质例2 类比实数的加法和乘法,列出它们相似的运算性质.例3 类比平面内直角三角形的勾股定理,试给出空间中四面体性质的猜想.课堂练习.)6((5))0(4)(5)(221)( 1.的值项和公式的方法,求数列前,利用课本中推导等差设f f f f f n x f x ++++-+-+=.1.1,,,, 2.==++=''+''+''=''+''+'''''∆∆∆∆∆∆∆∆∆ABCABC ABC OABABC OCA ABC OBC S S S S S S S S C C C O B B B O A A A O C C C O B B B O A A A O C B A CO BO AO ABC O 积法”:题,其证明常采用“面这是平面几何中的一道,则并延长交对边于内任意一点,连结是已知 .在什么类似的结论间中的四面体,存运用类比猜想,对于空BC A ac b P E S 2D S 1S 3(1)(2)A C'OBA'CB'3. 类比平面内正三角形的“三边相等,三内角相等”的性质,可推出正四面体下列性质,你认为比较恰当的是( C )(1)各棱长相等,同一顶点上的任两条棱的夹角都相等.(2)各个面都是全等的正三角形,相邻两个面所成的三面角都相等.(3) 各个面都是全等的正三角形,同一顶点上的任两条棱的夹角都相等.A. (1)B. (1)(2)C. (1)(2)(3)D. (3)4. 对于命题“正三角形内任意一点到各边的距离之和为定值”,推广到空间是“正四面体内任意一点到各边的距离之和”( A )A. 为定值B. 为变数C. 有时为定值,有时为变数D. 与正四面体无关的常数5. 在等差数列{a n }中,若a 10=0,则有等式a 1+a 2+a 3+… +a n =a 1+a 2+a 3+… +a 19-n (n <19,n ∈N*)成立.类比上述性质,相应的,在等比数列{b n }中,若b 9=1,则有等式b 1b 2b 3… b n =b 1b 2b 3… b 17-n (n <17,n ∈N*).6. 我们知道,周长一定的所有矩形中,正方形的面积最大;周长一定的所有矩形与圆中,圆的面积最大,将这些结论类比到空间,可以得到的结论是表面积一定的所有长方体中,正方体的体积最大;表面积一定的所有长方体和球中,球的体积最大.7.通过计算可得下列等式:22-12=2×1+1,32-22=2×2+2,42-32=2×3+1,…(n +1) 2-n 2=2×n +1.讲以上各式相加得:(n +1) 2-12=2×(1+2+… +n )+n ,.23212n n n +=++++ 类比上述方法,求出12+22+…+n 2的值.课后作业《习案》作业(八).《2.1合情推理与演绎推理(三)》教案文教学任务分析:课文以提出哥德巴赫猜想的思维过程为背景,从中概括出归纳推理,然后借助例题说明应用归纳推理的一般步骤以及归纳推理的作用,使学生对归纳推理有一个比较完整的认识.教学重点:了解合情推理的含义以及思维过程、特点.教学难点:结合应用归纳、类比进行简单推理,做出猜想.教学过程合情推理归纳推理和类比推理都是根据已有的事实,经过观察、分析、比较、联想,再进行归纳、类比,然后提出猜想的推理,我们把它们统称为合情推理.例1 如图所示,有三根针和套在一个针上的若干金属片.按下列规则,把金属片从一根针上全部移到另一根针上.2131. 每次只能移动1个金属片;2. 较大的金属片不能放在较小的金属片上面.试推测:把n个金属片从1号针移到3号针,最少需要移动多少次?汉诺塔汉诺塔(又称河内塔)问题是印度的一个古老的传说。
人教A版高中数学选修一1-2-1 《充分条件与必要条件》教案
§1.2.1 充分条件与必要条件教学目标1、知识与技能(1)理解充分条件、必要条件及充要条件的概念;理解“⇒”的含义。
(2)初步掌握充分、必要条件及充要条件的判断方法。
(3)在理解定义的基础上,能对定义进行转化,转化成推理关系及集合的包含关系。
2、过程与方法通过对充分条件、必要条件、充要条件概念的理解和运用,培养学生分析、判断和归纳的逻辑思维能力.在观察和思考中,在解题和证明题中,培养学生思维能力的严密性品质.3、情感、态度与价值观(1)通过学生的举例,培养他们的辨析能力以及培养他们的良好的思维品质,在练习过程中进行辩证唯物主义思想教育.(2)通过学习本节课体验成功的愉悦,激发学生的学习热情和求知欲,培养严谨的学习态度,培养积极进取的精神.教学重点(1)对充分条件、必要条件、充要条件概念的理解和判断.(2)利用定义法、从集合角度、等价命题解决充要条件问题.教学难点理解充分条件、必要条件、充要条件的判断方法.教学方法小组合作学习,由微课引入课题,用例子的形式和同学一起探究得出问题的解决办法. 教学过程一、微课《水滴石穿》引入新课教师板书课题--1.2 充分条件与必要条件二、新授课1、新的数学符号:“⇒”读作:推出; “⇒/”读作:推不出.2、教师总结板书定义:一般地,“若p ,则q ”为真命题,是指由p 通过推理可以得出q.这时,我们就说,由p 可推出q ,记作:p ⇒q ,并且说p 是q 的充分条件,q 是p 的必要条件.也可以简单说成:⎧⎨⎩前者是后者的充分条件;如果前者能推出后者后者是前者的必要条件. 3、教师板书定义:如果q ⇒p ,那么我们就说,p 是q 的必要条件,q 是p 的充分条件.4、教师板书定义:若p ⇒q 且q ⇒/p ,即p 是q 成立的充分条件,但不是必要条件,我们称p 是q 的充分不必要条件.下面我们对定义加以运用,看下面的例题.221.(1).1,430.(2).(),().(3).,.p q p q x x x f x x f x R x x =-+==例下列“若、则”的命题中,哪些命题中的是的充分条件?若则若则在上是增函数若为无理数则为无理数学生思考分析:因为(1) (2)中p ⇒q ,(3)中p ⇒/q ,所以p 是q 的充分条件.教师点评例2 下列“若p ,则q”形式的命题中,哪些命题中的p 是q 的必要条件?(1)若x 2=y 2,则x=y.(2)若两个三角形的面积相等,则这两个三角形全等.(3)若ac 2>bc 2,则a>b.学生思考分析:命题(1) (2)中q ⇒p ,命题(3)中q ⇒/p ,所以命题(1)(2)中的p 是q 的必要条件. 教师点评加法总结:如何判断p 是q 的充分条件,p 是q 的必要条件?教师板书:1、可以判断命题的真假;2、看p q ⇒是否成立;看q p ⇒是否成立.例3下列“若p ,则q ”形式的命题中,哪些命题中的p 是q 的充分不必要条件?(1)若x y =,则22x y =;(2)若两个三角形全等,则这两个三角形的面积相等;(3)若0ab =,则a=0.学生思考分析:命题(1)(2)中p ⇒q 且q ⇒/p ,所以命题(1)(2)中的q 是p 的充分不必要条件. 教师提问:命题(3)中p ⇒q ,q ⇒p 吗?那么p 是q 的什么条件呢?我们给出新的定义.5、教师板书定义:若p ⇒/q 且q ⇒p ,即p 是q 成立的必要条件,但不是充分条件,我们称p 是q 的必要不充分条件.思考:条件p :三角形的三条边相等,结论q :三角形的三个角相等,p ⇒q ,q ⇒p 成立吗?因此,p q 是的什么条件?6、教师板书定义:如果p ⇒q 且q ⇒p ,记作p ⇔q .这时,p 既是q 成立的充分条件,又是q 的必要条件,我们称p 是q 的充分必要条件,简称p 是q 的充要条件.另外,如果p ⇒/q 且q ⇒/p ,那么称p 是q 的既不充分又不必要条件练习1:下列各组语句中,p 是q 的什么条件?(1)p :a >0,b >0,q :a +b >0; 充分不必要条件(2)p :四边形的四条边相等,q :四边形是正方形; 必要不充分条件(3)p :|x|<1,q :-1<x <1; 充要条件(4) p :a >b ,q :a 2>b 2. 既不充分也不必要条件学生小组研究完成,再由学生回答。
人教版高中数学《选修1-2》单元教材教学分析
第一课时:函数的导函数的概念
第二课时:函数的单调性
第三课时:函数在区间上的极值
第四课时:函数在区间上的最值
……
说明
函数的最大值、最小值问题在必修模块中已经有所涉及,主要是在函数和不等式等章节中体现。以前学习最值时要求比较低,学生掌握的方法比较局限。本节内容在学生掌握了用导数求函数的单调性和极值的基础上,用导数的方法来处理最值的问题,进一步处理一些实际生活中的最优化问题。从学生的知识准备上来讲,明确函数在区间上存在最值,且最值是函数在此区间上的极值或者端点处的函数值。明确极值是函数的局部性质,最值是函数的整体性质,由局部到整体,由旧的知识生发新的知识,从极值的概念自然过渡到最值的概念,并总结出函数在区间上最值的求解步骤。基于学生的情况教师可以通过具体的问题让学生观察、归纳,进而发现结果。在用导数的方法求最值时,解方程、不等式也是本节的一个重要内容,应该引导学生养成良好的解题习惯。
人教版高中数学《选修1-2》单元教材教学分析
学段及学科
高中数学
教材版本
人教版
单元名称
《选修1-2》
单元教材主题内容与价值作用
本节在学习了用导数处理函数的单调性与极值的基础上,利用导数的方法来解决函数的最值问题,并利用导数的方法解决实际生活中的一些最优化问题。在讲授本课内容时,要让学生体会导数在处理最值问题中的特点。培养学生数形结合的数学思想,函数与方程的思想,化归与转化的思想。
教学方法和手段的设计
教学方法启发式教学
学法指导
通过一系列的问题,让学生从已有的函数在区间的极值(局部性质)过渡到函数在区间的最值(整体性质);同时让学生发现极值与最值的联系与区别,得出求函数在闭区间上的最值的方法。最后通过具体的问题巩固知识,应用知识。
2.2.2 反证法教案-高二数学人教A版选修1-2
[教学设计•高中数学]《反证法》教学设计《反证法》教学设计第一部分:教学内容解析本节课是《普通高中课程标准实验教科书选修2-2》(人教A版)第一章《推理与证明》的第3节《反证法》.“逻辑推理能力”是高中数学核心素养中非常重要的一个环节,也是人们学习和生活中,经常使用的思维方式。
推理与证明贯穿于高中数学的整个体系,也是学数学、做数学的基本功。
这一部分的学习是新课标教材的一个亮点,是对以前所学知识与方法的总结、归纳,并对后继学习起到引领的作用第二部分:学生学情诊断学生在初中已经接触过反证法,但是不够系统和详细。
也已经在选修2-1《逻辑与推理》环节接触过命题的真假、逆否命题。
但用反证法证明数学问题却是学生学习的一个难点。
究其原因,主要是反证法的应用需要逆向思维,但在中小学阶段,逆向思维的训练和发展都是不充分的,所以本节课要引导学生联系已学过的教学实例学习新内容进行教学。
由于所教学生基础较好,但是数学思维相对欠缺,对于反证法证明简单命题问题不大,但由于对数论基础知识不是特别专长、对生活中的逻辑学生对数的了解不多,研究不够,所以例1能顺利解决,但是例2例3,解决起来还是会出现一定困难。
第三部分:教学目标设置(1)知识与能力:了解反证法证题的基本步骤,会用反证法证明简单的命题。
通过实例,培养学生用反证法证明简单问题的推理技能,进一步培养观察能力、分析能力、逻辑思维能力及解决问题的能力。
(2)过程与方法:通过直观感知—观察—操作确认的认识方法培养学生观察、探究、发现的能力和逻辑思维能力。
让学生在观察、探究、发现中学习,在自主合作、交流中学习,体验学习的乐趣,增强自信心,树立积极的学习态度,提高学习的自我效能感。
(3)情感、态度、价值观:通过体验数学活动,渗透事物之间都是相互对立、相互矛盾、相互转化的辩证唯物主义思想。
在学习和生活中遇到困难的时候,要学会换个角度思考问题,也许会使问题出现转机。
核心素养:逻辑推理能力第四部分:重点难点分析重点:1、理解反证法的概念。
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高中数学人教版选修1-2全套教案第一章统计案例第一课时 1.1回归分析的基本思想及其初步应用(一)教学目标1、知识与技能目标 认识随机误差;2、过程与方法目标(1)会使用函数计算器求回归方程; (2)能正确理解回归方程的预报结果. 3、情感、态度、价值观通过本节课的学习,加强数学与现实生活的联系,以科学的态度评价两个变量的相关性,理解处理问题的方法,形成严谨的治学态度和锲而不舍的求学精神.培养学生运用所学知识,解决实际问题的能力.教学中适当地利用学生合作与交流,使学生在学习的同时,体会与他人合作的重要性.教学重点:了解线性回归模型与函数模型的差异,了解判断刻画模型拟合效果的方法-相关指数和残差分析. 教学难点:解释残差变量的含义,了解偏差平方和分解的思想. 教学过程: 一、复习准备:1. 提问:“名师出高徒”这句彦语的意思是什么?有名气的老师就一定能教出厉害的学生吗?这两者之间是否有关?2. 复习:函数关系是一种确定性关系,而相关关系是一种非确定性关系. 回归分析是对具有相关关系的两个变量进行统计分析的一种常用方法,其步骤:收集数据→作散点图→求回归直线方程→利用方程进行预报. 二、讲授新课: 1. 教学例题:① 例1 从某大学中随机选取8名女大学生,其身高和体重数据如下表所示: 编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 身高/cm165165157170175165155170体重/kg 4857505464614359求根据一名女大学生的身高预报她的体重的回归方程,并预报一名身高为172cm 的女大学生的体重. (分析思路→教师演示→学生整理)40506070重/k g第一步:作散点图第二步:求回归方程第三步:代值计算②提问:身高为172cm的女大学生的体重一定是60.316kg吗?不一定,但一般可以认为她的体重在60.316kg左右.③解释线性回归模型与一次函数的不同=+来事实上,观察上述散点图,我们可以发现女大学生的体重y和身高x之间的关系并不能用一次函数y bx a严格刻画(因为所有的样本点不共线,所以线性模型只能近似地刻画身高和体重的关系). 在数据表中身高为165cm的3名女大学生的体重分别为48kg、57kg和61kg,如果能用一次函数来描述体重与身高的关系,那么身高为165cm的3名女在学生的体重应相同. 这就说明体重不仅受身高的影响还受其他因素的影响,把这种影响的=++,其中残差变量e中结果e(即残差变量或随机变量)引入到线性函数模型中,得到线性回归模型y bx a e包含体重不能由身高的线性函数解释的所有部分. 当残差变量恒等于0时,线性回归模型就变成一次函数模型. 因此,一次函数模型是线性回归模型的特殊形式,线性回归模型是一次函数模型的一般形式.2. 相关系数:相关系数的绝对值越接近于1,两个变量的线性相关关系越强,它们的散点图越接近一条直线,这时用线性回归模型拟合这组数据就越好,此时建立的线性回归模型是有意义.3. 小结:求线性回归方程的步骤、线性回归模型与一次函数的不同.第二课时 1.1回归分析的基本思想及其初步应用(二)教学目标:1知识与技能:会建立回归模型,进而学习相关指数(相关系数r 、总偏差平方和、随机误差的效应即残差、残差平方和、回归平方和、相关指数R2、残差分析)2过程与方法:通过学习会求上述的相关指数3情感态度价值观:从实际问题发现已有知识不足,激发好奇心、求知欲。
培养勇于求知的良好个性品质。
教学重点:了解评价回归效果的三个统计量:总偏差平方和、残差平方和、回归平方和.教学难点:了解评价回归效果的三个统计量:总偏差平方和、残差平方和、回归平方和.教学过程:一、复习准备:1.由例1知,预报变量(体重)的值受解释变量(身高)或随机误差的影响.2.为了刻画预报变量(体重)的变化在多大程度上与解释变量(身高)有关?在多大程度上与随机误差有关?我们引入了评价回归效果的三个统计量:总偏差平方和、残差平方和、回归平方和. 二、讲授新课:1. 教学总偏差平方和、残差平方和、回归平方和:(1)总偏差平方和:所有单个样本值与样本均值差的平方和,即21()ni i SST y y ==-∑.残差平方和:回归值与样本值差的平方和,即21()ni i i SSE y y ==-∑.回归平方和:相应回归值与样本均值差的平方和,即21()ni i SSR y y ==-∑.(2)学习要领:①注意i y 、i y 、y 的区别;②预报变量的变化程度可以分解为由解释变量引起的变化程度与残差变量的变化程度之和,即222111()()()nnni i i i i i i y y y y y y ===-=-+-∑∑∑;③当总偏差平方和相对固定时,残差平方和越小,则回归平方和越大,此时模型的拟合效果越好;④对于多个不同的模型,我们还可以引入相关指数22121()1()nii i n ii yy R yy ==-=--∑∑来刻画回归的效果,它表示解释变量对预报变量变化的贡献率. 2R 的值越大,说明残差平方和越小,也就是说模型拟合的效果越好. 2. 教学例题:例2 关于x 与Y 有如下数据:为了对x 、Y 两个变量进行统计分析,现有以下两种线性模型: 6.517.5y x =+,717y x =+,试比较哪一个模型拟合的效果更好.分析:既可分别求出两种模型下的总偏差平方和、残差平方和、回归平方和,也可分别求出两种模型下的相关指数,然后再进行比较,从而得出结论. (答案:52211521()155110.8451000()i i i ii y y R yy ==-=-=-=-∑∑,221R =-521521()18010.821000()ii i ii yy yy ==-=-=-∑∑,84.5%>82%,所以甲选用的模型拟合效果较好.)3. 小结:分清总偏差平方和、残差平方和、回归平方和,初步了解如何评价两个不同模型拟合效果的好坏. 三、作业: 四、教学反思:第三课时 1.1回归分析的基本思想及其初步应用(三)教学目标:1知识与技能:由“散点图”选择适当的数据模型,以拟合两个相关变量。
虽然任何两个变量的观测数据都可以用线性回归模型来拟合,但不能保证这种拟合模型对数据的拟合效果最好。
为更好地刻画两个变量之间的关系,要根据观测数据的特点来选择回归模型。
2过程与方法:通过探究使学生认识到:有些 线性模型非线性模型转换,即借助于线性回归模型研究呈非线性关系的两个变量之间的关系:归模型来拟合数据作变换,在利用线性回区域分布在一个曲线状带形 合数据; 3情感态度价值观:初步体会不同模型拟合数据的效果。
计算不同模型的相关指数,通过比较相关指数的大小来比较不 同模型的拟合效果。
(这只是模型比较的一种方法,还有其他方法。
)教学重点:通过探究使学生体会有些非线性模型通过变换可以转化为线性回归模型,了解在解决实际问题的过程中寻找更好的模型的方法.教学难点:了解常用函数的图象特点,选择不同的模型建模,并通过比较相关指数对不同的模型进行比较. 教学过程: 一、复习准备:1. 给出例3:一只红铃虫的产卵数y 和温度x 有关,现收集了7组观测数据列于下表中,试建立y 与x 之间的回归方程.C/y 个(学生描述步骤,教师演示)2. 讨论:观察右图中的散点图,发现样本点并没有分布在某个带状区域内,即两个变量不呈线性相关关系,所以不能直接用线性回归方程来建立两个变量之间的关系. 二、讲授新课:1. 探究非线性回归方程的确定:① 如果散点图中的点分布在一个直线状带形区域,可以选线性回归模型来建模;如果散点图中的点分布在一个曲线状带形区域,就需选择非线性回归模型来建模.② 根据已有的函数知识,可以发现样本点分布在某一条指数函数曲线y =2C 1e x C 的周围(其中12,c c 是待定的参数),故可用指数函数模型来拟合这两个变量.③ 在上式两边取对数,得21ln ln y c x c =+,再令ln z y =,则21ln z c x c =+,而z 与x 间的关系如下:观察z 与x 的散点图,可以发现变换后样本点分布在一条直线的附近,因此可以用线性回归方程来拟合.④ 利用计算器算得 3.843,0.272a b =-=,z 与x 间的线性回归方程为0.272 3.843z x =-,因此红铃虫的产卵数对温度的非线性回归方程为0.272 3.843x y e -=.⑤ 利用回归方程探究非线性回归问题,可按“作散点图→建模→确定方程”这三个步骤进行. 其关键在于如何通过适当的变换,将非线性回归问题转化成线性回归问题. 2. 小结:用回归方程探究非线性回归问题的方法、步骤. 三、巩固练习:为了研究某种细菌随时间x 变化,繁殖的个数,收集数据如下:(1(2)试求出预报变量对解释变量的回归方程.(答案:所求非线性回归方程为0.69 1.112ˆy=e x +.) 四、教学反思:第四课时 1.1回归分析的基本思想及其初步应用(四)教学目标1知识与技能:使学生会根据观测数据的特点来选择回归模型2过程与方法:使学生通过探究体会到有些非线性模型通过变换可以转化为线性回归模型。
3情感态度价值观:初步体会不同模型拟合数据的效果。
教学重点:通过探究使学生体会有些非线性模型通过变换可以转化为线性回归模型,了解在解决实际问题的过程中寻找更好的模型的方法,了解可用残差分析的方法,比较两种模型的拟合效果.教学难点:了解常用函数的图象特点,选择不同的模型建模,并通过比较相关指数对不同的模型进行比较.教学过程: 一、复习准备:1. 提问:在例3中,观察散点图,我们选择用指数函数模型来拟合红铃虫的产卵数y 和温度x 间的关系,还可用其它函数模型来拟合吗?2. 讨论:能用二次函数模型234y c x c =+来拟合上述两个变量间的关系吗?(令2t x =,则34y c t c =+,此时y 与t 间的关系如下:观察y 与t 的散点图,可以发现样本点并不分布在一条直线的周围,因此不宜用线性回归方程来拟合它,即不宜用二次曲线234y c x c =+来拟合y与x 之间的关系. )小结:也就是说,我们可以通过观察变换后的散点图来判断能否用此种模型来拟合. 事实上,除了观察散点图以外,我们也可先求出函数模型,然后利用残差分析的方法来比较模型的好坏. 二、讲授新课: 1. 教学残差分析:① 残差:样本值与回归值的差叫残差,即i i i e y y =-.② 残差分析:通过残差来判断模型拟合的效果,判断原始数据中是否存在可疑数据,这方面的分析工作称为残差分析.③ 残差图:以残差为横坐标,以样本编号,或身高数据,或体重估计值等为横坐标,作出的图形称为残差图. 观察残差图,如果残差点比较均匀地落在水平的带状区域中,说明选用的模型比较合适,这样的带状区域的宽度越窄,模型拟合精度越高,回归方程的预报精度越高. 2. 例3中的残差分析: 计算两种模型下的残差一般情况下,比较两个模型的残差比较困难(某些样本点上一个模型的残差的绝对值比另一个模型的小,而另一些样本点的情况则相反),故通过比较两个模型的残差的平方和的大小来判断模型的拟合效果. 残差平方和越小的模型,拟合的效果越好.由于两种模型下的残差平方和分别为1450.673和15448.432,故选用指数函数模型的拟合效果远远优于选用二次函数模型. (当然,还可用相关指数刻画回归效果) 3. 小结:残差分析的步骤、作用t 441 529 625 729 841 1024 1225 y 7112124661153250100200300400050010001500ty三、巩固练习:练习:教材P13 第1题四、教学反思:第一课时 1.2独立性检验的基本思想及其初步应用(一)教学目标1知识与技能:通过对实际问题的分析探究,了解独立性检验(只要求2×2列联表)的基本思想、方法及初步应用.;了解独立性检验的常用方法:三维柱形图和二维条形图,及其K²(或R²)的大小关系.2过程与方法:通过典型案例的探究,了解实际推断原理和假设检验的基本思想、方法及初步应用。