间接证明
直接证明和间接证明
直接证明和间接证明例如,我们要证明一个分数小于1的正数与其倒数相乘的结果一定小于1、我们可以直接证明如下:设分数为a/b,其中a和b均为正整数。
则有a<b,因此,a/b<b/b,即a/b<1又因为倒数的定义为1/a,即倒数为1除以该数,所以可知a/b *1/a = a/ba = 1/b,而1/b小于1因此,我们可以得出结论:一个小于1的正数与其倒数相乘的结果一定小于1间接证明是通过反证法(或称间接推理)推导出结论的证明方法。
它包括以下步骤:首先,假设要证明的结论不成立;其次,根据该假设推导出与已知事实矛盾的结论;最后,得出假设的结论非真,因此原结论为真。
间接证明的特点是通过推理和推导推翻假设,从而得到结论。
例如,我们要证明根号2是无理数。
假设根号2是有理数,即可表示为a/b的形式,其中a和b是整数,且a和b没有公因数。
则根号2=a/b,即2=(a/b)^2,即2b^2=a^2根据等式两边平方数的性质可知,a^2必为偶数。
那么,根据整数的性质可知,a也必为偶数,即a=2c,其中c为整数。
将a=2c代入等式2b^2=a^2中,得到2b^2=(2c)^2,化简得到b^2=2c^2依据同样的推理,b也是偶数,与假设a和b之间没有公因数相矛盾。
因此,假设根号2是有理数的假设不成立,根号2是无理数。
总结来说,直接证明是通过逻辑推理和数学定义直接得出结论,而间接证明是通过反证法推导出结论。
这两种证明方法在数学中应用广泛,可以灵活运用于各类数学问题的证明中。
无论是选择直接证明还是间接证明,重要的是要严谨、清晰地阐述证明的过程和推理的逻辑,以确保结论的正确性。
第二节直接证明与间接证明
第二节直接证明与间接证明直接证明与间接证明是数学推理中常用的两种证明方法。
直接证明是通过逻辑推理直接得出结论,而间接证明是通过反证法或归谬法得出结论。
以下将详细介绍这两种证明方法,并进行比较。
直接证明是最常见的证明方法之一、它的基本思路是根据已知条件和数学定义,逐步演绎出所要证明的结论。
直接证明需要使用与所要证明的结论相关的定理、性质、定义等来推导,使之成立。
这种方法是一个逐步推进的过程,每一步都必须经过严格的逻辑推理,从已知到结论的推导链条必须清晰、合理。
直接证明通常比较直观,逻辑性较为明显,容易理解。
例如,我们可以通过直接证明来证明“两个相等的数相加,结果仍然相等”。
间接证明是与直接证明相对的一种证明方式。
它的基本思路是假设所要证明的结论不成立,通过逻辑推理得出矛盾或不合理的结论,从而排除了假设的情况,证明了原来的结论是成立的。
间接证明常常采用反证法或归谬法。
反证法是一种最常用的间接证明方法,其基本思路是通过假设结论不成立,并推导出与已知条件或定义矛盾的结论,从而得出结论的真实性。
归谬法是一种较少使用的间接证明方法,它的基本思路是假设结论成立,并推导出与已知条件或定义矛盾的结论,从而得出结论的真实性。
例如,我们可以通过反证法来证明“根号2是无理数”。
直接证明与间接证明各有其优点和适用范围。
直接证明较为直观和直接,逻辑性更明显,适用于证明一些简单且直接的结论,或是一些简单的数学性质和定理。
间接证明更具有一般性和普遍性,适用于证明复杂的结论,或是一些需要反证或归谬的情况。
通过间接证明,我们可以深入分析和推理,挖掘结论的内在逻辑关系。
间接证明常常需要对结论进行反向思考,找到对立面、矛盾面,通过推导和推理得到最终的结论。
总的来说,直接证明和间接证明是数学推理中常用的两种证明方法。
直接证明通过逻辑推理直接得出结论,适用于一些简单直接的结论。
间接证明通过反证或归谬得出结论,适用于一些复杂或需要反向思考的结论。
数学证明中的直接证明与间接证明
数学是一门严谨的学科,其核心在于推理与证明。
在进行数学证明时,有直接证明和间接证明两种方法。
直接证明是通过逻辑推理直接得出结论,而间接证明则是通过反证法或者归谬法,通过推翻事实的否定来得出结论。
本文将分别介绍直接证明和间接证明,并分析它们在数学证明中的应用。
首先,我们来讨论直接证明。
直接证明是最常见、最直接的证明方法。
其核心思想是根据已知条件和数学定理,一步一步地推导出结论。
直接证明通常包括假设、推理和结论三个步骤。
首先,我们根据题目给出的条件假设一些前提条件,然后利用已知的定理和公理进行推理,最后根据这些推理得出结论。
直接证明的优点是逻辑性强、直观明了,容易让读者明白推理的过程。
此外,对于一些简单的数学问题,直接证明能够很快得出结论,省去了许多繁琐的步骤。
然而,直接证明的弊端是有时难以找到合适的定理进行推理,或者推导过程中的中间步骤比较复杂。
在遇到这种情况时,我们就需要采用间接证明的方法。
其次,我们来讨论间接证明。
间接证明有两种形式,一种是反证法,另一种是归谬法。
反证法的基本思想是通过假设反命题的真假进行推导,如果得出一个恒真的结论,则原命题成立。
归谬法则是通过假设原命题为真进行推导,最后得出一个恒假的结论,从而推翻了原命题。
间接证明的优点是可以处理一些复杂的数学问题,特别是那些直接证明困难的问题。
间接证明可以通过假设反命题的真假或者假设原命题的真假,利用反证法或归谬法的推导过程将问题的复杂性降低,从而得出结论。
然而,间接证明的过程通常较为繁琐,需要较高的抽象思维能力和逻辑推理能力。
在实际的数学证明中,常常需要根据题目的要求和限制条件选择合适的证明方法。
有时,我们可以通过观察和归纳总结出一些数量关系或性质,然后用直接证明进行推导。
而对于一些性质复杂的数学问题,我们可能需要采用间接证明的方法。
因此,掌握直接证明和间接证明的技巧对于解决数学问题至关重要。
总之,数学证明中的直接证明和间接证明是两种常用的推理方法。
直接证明与间接证明
直接证明与间接证明直接证明和间接证明是数学中常用的两种证明方法。
直接证明是通过逻辑推理和已知的真实前提,以直接的方式推出所要证明的结论。
间接证明则是采用反证法或者假设推理的方式,通过说明对立假设或者逻辑矛盾来推出所要证明的结论。
直接证明的思路是从已知条件出发,逐步运用数学定义、性质、定理等等,直接推导到所要证明的结论。
这种证明方法通常比较直观,步骤清晰,容易理解。
下面来看一个简单的例子。
假设我们要证明:如果一个正整数是3的倍数,则这个正整数的平方也是3的倍数。
直接证明的思路是从正整数是3的倍数这个已知条件出发,即假设正整数n可以写为3k,其中k为整数。
那么正整数n的平方可以写为(3k)^2=9k^2,即n^2=9k^2、由此可知,正整数n^2也可以写为3的倍数,因为9k^2可以写为3的倍数。
因此,根据直接证明的逻辑推理,我们得出结论:如果一个正整数是3的倍数,则这个正整数的平方也是3的倍数。
间接证明的思路是通过反证法或者假设推理的方式,假设所要证明的结论不成立,然后通过推理说明这个假设是不可能的或者导致矛盾的。
下面来看一个简单的例子。
假设我们要证明:不存在两个整数的和等于3的倍数,且差等于5的倍数。
间接证明的思路是先假设存在这样的两个整数,分别为a和b。
那么根据条件,我们可以得到以下两个等式:a+b=3k,其中k为整数;a-b=5m,其中m为整数。
然后我们将这两个等式相加,得到:2a=3k+5m。
由于3k+5m是整数,所以2a也是整数。
但是,由于2是偶数,所以2a是偶数,而3k+5m是奇数。
因此,2a和3k+5m不能同时成立,即假设不成立。
因此,不存在两个整数的和等于3的倍数,且差等于5的倍数。
以上是直接证明和间接证明的简单例子,实际的证明可能需要更多的推理和步骤。
两种证明方法各有优点和适用范围。
直接证明通常通过展示清晰的推理过程来达到证明目的,适合于结论的证明比较明显和直观的情况。
而间接证明则通过反证法或者假设推理来达到证明目的,适合于结论的证明比较困难或者复杂的情况。
高中数学中常见的证明方法
高中数学中常见的证明方法一、直接证明法直接证明法是最基本也是最常见的证明方法之一。
它通过对所要证明的命题进行逻辑推理和分析,直接给出证明的过程和结论。
要使用直接证明法,一般需要明确以下几个步骤:1. 提出所要证明的命题:首先,明确所要证明的命题,即要证明的结论。
2. 建立前提条件:在进行证明前,需要明确前提条件,即已知条件或已知命题。
3. 逻辑推理:通过逻辑推理和分析,根据已知条件和逻辑关系,逐步推导出结论。
4. 结论:最后,根据已有的证明过程,给出结论。
二、间接证明法间接证明法又称反证法,它是通过假设所要证明的命题不成立,然后推导出与已知事实矛盾的结论,从而证明所要证明的命题是正确的。
间接证明法的一般步骤如下:1. 假设反命题:首先,假设所要证明的命题的反命题是正确的。
2. 推导过程:根据假设和已知条件,通过逻辑推理进行推导,尽可能多地得到信息。
3. 矛盾结论:最终推导出一个与已知事实矛盾的结论。
4. 否定假设:由于假设的反命题与已知事实矛盾,所以可以否定假设,即所要证明的命题是正确的。
间接证明法常用于证明一些数学定理、存在性证明和最大最小值的存在性等问题。
三、数学归纳法数学归纳法是一种常用的证明方法,特别适用于证明一类命题或定理,如整数性质、等差数列的性质等。
它基于两个基本步骤:基本情况的验证和归纳假设的使用。
数学归纳法的一般步骤如下:1. 基本情况的验证:首先,验证当命题成立的最小情况,通常是n=1或n=0的情况。
2. 归纳假设的使用:假设当n=k时命题成立,即假设命题对于某个特定的正整数k是成立的。
3. 归纳步骤的推理:在归纳假设的基础上进行推理和分析,证明当n=k+1时命题也成立。
4. 归纳法的结论:根据归纳步骤的推理和基本情况的验证,可以得出结论,即所要证明的命题对于所有正整数都成立。
数学归纳法在数学推理和定理证明中有着广泛的应用,尤其适用于证明具有递推性质的命题。
四、逆否命题证明法逆否命题证明法是通过对命题的逆否命题进行证明,从而间接地证明所要证明的命题。
数学证明方法和技巧
数学证明方法和技巧数学是一门理性而抽象的学科,其中最重要的一部分就是证明。
数学证明是通过严密的逻辑推导来验证数学命题的正确性。
在数学中,有许多不同的证明方法和技巧,本文将针对这些方法和技巧进行详细的讨论。
一、直接证明法直接证明法是最常见和最基本的证明方法之一。
它的思路是通过一系列推理步骤,从已知的条件出发,逐步推导出所要证明的结论。
例如,对于求证一个数是偶数的命题,我们可以通过直接证明法来进行推导。
首先,我们将该数表示为2的倍数(即n=2k,其中k是任意整数),然后可以得出结论n为偶数。
二、间接证明法间接证明法,也称为反证法,是一种常用的证明方法。
它的思路是假设所要证明的结论是错误的,然后通过逻辑推理推导出矛盾的结论,从而证明原命题的正确性。
例如,可以通过反证法来证明平方根2是一个无理数。
我们假设根号2是一个有理数,即4可以整除2的平方根。
然而,通过推理可以发现这样的假设将导致矛盾,因此我们可以得出结论根号2是一个无理数。
三、数学归纳法数学归纳法是一种证明自然数性质的强有力的方法。
它的基本思想是通过证明当n=k时某个结论成立,然后证明当n=k+1时该结论也成立,从而推导出对所有自然数n均成立的结论。
首先我们验证当n=1时该结论成立,接着假设n=k时该结论成立,然后通过这个假设和逻辑推理证明n=k+1时该结论也成立。
因此我们可以得出结论对所有自然数n该结论成立。
数学归纳法在证明数列、不等式和等式等方面非常有用。
四、反证法反证法是一种基于逻辑推理的证明方法。
与间接证明法类似,反证法也是假设所要证明的结论是错误的。
但与间接证明法不同的是,反证法通过逻辑推理证明这样的假设将导致一种矛盾的结论。
这种矛盾说明了原来的假设是错误的,因此原命题是正确的。
反证法常用于证明存在性命题和唯一性命题。
五、等价命题证明等价命题证明是一种证明方法,它将所要证明的命题转化为与之等价的其他命题,然后通过证明这些等价命题来推导出原命题的正确性。
数学证明的常见题型与应用
数学证明的常见题型与应用数学证明作为数学学科的核心内容之一,在学习数学时经常会碰到。
数学证明旨在通过逻辑推理和严密论证,将一个数学命题或结论从已知条件推导出来,使之成为数学中不可否认的真理。
本文将介绍数学证明的常见题型以及在实际应用中的意义和用途。
一、直接证明法1. 定理:如果一个多边形的内角和为180度,则该多边形是凸多边形。
证明:设多边形的边数为n,根据几何图形的性质可知,n个顶点的内角和为 (n-2) × 180 度。
因此,当 n>2 时,该多边形的内角和一定大于180度,故该多边形是凸多边形。
证毕。
二、间接证明法1. 定理:根号2是无理数。
证明:假设根号2是有理数,即可以表示为 p/q (p、q为正整数,且p/q为最简分数)。
则有 (p/q)^2 = 2,即 p^2/q^2 = 2。
将该等式两边平方可得 p^2 = 2q^2。
由此可知,p^2是偶数,那么p也必然是偶数(偶数的平方仍为偶数)。
设 p = 2k,则可得到 (2k)^2 = 2q^2,化简得2k^2 = q^2。
从而可知,q^2 是偶数,那么 q 也必然是偶数。
这与我们一开始的假设矛盾,因为在假设中,我们假设 p/q 是最简分数。
所以根号2必定是无理数。
证毕。
三、数学归纳法1. 定理:1 + 2 + 3 + ... + n = n(n+1)/2,对于所有正整数 n 成立。
证明:首先,当 n = 1 时,左边等式为 1,右边等式为 1 × (1+1) / 2= 1。
显然相等,此时等式成立。
假设当 n = k 时,等式成立,即 1 + 2 + 3 + ... + k = k(k+1)/2。
则考虑 n = k+1 的情况,有 1 + 2 + 3 + ... + k + (k+1) = (k(k+1)/2) +(k+1) = (k+1)(k+2)/2。
根据归纳法原理,等式对于所有正整数 n 成立。
证毕。
四、反证法1. 定理:根号2是无理数。
数学中的证明方法和技巧
数学中的证明方法和技巧数学作为一门严谨的学科,证明是其核心和灵魂。
无论是基础数学还是高等数学,在数学的世界里,证明是推动数学发展和解决问题的关键方法。
本文将探讨数学中常见的证明方法和一些应用技巧,帮助读者更好地理解和运用数学证明。
一、直接证明法直接证明法是最常见也是最直观的证明方法之一。
它通过一系列逻辑推理来证明一个数学命题。
步骤如下:1. 假设给定的前提条件(假设x是奇数);2. 推导出结论(推导出x的平方也是奇数);3. 根据推导过程中的逻辑关系,展示每一步的合理性(通过元素的特性,奇数的平方仍然是奇数);4. 结合前提条件和推导过程,得出结论(根据步骤2和步骤3可得出结论)。
二、间接证明法(反证法)间接证明法,也称为反证法,通过假设反命题,证明其导致矛盾,从而得出所要证明的正命题成立。
步骤如下:1. 假设所要证明的命题的反命题为真;2. 对反命题进行逻辑推理,得出矛盾的结论;3. 根据矛盾结论,推出原命题为真;4. 得出结论,所要证明的命题成立。
三、归纳法归纳法是数学证明中常用的一种方法,尤其适合用于证明某个命题在所有自然数上成立。
步骤如下:1. 基础步骤:证明当n为某个特定数时,命题成立(如n=1时);2. 归纳假设:假设当n=k时命题成立;3. 归纳步骤:证明当n=k+1时命题也成立;4. 根据归纳步骤,推出结论:由步骤2和步骤3可得出结论,命题对所有自然数成立。
四、递推法递推法是一种通过建立递推关系,不断由已知结果推出未知结果的方法。
递推法通常用于数列和递归问题的证明。
步骤如下:1. 确定初始条件:给出初始条件,如数列的前几项已知;2. 建立递推关系:找出数列中相邻项之间的关系,建立递推公式;3. 假设命题成立:假设当前项满足递推公式时,后一项也满足;4. 基于递推关系推出结论:根据递推公式,由当前项推导出后一项;5. 通过数学归纳法证明:使用数学归纳法证明递推公式成立;6. 得出结论,命题成立。
间接证明
间接证明
3. 设函数 f (x) 2x2 mx n ,求证:
f (1), f (2), f (3) 中至少有一个不小于1.
间接证明
已知:f (x) x2 px q
求证:
(1)f (1) f (3) 2 f (2) 2
(2)
f (1) ,
f (2) ,
f (3)
中至少有一个不小于
sin(x T ) sin x
令x=0,得
sinT 0
即
T k , k Z.
假设最小正周期 0 T 2 故T
从而对任意实数x都应有
sin(x ) sin x
这与
sin( ) sin 矛盾.
2
2
因此,原命题成立.
间接证明(习题1)
1.求证:若一个整数的平方是偶数,则这个数也是偶数.
有两种:综合法、分析法
证法有什么异同? 相同 都是直接证明
不同 综合法:从已知条件出发,以已知的定义、 公理、定理为依据,逐步下推,直到推出 要证明的结论为止
分析法:从问题的结论出发,追溯导致结 论成立的条件,逐步上溯,直到使结论成 立的条件和已知条件吻合为止
直接证明
综合法和分析法的推证过程如下: 综合法
综合法已知条件结论分析法结论已知条件是异面直线命题在长方体如何证明必修第三章中在数学上述证明不同于直接证明间接证明间接证明基本概念间接证明是不同于直接证明的又一类证明方法
一、知识回顾:
1直接证明概念
直接从原命题的条件逐步推得命题成立
2 直接证明的一般形式:
本题条件
已知定义 已知公理
本题结论
已知定理
直接证明方法有几种?
从而有4k2 = 2n2,即n2 = 2k2 ∴n2也是偶数, 这与m,n互质矛盾!
数学证明方法
数学证明方法数学证明是数学领域中最核心的内容之一,它是通过逻辑推理和严密的论证来验证数学命题的正确性。
在进行数学证明时,需要采用一定的方法和技巧,以确保证明的严密性和逻辑性。
本文将介绍几种常见的数学证明方法。
一、直接证明法直接证明法是最为常见的证明方法之一,它通过逐步分析问题,直接证明命题是否成立。
具体步骤如下:1.陈述:首先,明确要证明的命题,并简要陈述问题背景和前提条件。
2.假设:成功的直接证明通常涉及对一个或多个条件进行假设。
3.论证:根据问题的前提条件和假设,逐步推理,运用已知的定理、公理、推理规则等,逐步推导出结论。
4.总结:根据步骤3的论证过程,总结出结论,并明确证明的完整性。
二、间接证明法间接证明法是通过对问题的反证,即假设命题不成立,推导出矛盾的结论,证明命题必然成立。
具体步骤如下:1.陈述:明确要证明的命题,并简要陈述问题背景和前提条件。
2.假设:假设命题不成立,即给出一个假设。
3.推导:基于问题的前提条件和假设,进行推导,逐步推理,直至发现矛盾。
4.矛盾:通过步骤3的推导,发现假设和前提条件之间的矛盾。
5.否定:根据矛盾情况,推导出命题的否定。
6.结论:结论是命题的否定,即通过反证法证明命题成立。
三、数学归纳法数学归纳法是一种证明自然数性质的常用方法。
其基本思想是:证明当n满足某条件时,命题成立;再证明n+1满足该条件时,命题也成立。
具体步骤如下:1.基础情况:首先,证明命题对于某个最小的自然数(通常是1或0)成立。
2.归纳假设:假设当n=k时,命题成立,即假设命题在n=k情况下成立。
3.归纳证明:利用归纳假设,证明当n=k+1时,命题也成立。
4.结论:由于命题在基础情况和归纳证明中均成立,因此通过数学归纳法证明命题对所有自然数成立。
四、反证法反证法是一种常用的证明方法,它假设命题不成立,通过推理推导出矛盾的结论,从而证明命题一定成立。
具体步骤如下:1.陈述:明确要证明的命题,并简要陈述问题背景和前提条件。
直接证明与间接证明_分析法
直接证明与间接证明_分析法直接证明和间接证明是逻辑学中的两种证明方法。
直接证明是通过事实和逻辑推理直接得出结论的方法,而间接证明则是通过反证法来达到证明的目的。
下面将从分析法的角度来探讨直接证明和间接证明的特点和应用。
首先,直接证明是一种简洁明确的证明方法。
它通过逐步展示事实和推理过程,直接地得出结论。
直接证明要求每一步的推理都是严谨和合乎逻辑的,不允许出现漏洞和错误。
直接证明的优点在于它的证明过程清晰明了,逻辑性强,容易理解和接受。
对于一些简单的问题,直接证明是最常见和最有效的证明方法。
其次,直接证明适用于一些直观的、已知的情况。
例如,要证明一个三角形的三个内角之和等于180度,可以通过直接证明来达到目的。
我们可以利用平行线和同位角的性质,逐步推导出对应角相等,从而得出结论。
这种情况下,我们有直观的几何图形和一些已知的性质,通过推理和演绎可以直接得出结论。
然而,直接证明也有一定的局限性。
对于一些复杂的问题,直接证明可能会变得更加困难和繁琐。
有时候,问题本身的复杂性以及需要证明的结论的复杂性会导致直接证明的推理过程变得更加难以理解和掌握。
在这种情况下,间接证明就可以派上用场。
间接证明是一种通过反证法推导出结论的方法。
它假设待证命题的否定是成立的,然后通过推理和推导得出矛盾的结论,从而证明了原命题的正确性。
间接证明的优点在于它能够化复杂的问题为简单的矛盾,通过推理和演绎来证明原命题的正确性。
它可以避免直接证明中的复杂推理和繁琐的计算。
间接证明适用于一些复杂、难以直接证明的问题。
例如,欧几里得几何中的数学定理费马大定理就是一个典型的间接证明的例子。
费马大定理认为不存在任何正整数n大于2的整数解(x,y,z),使得x^n+y^n=z^n成立。
然而,这个定理的直接证明非常困难。
数学家费马通过间接证明的方法证明了该定理的正确性,从而为数学界做出了重大贡献。
总结起来,直接证明和间接证明是逻辑学中两种常见的证明方法。
间接证明反证法(上课)
注意结论的正确性验证
结论应当是正确的, 能够符合已知事实和 推理规则。 结论的验证可以通过 实践检验或其他证明 方法来完成。 如果结论存在错误, 应当分析错误原因, 重新审视假设和推理 过程,并修正结论。
总 结 与 展 望
总结间接证明反证法的原理与方法
间接证明反证法的原理
间接证明反证法是一种通过否定假设来证明命题的方法。其基本原理是,如果一个命题的否定会导致 矛盾,那么该命题就是正确的。这种方法通常用于证明存在性或唯一性命题。
例如,在证明一个命题的逆否命题 时,可以使用排除法来证明原命题 的正确性。
反证法与排除法的结合使用
反证法是一种常用的间接证明方法,其基本思想是通过假设某 一结论不成立,然后推导出矛盾,从而证明结论的正确性。 在使用反证法时,常常需要结合排除法来排除一些不可能的情 况,以减少推导的复杂度。 例如,在证明一个命题的逆否命题时,可以先假设原命题不成 立,然后结合排除法来推导出矛盾,从而证明原命题的正确性。
推导
假设
在反证法中,假设是对原命题的否定,是 反证法的起点。假设应该尽可能明确、具 体,以便于后续的推理和计算。
间 接 证 明 巧的 方 法 与 技
排除法是一种常用的间接证明方法, 其基本思想是通过排除不可能的情 况,来证明某一结论的正确性。
排除法
在使用排除法时,需要全面考虑所 有可能的情况,并逐一排除,直到 只剩下一种可能,从而证明结论的 正确性。
间接证明中的逻辑推理
在间接证明中,逻辑推理是非常重要的。
逻辑推理包括演绎推理、归纳推理和类比推理等,这些推理方法在间接证明中都有 广泛的应用。
在使用逻辑推理时,需要注意推理的严密性和准确性,以避免出现逻辑错误或漏洞。
数学证明方法总结
数学证明方法总结数学是一门严谨而深奥的学科,其中的证明方法更是数学学习中的重要内容。
通过证明,我们可以理解和应用数学定理,更好地解决问题。
本文将总结常见的数学证明方法,帮助读者更好地掌握数学证明技巧。
一、直接证明法直接证明法是最常见的证明方法,即通过利用已知条件,按照一定的逻辑推理和演绎,得出所要证明的结论。
例如,对于一个数学命题P,我们可以通过逻辑推理来证明它的正确性。
二、间接证明法间接证明法又称反证法,是一种常用的证明方法。
假设待证命题P不成立,通过推理得出与已知条件矛盾的结论,从而推断出待证命题P 是成立的。
反证法常用于证明存在性、唯一性和等价性的问题。
三、数学归纳法数学归纳法常用于证明关于正整数的命题。
它分为两个步骤:第一步是证明基本情况,即当n为某个确定的数时,命题成立;第二步是证明归纳假设,即当n=k时命题成立时,n=k+1时命题仍然成立。
通过这两个步骤,可以证明命题对于所有正整数都成立。
四、递推法递推法是通过循环递推的方式证明数学问题。
这种证明方法常用于数列、递归关系和离散数学中的证明。
凭借前一项状态到后一项状态的联系,通过逐个递推验证,从而得出所要证明的结论。
五、分析法分析法是利用问题的特定特征或者性质,通过分析问题的不同方面,从而给出证明。
这种证明方法常用于几何证明、数论证明等。
通过对问题的各个角度进行详细的分析和推理,得出结论。
六、对证法对证法是一种常见的证明方法,即通过证明待证命题的逆否命题成立,从而推出原命题的正确性。
对证法常用于等价命题的证明。
七、反例法反例法是从反面进行证明的方法,通过举出一个反例,即一个满足已知条件但不满足结论的实例,可以证明命题不成立。
此时可以得出结论,已知条件并不能推出所要证明的结论。
总结:数学证明方法多种多样,本文列举了直接证明法、间接证明法、数学归纳法、递推法、分析法、对证法和反例法七种常见的证明方法。
不同的证明方法适用于不同的数学问题,掌握了这些方法,可以更好地理解和运用数学定理,并提高解题的能力。
直接证明与间接证明 知识点+例题+练习
教
学
过
程
1.分析法的特点:从未知看需知,逐步靠拢已知.
2.综合法的特点:从已知看可知,逐步推出未知.
3.分析法和综合法各有优缺点.分析法思考起来比较自然,容易
寻找到解题的思路和方法,缺点是思路逆行,叙述较繁;综合法从
条件推出结论,较简捷地解决问题,但不便于思考.实际证题时常
常两法兼用,先用分析法探索证明途径,然后再用综合法叙述出来.
4.利用反证法证明数学问题时,要假设结论错误,并用假设的命
题进行推理,没有用假设命题推理而推出矛盾结果,其推理过程是
错误的.
基础巩固题组
(建议用时:40分钟)
一、填空题
1.(2014·安阳模拟)若a<b<0,则下列不等式中成立的是________.
①1
a<
1
b;②a+
1
b>b+
1
a;③b+
1
a>a+
1
b;④
b
a<
b+1
a+1
.
2.用反证法证明命题:“已知a,b∈N,若ab可被5整除,则a,b中至少有一个能被5整除”时,应反设________成立.
3.(2014·上海模拟)“a=1
4”是“对任意正数x,均有x+
a
x≥1”的
________条件.教学效果分析。
数学中的证明方法及技巧
数学中的证明方法及技巧在数学领域中,证明是一种非常重要的方法,用于验证定理和推断结论的正确性。
证明不仅要求准确无误,还需要展示出逻辑性和严密性。
本文将介绍数学中常用的证明方法及一些技巧,帮助读者更好地理解和运用数学知识。
一、直接证明法直接证明法是一种最为直观的证明方法,通常是通过列举事实、运用已知定理和逻辑推理来证明一个命题的正确性。
例如,我们要证明一个数学命题:“所有偶数的平方都是4的倍数”。
我们可以用直接证明法来解决这个问题。
假设偶数为2n(n为整数),根据定义,平方为(2n)^2=4n^2。
显然,4n^2是4的倍数,因此我们可以得出结论:所有偶数的平方都是4的倍数。
二、间接证明法间接证明法又称反证法,是一种常用的证明方法。
它假设所要证明的命题不成立,然后通过逻辑推演推导出矛盾,从而说明假设错误,命题成立。
例如,要证明“根号2是一个无理数”,可以运用反证法来证明。
假设根号2是一个有理数,即可以表示为p/q(p、q互质)的形式。
将p/q代入根号2的定义中,有(p/q)^2=2,得到p^2=2q^2。
这意味着p^2是偶数,因此p也是偶数。
将p表示为2k(k为整数),代入原等式中,则有(2k)^2=2q^2,化简得到4k^2=2q^2,即2k^2=q^2。
这说明q^2也是偶数,进而推断q也是偶数。
综上所述,假设了p和q都是偶数,与p和q互质的前提相矛盾。
因此,根号2不可能用有理数表示,即根号2是一个无理数。
三、数学归纳法数学归纳法是一种用于证明某种性质在每个自然数上成立的方法。
它包括两个步骤:证明当n为特殊值时命题成立,以及假设当n=k时命题成立,利用这一假设证明当n=k+1时命题也成立。
例如,我们要证明一个命题:“对于任意正整数n,1+2+3+...+n=n(n+1)/2”。
首先,当n=1时,左边等于1,右边等于1(1+1)/2,两边相等。
因此,当n=1时命题成立。
接下来,我们假设当n=k时命题成立,即1+2+3+...+k=k(k+1)/2。
直接证明与间接证明
直接证明与间接证明1. 直接证明(1)综合法①定义: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.②框图表示:P ⇒Q 1→Q 1⇒Q 2→Q 2⇒Q 3→…→Q n ⇒Q (其中P 表示已知条件、已有的定义、公理、定理等,Q 表示要证明的结论). (2)分析法①定义: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框图表示:Q ⇐P 1→P 1⇐P 2→P 2⇐P 3→…→得到一个明显成立的条件. 2. 间接证明反证法: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,这样的证明方法叫做反证法. [难点正本 疑点清源]1. 综合法证明问题是由因导果,分析法证明问题是执果索因.2. 分析法与综合法相辅相成,对较复杂的问题,常常先从结论进行分析,寻求结论与条件、基础知识之间的关系,找到解决问题的思路,再运用综合法证明,或者在证明时将两种方法交叉使用. 基础题1. 要证明“3+7<25”可选择的方法有以下几种,其中最合理的是________.(填序号)①反证法,②分析法,③综合法.2. 下列条件:①ab >0,②ab <0,③a >0,b >0,④a <0,b <0,其中能使b a +ab≥2成立的条件的个数是________. 3. 已知函数f (x )=lg1-x1+x,若f (a )=b ,则f (-a )=______(用b 表示).4. 下列表述:①综合法是由因导果法;②综合法是顺推法;③分析法是执果索因法;④分析法是逆推法;⑤反证法是间接证法.其中正确的有 ( )A .2个B .3个C .4个D .5个5. 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° 题型分类题型一 综合法的应用例1 已知a ,b ,c 均为正数,证明:a 2+b 2+c 2+⎝⎛⎭⎫1a +1b +1c 2≥63,并确定a ,b ,c 为何值时,等号成立.思维启迪:利用a 2+b 2≥2ab ,1a 2+1b 2≥2ab ,再利用ab +1ab ≥2,根据这个解题思路去解答本题即可.已知a 、b 、c 为正实数,a +b +c =1.求证:(1)a 2+b 2+c 2≥13;(2)3a +2+3b +2+3c +2≤6. 题型二 分析法的应用例2 已知m >0,a ,b ∈R ,求证:⎝ ⎛⎭⎪⎫a +mb 1+m 2≤a 2+mb 21+m .思维启迪:本题若使用综合法,不易寻求证题思路.可考虑使用分析法.已知a >0,求证:a 2+1a 2-2≥a +1a-2.题型三 反证法的应用例3 已知a ≥-1,求证三个方程:x 2+4ax -4a +3=0,x 2+(a -1)x +a 2=0, x 2+2ax -2a =0中至少有一个方程有实数根.思维启迪:“至少有一个”的否定是“一个也没有”,即“三个方程都没有实数根”.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1+2,S 3=9+3 2.(1)求数列{a n }的通项a n 与前n 项和S n ;(2)设b n =S nn(n ∈N *),求证:数列{b n }中任意不同的三项都不可能成为等比数列.随堂练A 组 专项基础训练 (时间:35分钟,满分:57分)一、选择题(每小题5分,共20分)1. 若a ,b ,c 为实数,且a <b <0,则下列命题正确的是( )A .ac 2<bc 2B .a 2>ab >b 2 C.1a <1bD.b a >a b2. 设a =lg 2+lg 5,b =e x (x <0),则a 与b 大小关系为( )A .a >bB .a <bC .a =bD .a ≤b3. 分析法又称执果索因法,若用分析法证明:“设a >b >c ,且a +b +c =0,求证b 2-ac <3a ”索的因应是( )A .a -b >0B .a -c >0C .(a -b )(a -c )>0D .(a -b )(a -c )<04. 用反证法证明某命题时,对结论:“自然数a ,b ,c 中恰有一个偶数”正确的反设为( )A .a ,b ,c 中至少有两个偶数B .a ,b ,c 中至少有两个偶数或都是奇数C .a ,b ,c 都是奇数D .a ,b ,c 都是偶数 二、填空题(每小题5分,共15分)5. 设a >b >0,m =a -b ,n =a -b ,则m ,n 的大小关系是__________.6. 用反证法证明命题“若实数a ,b ,c ,d 满足a +b =c +d =1,ac +bd >1,则a ,b ,c ,d中至少有一个是非负数”时,第一步要假设结论的否定成立,那么结论的否定是_____. 7. 设x ,y ,z 是空间的不同直线或不同平面,且直线不在平面内,下列条件中能保证“若x ⊥z ,且y ⊥z ,则x ∥y ”为真命题的是________(填写所有正确条件的代号).①x 为直线,y ,z 为平面;②x ,y ,z 为平面;③x ,y 为直线,z 为平面;④x ,y 为平面,z 为直线;⑤x ,y ,z 为直线. 三、解答题(共22分)8. (10分)已知函数f (x )=tan x ,x ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,若x 1,x 2∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且x 1≠x 2,求证:12[f (x 1)+f (x 2)]>f ⎝⎛⎭⎫x 1+x 22.9. (12分)已知四棱锥S -ABCD 中,底面是边长为1的正方形,又SB =SD =2,SA =1.(1)求证:SA ⊥平面ABCD ;(2)在棱SC 上是否存在异于S ,C 的点F ,使得BF ∥平面SAD ?若存在,确定F 点的位置;若不存在,请说明理由.B 组 专项能力提升 (时间:25分钟,满分:43分)一、选择题(每小题5分,共15分)1. 若a ,b ∈R ,则下面四个式子中恒成立的是( )A .lg(1+a 2)>0B .a 2+b 2≥2(a -b -1)C .a 2+3ab >2b 2D.a b <a +1b +12. 设a ,b ,c ∈(-∞,0),则a +1b ,b +1c ,c +1a( )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-23. 已知f (1,1)=1,f (m ,n )∈N *(m ,n ∈N *),且对任意m ,n ∈N *都有:①f (m ,n +1)=f (m ,n )+2;②f (m +1,1)=2f (m ,1).给出以下三个结论: (1)f (1,5)=9;(2)f (5,1)=16;(3)f (5,6)=26. 其中正确结论的个数为( )A .3B .2C .1D .0二、填空题(每小题5分,共15分)4. 关于x 的方程ax +a -1=0在区间(0,1)内有实根,则实数a 的取值范围是__________. 5. 若a ,b ,c 为Rt △ABC 的三边,其中c 为斜边,那么当n >2,n ∈N *时,a n +b n 与c n 的大小关系为____________.6. 凸函数的性质定理为如果函数f (x )在区间D 上是凸函数,则对于区间D 内的任意x 1,x 2,…,x n ,有f (x 1)+f (x 2)+…+f (x n )n ≤f⎝⎛⎭⎫x 1+x 2+…+x n n ,已知函数y =sin x 在区间(0,π)上 是凸函数,则在△ABC 中,sin A +sin B +sin C 的最大值为________. 三、解答题7. (13分)已知函数f (x )=ln x -a (x -1)x +1.(1)若函数f (x )在(0,+∞)上为单调递增函数,求a 的取值范围; (2)设m ,n ∈R +,且m >n ,求证:m -n ln m -ln n <m +n 2.。
几何证明的几种方法
几何证明的几种方法几何证明是数学中常用的一种推理方法,通过一系列的逻辑推理和基于已知事实的推导,来证明几何定理或性质。
下面介绍几种常用的几何证明方法。
一、直接证明法直接证明法是最常见的证明方法,也是最直观的一种方法。
这种方法从已知条件出发,通过一系列的推理步骤,直接得出结论。
该方法的主要步骤包括:列出已知条件、假设结论成立、使用定义和已知条件进行推理、得出结论。
例如,要证明两个三角形相似,可以通过观察两个三角形的对应角度是否相等,以及对应边长之间是否具有其中一种比例关系来进行直接证明。
二、间接证明法间接证明法也称为反证法,它采用了与直接证明相反的思路。
这种方法对于一些特殊性质的证明非常有用,尤其是那些难以直接证明的性质。
间接证明法的基本思想是先假设所要证明的结论不成立,然后通过推理推导出一个推理矛盾的结论,从而证明原先的假设是错误的。
例如,要证明一个三角形是等腰三角形,可以假设不是等腰三角形,然后通过推理得到一个不成立的结论,从而证明原先的假设错误。
三、反证法反证法与间接证明法类似,不同之处在于它的推理过程更为简单直接。
反证法的思路是假设要证明的结论不成立,然后通过逻辑推理和已知条件得出一个明显矛盾的结论,从而推翻了原先的假设。
反证法常用于证明一些必然性质,例如“两条异面直线必相交”。
四、数学归纳法数学归纳法是一种用于证明一般性命题的方法。
它的基本思想是:先证明命题在一些特定情况下成立,然后证明假设命题在一些情况下成立的话,命题在下一个情况下也成立。
这种方法适用于那些具有相同结构并具有递推关系的问题,例如计算数列、算术和几何问题。
数学归纳法通过将证明问题分解为多个小问题,逐步论证每个小问题的正确性,从而达到证明整个命题的目的。
五、构造法构造法是通过具体构造一个满足条件的对象,从而证明一些结论。
这种方法常用于一些几何问题,通过构造一条特殊的线段、角度、多边形等来满足要证明的条件。
构造法通常需要发现问题本质的关键特点,并通过巧妙的构造来证明所需的结论。
直接证明与间接证明
直接证明与间接证明学习策略分析法和综合法在证明方法中都占有重要地位,是解决数学问题的重要思想方法。
当所证命题的结论与所给条件间联系不明确,常常采用分析法证明;当所证的命题与相应定义、定理、公理有直接联系时,常常采用综合法证明.在解决问题时,常常把分析法和综合法结合起来使用。
反证法解题的实质是否定结论导出矛盾,从而说明原结论正确。
在否定结论时,其反面要找对、找全.它适合证明“存在性问题、唯一性问题”,带有“至少有一个”或“至多有一个”等字样的数学问题.知识要点梳理知识点一:直接证明1、综合法(1)定义:一般地,从命题的已知条件出发,利用公理、已知的定义及定理等,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.(2)综合法的的基本思路:执因索果综合法又叫“顺推证法”或“由因导果法”.它是从已知条件和某些学过的定义、公理、公式、定理等出发,通过推导得出结论.(3)综合法的思维框图:用表示已知条件,为定义、定理、公理等,表示所要证明的结论,则综合法可用框图表示为:(已知)(逐步推导结论成立的必要条件)(结论)2、分析法(1)定义:一般地,从需要证明的命题出发,分析使这个命题成立的充分条件,逐步寻找使命题成立的充分条件,直至所寻求的充分条件显然成立(已知条件、定理、定义、公理等),或由已知证明成立,从而确定所证的命题成立的一种证明方法,叫做分析法.(2)分析法的基本思路:执果索因分析法又叫“逆推证法”或“执果索因法”.它是从要证明的结论出发,分析使之成立的条件,即寻求使每一步成立的充分条件,直到最后,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.(3)分析法的思维框图:用表示已知条件和已有的定义、公理、公式、定理等,所要证明的结论,则用分析法证明可用框图表示为:(结论)(逐步寻找使结论成立的充分条件)(已知)(4)分析法的格式:要证……,只需证……,只需证……,因为……成立,所以原不等式得证。
谈谈数学中的间接证明
谈谈数学中的间接证明山东省沂水县高桥镇初级中学王瑞辉 276400许多数学命题可以按照从条件推导结论的顺证法证明,而有些命题用顺证法不易证明或根本不可能;这时就需要我们证明和这个命题等价的命题,从而间接地证明了原来命题,这种证明方法叫间接证明。
间接证明常用的方法有反证法和同一法两种。
现在我们谈一谈这两种方法的应用及注意事项。
一、反证法所谓反证法就是从反面入手,即“•假设结论不成立,从假设出发,进行正确的推理,得出明显的矛盾,因此假设错误”,于是间接地证明了原来命题的正确性。
其实反证法就是这样一个思维过程:我们假设“结论不成立”,结合某些已知条件经过正确的推理,得出新结论与“已知条件”或“公理”或“已知的定理”或“定义”等相矛盾。
这个矛盾是怎样产生的呢?推理过程没有错、已知条件没有错、已知公理、定理没有错、定义没有错;这样唯一有错的是一开始的“假设结论不成立”,而“结论成立”和“结论不成立”是对立的,两者必然有一个正确,既然“结论不成立”有错误,这就足以证明结论必然成立了。
这里就用反证法时,如何否定结论、证明过程中出现的矛盾的几种情况和何时宜用反证法分别举例说明。
(1)、如何否定结论否定结论有两种方法:(i)、直接假设结论不成立。
(ii)、假设结论的反面不成立。
(2)、证明过程中出现的几种矛盾类型。
(i)、在证明过程中得到的新结论与公理矛盾。
例1、求证:两条直线相交只有一个交点。
已知:直线m,n相交于点P。
求证:直线m,n只有一个交点P。
证明:假设“直线m,n只有一个交点P”不成立,则直线m,n不止有一个交点P,不妨设直线m,n有两个交点,•设另一个交点为Q,这时有两条不同的直线m,n同时经过两个不同的点P,Q。
即P,Q两点确定了两条直线m,n。
这与公理“两点确定一条直线”相矛盾。
所以假设错误,•即m,n的交点不能多于一个;所以“两条相交直线只有一个交点”。
(ii)、在证明过程中得到的新结论与已知定理相矛盾。
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注意三:在反证法证题的过程中,经常画出某 些不正确的图形,甚至是不可能存在的图形,这 样做的目的,是为了能清楚地说明问题.在证明 过程中,每一步推理所得结论的正确性,应完全 由它所依据的理由来保证,而不能借助图形的直 观性,这与用直接证法借助图形的直观性找到证 题的途径是不完全一样的.
注意四:用反证法证明命题时,若原命题结论的
(3)式表 明,p 2是2的倍 数,所以p也是2的倍 数.
则p与q都是2的倍数,它们至少有公约数2,
这与p, q互素矛盾,因此 2不是有理数.
例4 设二次函数 f (x) x2 px q
1 求证: f (1) , f (2) , f (3)中至少有一个不小于 2
例5、设0 < a, b, c < 1,求证:(1 a)b, (1
巩固练习
1、课本83页的练习(1、2、3、4、5、6)
2、用反证法证明“如果a b ,那么 3 a 3 b
”,假设的内容是
.
3、用反证法证明:“ a>b”. 应假设( a≤ b)
4、用反证法证明命题“三角形的内角至多有一 个钝角”时,假设正确的是(假设至少有两个钝 角) 5、有关反证法中假设的作用,下面说法正确的 是( ). A.由已知出发推出与假设矛盾 B.由假设出发推出与已知矛盾 C.由已知和假设出发推出矛盾 D.以上说法都不对
(回顾小结)
反证法
间接证明
同一法 枚举法
sin(x ) sin x
这与
sin( ) sin 矛盾.
2
2
因此,原命题成立.
间接证明(习题1)
1.求证:若一个整数的平方是偶数,则这个数也是偶数.
证: 假设这个整数是奇数,可以设为2k+1, k Z.
则有 (2k 1)2 4k 2 4k 1
而 4k2 4k 1 (k Z)不是偶数 这与原命题条件矛盾.
反面不惟一,这时要把每种可能一一否定,不要 遗漏.
(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。
b)c, (1 c)a,不可能同时大于 1 4
注意事项
注意一:“否定所证结论”是反证法的第一 步,它的正确与否直接影响能否正确使用反证 法. 否定结论的步骤是:①弄清结论本身的情况;② 找出结论的全部相反情况;③正确地否定上述结 论.
注意二:反证法中引出矛盾的结论,不是推 理本身的错误,而是由于开始假定“结论的反面 是正确的”是错误的.
2.2.2间接证明
间接证明(问题情境)
在《数学( 2 必修)》第三章中,如何证明 命题“在长方体ABCD A1B1C1D1中, AB与A1C是异面直线”
因此,AB与A1C是异面直线.
间接证明(基本概念)
间接证明是不同于直接证明的又一类
证明方法.
反证反设
否定命题不成立 归谬
原结论成立 存真
间接证明(基本概念)
反证法的过程包括以下三个步骤:
(1) 反设——假设命题的结论不成立,即假定 原命题的反面为真; (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,得出矛盾结果;
(3) 存真——由矛盾结果,断定反设不真,从 而肯定原结论成立.
间接证明(例题1)
求证:正弦函数没有比2小的正周期.
思路
先求出周期
用反证法证明 2 是最小正周期.
(例1)求证:正弦函数没有比2小的正周期.
解
假设T是正弦函数的周期
则对任意实数x都有:
sin(x T ) sin x
令x=0,得
sinT 0
即
T k , k Z.
假设最小正周期 0 T 2 故T
从而对任意实数x都应有
(例题2)证明:2不是有理数 .
假设 2是有理数,可设 2 q ( 1),
p
互素
其中p, q为互素的整数, q 0.
将(1)两边平方,变形得2 p2 q2 (2)
(2)式表 明,q 2是2的倍 数,从而q也 是2的倍 数.
设q 2l(l N ),代入(2)式得
p2 2l 2 ( 3)