反证法证明题(简单)

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反证法证明题

例1. 已知,,为内角.

A ∠

B ∠

C ∠ABC ∆求证:,,中至少有一个不小于60o .

A ∠

B ∠

C ∠ 证明:假设的三个内角,,都小于60o ,ABC ∆A ∠B ∠C ∠ 即60o ,60o ,60o ,A ∠

180A B C ∠+∠+∠< 与三角形内角和等于180o 矛盾,

所以假设不成立,所求证结论成立.

例2. 已知,证明x 的方程有且只有一个根.0a ≠ax b = 证明:由于,因此方程至少有一个根.0a ≠ax b =b x a

=

假设方程至少存在两个根,ax b =不妨设两根分别为且,12,x x 12x x ≠则,12,ax b ax b ==所以,12ax ax =所以.

12()0a x x -=因为,所以,

12x x ≠120x x -≠所以,与已知矛盾,0a =0a ≠所以假设不成立,所求证结论成立.

例3. 已知求证.3

3

2,a b +=2a b +≤ 证明:假设,则有,

2a b +>2a b >- 所以即,3

3

(2)a b >-3

2

3

8126a b b b >-+- 所以.

3

2

3

2

81266(1)2a b b b b >-+-=-+

因为2

6(1)22

b -+≥所以,与已知矛盾.3

3

2a b +>3

3

2a b +=所以假设不成立,所求证结论成立.

例4. 设是公比为的等比数列,为它的前n 项和.

{}n a n S 求证:不是等比数列.

{}n S 证明:假设是等比数列,则,

{}n S 2

213S S S =⋅

即.222

111(1)(1)a q a a q q +=⋅++

因为等比数列,

10a ≠所以即,与等比数列矛盾,2

2

(1)1q q q +=++0q =0q ≠所以假设不成立,所求证结论成立.

例5. 是无理数.

是有理数,则存在互为质数的整数m ,n .m n

=

所以即,

m =

222m n = 所以为偶数,所以为偶数.2

m m 所以设,*

2()m k k N =∈ 从而有即.2

2

42k n

=2

2

2n k = 所以也为偶数,所以为偶数.2

n n

与m ,n 互为质数矛盾.

是无理数成立.

例6. 已知直线和平面,如果,且,求证。

,a b ,a b αα⊄⊂//a b //a α证明:因为, 所以经过直线a , b 确定一个平面

//a b 。

β因为,而,a α⊄a β⊂所以 与是两个不同的平面.αβ因为,且,b α⊂b β⊂所以.

b αβ= 下面用反证法证明直线a 与平面没有公共点.假 α设直线a 与平面有公共点,则,αP P b αβ∈= 即点是直线 a 与b 的公共点,

P 这与矛盾.所以 .

//a b //a α例7.已知0 < a , b , c < 2,求证:(2 - a )c , (2 - b )a ,(2 - c )b 不可能同时大于1

证明:假设(2 - a )c , (2 - b )a ,(2 - c )b 都大于1,

即 (2 - a )c>1, (2 - b )a>1, (2 - c )b>1,则(2 - a )c (2 - b )a (2 - c )b >1 …①又因为设0 < a , b , c < 2,(2 - a ) a ,

12

)2(=+-≤a

a 同理 (2 -

b ) b≤1, (2 -

c ) c≤1,

所以(2 - a )c (2 - b )a (2 - c )b ≤1此与①矛盾.所以假设不成立,所求证结论成立.

例8.若x , y > 0,且x + y >2,则

和中至少有一个小于2

x

y +1y x

+1证明:假设

≥2,≥2,

x

y

+1y x +1

因为x , y > 0,所以 , 12,12y x x y +≥+≥可得x + y ≤2 与x + y >2矛盾.所以假设不成立,所求证结论成立.

例9.设0 < a , b , c < 1,求证:(1 - a )b , (1 - b )c , (1 - c )a ,不可能同时大于

4

1证明:假设设(1 - a )b >

, (1 - b )c >, (1 - c )a >,41414

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

64

1

又∵0 < a , b , c < 1 ∴412)1()1(02

=⎥⎦

⎢⎣⎡+-≤-

-b b 4

1

)1(≤-c c 以上三式相乘: (1 - a )a •(1 - b )b •(1 - c )c ≤ 与①矛盾64

1

所以原式成立

例10. 设二次函数,求证:中至少有一个不小于

.q px x x f ++=2

)()3(,)2(,)1(f f f 2

1证明:假设都小于

,)3(,)2(,)1(f f f 2

1则 (1)

.2)3()2(2)1(<++f f f 另一方面,由绝对值不等式的性质,有

(2)

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