6、用反证法证明根号3是无理数:

1、假设(√3)是有理数。

∵ 1<3<4

∴(√1)<(√3)<(√4)

即:1<(√3)<2

∴(√3)不是整数.

∵整数和分数也统称为有理数,而(√3)不是整数。

∴在假设“(√3)是有理数”的前提下,(√3)只能是一个分子分母不能约分的分数。此时假设(√3) = m/n(m、n 均为正整数且互质,二者不能再约分,即二者除 1 外再无公因数)。

两边平方,得:m² / n² = 3

∴m² 是质数 3 的倍数。

我们知道,如果两个数的乘积是 3 的倍数,那么这两个数当中至少有一个数必是3 的倍数。

∴由“m² (m 与 m 的乘积) 是质数 3 的倍数”得:正整数 m 是 3 的倍数。

此时不妨设 m = 3k(k 为正整数)

把“m = 3k” 代入“m² / n² = 3” ,得:(9k²) / n² = 3

∴3k² = n²

即:n² / k² = 3

对比“m² / n² = 3“ 同理可证

正整数 n 也是 3 的倍数。

∴正整数 m 和 n 均为 3 的倍数。

这与“m、n 均为正整数且互质”相矛盾。

意即由原假设出发推出了一个与原假设相矛盾的结论。

∴原假设“(√3) = m/n(m、n 均为正整数且互质,二者不能再约分,即二者除 1 外再无公因数)”是不成立的。

∴(√3) 不能是一个分子分母不能约分的分数。

而已证(√3) 不是整数。

∴(√3) 既不是整数也不是分数,即(√3) 不是有理数。

∴(√3) 是无理数。

2、假设根号3 是有理数。

有理数可以写成两个整数的比。

且经过有限次约分后成为最简分数,即分子分母互质。

设根号3=p/q

p 和 q 都是整数且互质。

两边平方

3=p^2/q^2

p^2=3q^2

则 p^2 能被 3 整除。

所以 p 也能被 3 整除。

设 P=3m

9m^2=3q^2

q^2=3m^2

所以 q^2 能被 3 整除。

所以 q 也能被 3 整除。

这和 p 和 q 互质矛盾。

所以根号 3 不是有理数,是无理数。

反证法证明题(简单)

反证法证明题 例1.已知A ∠,B ∠,C ∠为ABC ?内角. 求证:A ∠,B ∠,C ∠中至少有一个不小于60o . 证明:假设ABC ?的三个内角A ∠,B ∠,C ∠都小于60o , 即A ∠<60o ,B ∠<60o ,C ∠<60o , 所以O 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0a ≠,证明x 的方程ax b =有且只有一个根. 证明:由于0a ≠,因此方程ax b =至少有一个根b x a = . 假设方程ax b =至少存在两个根, 不妨设两根分别为12,x x 且12x x ≠, 则12,ax b ax b ==, 所以12ax ax =, 所以12()0a x x -=. 因为12x x ≠,所以120x x -≠, 所以0a =,与已知0a ≠矛盾, 所以假设不成立,所求证结论成立. 例3.已知332,a b +=求证2a b +≤. 证明:假设2a b +>,则有2a b >-, 所以33(2)a b >-即323 8126a b b b >-+-, 所以323281266(1)2a b b b b >-+-=-+. 因为26(1)22b -+≥ 所以332a b +>,与已知332a b +=矛盾. 所以假设不成立,所求证结论成立. 例4.设{}n a 是公比为的等比数列,n S 为它的前n 项和. 求证:{}n S 不是等比数列.

证明:假设是{}n S 等比数列,则2213S S S =?, 即222111(1)(1)a q a a q q +=?++. 因为等比数列10a ≠, 所以22(1)1q q q +=++即0q =,与等比数列0q ≠矛盾, 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m = 即222m n =, 所以2m 为偶数,所以m 为偶数. 所以设*2()m k k N =∈, 从而有2242k n =即222n k =. 所以2n 也为偶数,所以n 为偶数. 与m ,n 互为质数矛盾. 是无理数成立. 例6.已知直线,a b 和平面,如果,a b αα??,且//a b ,求证//a α。 证明:因为//a b ,所以经过直线a,b 确定一个平面β。 因为a α?,而a β?, 所以α与β是两个不同的平面. 因为b α?,且b β?, 所以b αβ=. 下面用反证法证明直线a 与平面α没有公共点.假 设直线a 与平面α有公共点P ,则P b αβ∈=, 即点P 是直线a 与b 的公共点, 这与//a b 矛盾.所以//a α. 例7.已知0

6、用反证法证明根号3是无理数:

1、假设(√3)是有理数。 ∵ 1<3<4 ∴(√1)<(√3)<(√4) 即:1<(√3)<2 ∴(√3)不是整数. ∵整数和分数也统称为有理数,而(√3)不是整数。 ∴在假设“(√3)是有理数”的前提下,(√3)只能是一个分子分母不能约分的分数。此时假设(√3) = m/n(m、n 均为正整数且互质,二者不能再约分,即二者除 1 外再无公因数)。 两边平方,得:m² / n² = 3 ∴m² 是质数 3 的倍数。 我们知道,如果两个数的乘积是 3 的倍数,那么这两个数当中至少有一个数必是3 的倍数。 ∴由“m² (m 与 m 的乘积) 是质数 3 的倍数”得:正整数 m 是 3 的倍数。 此时不妨设 m = 3k(k 为正整数) 把“m = 3k” 代入“m² / n² = 3” ,得:(9k²) / n² = 3 ∴3k² = n² 即:n² / k² = 3 对比“m² / n² = 3“ 同理可证

正整数 n 也是 3 的倍数。 ∴正整数 m 和 n 均为 3 的倍数。 这与“m、n 均为正整数且互质”相矛盾。 意即由原假设出发推出了一个与原假设相矛盾的结论。 ∴原假设“(√3) = m/n(m、n 均为正整数且互质,二者不能再约分,即二者除 1 外再无公因数)”是不成立的。 ∴(√3) 不能是一个分子分母不能约分的分数。 而已证(√3) 不是整数。 ∴(√3) 既不是整数也不是分数,即(√3) 不是有理数。 ∴(√3) 是无理数。 2、假设根号3 是有理数。 有理数可以写成两个整数的比。 且经过有限次约分后成为最简分数,即分子分母互质。 设根号3=p/q p 和 q 都是整数且互质。 两边平方 3=p^2/q^2 p^2=3q^2 则 p^2 能被 3 整除。 所以 p 也能被 3 整除。 设 P=3m 9m^2=3q^2

证明圆周率π是无理数很容易?人类花了2000年!

证明圆周率π是无理数很容易?人类花了2000年! 我在之前制作的视频中,多次谈到了圆周率π。比如,我介绍过阿基米德和刘徽计算圆周率的方法——割圆术,还谈到了蒲丰利用一根针计算圆周率的方法——蒲丰投针实验。人类使用和计算圆周率已经有了数千年的历史,可是了解圆周率的数学性质其实是最近二三百年的事情。最初人们总是希望能够计算出圆周率的准确值,写成一个分数或者有限小数的形式,可是数千年来的一次次的努力都失败了。 直到两百多年前,数学家们才证明了圆周率是一个无理数(无限不循环小数),是不可能用有限小数或者分数写出来的。可是,你知道这个命题如何证明吗?这回我们就来讨论一下。 一.有理数和无理数 我们首先来复习一下基础概念:什么是无理数?初中时候我们学习过数轴,数轴上面密密麻麻布满了点,有的点是整数,有的点不是整数,但是每一个点就对应了一个数,这个数叫做实数。实数与数轴上的点一一对应。 数轴 我们可以把实数分成两类:有理数和无理数。有理数是那些可以写成两个整数的比的数,例如:1,2,1/3,0.25(=1/4),0.929292…(=92/99)...... 这些数字要么本身是整数,要么等于两个整

数的比,所以都是有理数。有时候,我们又把有理数分为三种,分别是整数、有限小数和循环小数。有理数有无穷多个,但是我们其实可以把有理数一个一个排列起来,所以有理数的个数其实是与自然数一样多的,这一点我在精读《从一到无穷大》的专栏中说到过证明。 数轴上除了有理数外,其余的数字叫做无理数——无理数不能写成两个整数的比,它们是无限不循环小数。例如圆周率π=3.1415926…… 自然对数的底e=2.71828…… 2的平方根√2=1.414…… … 无理数有无穷多个,而且无理数没有办法一个一个排列起来,它的个数比有理数多得多。 实数的分类 现在我们已经复习完了有理数和无理数的概念。要证明一个数字是有理数很简单:只要把这个数字表示成两个整数的比就行了。但是要证明一个数字是无理数,就要证明它不能表示成两个整数的比,数学上如何去证明一件事情不可能呢?这就需要用到一种数学方法——反证法了。 二. 反证法 反证法的原理是:我们要证明一件事不可能,就首先假设这件事可能,然后推导出矛盾的结果,于是就证明了它不可能。例如:我们可以通过反证法证明√2是一个无理数。 求证:√2是一个无理数

证明√2是无理数反证法

证明√2是无理数反证法 反证法是一种常用的数学证明方法,它通过假设所要证明的命题为假,然后推导出矛盾的结论,从而证明原命题为真。在证明√2是无理 数时,我们也可以运用反证法来进行证明。 首先,我们假设√2是有理数,即可以表示为两个整数的比值,且这两个整数没有公因数。假设√2可以表示为a/b,其中a和b是整数,且 a和b没有公因数。 根据这个假设,我们可以得到以下等式:√2 = a/b。将等式两边平方,得到2 = (a/b)²,即2b² = a²。 由此可知,a²是2的倍数,因此a也是2的倍数。假设a = 2c,其中 c是整数,代入上述等式,得到2b²= (2c)²,即2b²= 4c²。进一步简化,得到b² = 2c²。 同样地,根据上述等式,我们可以得出结论,b也是2的倍数。这 意味着a和b都是2的倍数,与我们一开始的假设矛盾。 因此,我们可以得出结论,假设√2是有理数的假设是错误的。√2 不是有理数,即√2是无理数。 通过反证法,我们证明了√2是无理数。这个证明方法的关键在于假设√2是有理数,然后通过推导得到矛盾的结论,从而证明了假设的错误。这种方法在数学证明中非常常用,可以用来证明很多数学命题。

在实际应用中,√2的无理性证明有着重要的意义。它不仅仅是一个数学问题,更是对我们思维方式的挑战。通过这个证明,我们可以看到数学的严谨性和逻辑性,也可以培养我们的逻辑思维能力。 总之,通过反证法,我们成功地证明了√2是无理数。这个证明方法不仅仅适用于√2,还可以应用于其他数学问题的证明中。通过不断运用这种方法,我们可以更好地理解数学的本质,提高我们的数学思维能力。

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。等价命题是指具有相同真值的命题。通过将命题进行逻辑等价的转换,我们可以得到等价命题之间相互推导的关系。这种证明方法在解题过 程中非常有效,可以将复杂的问题简化为更易解决的形式。 六、递归证明法 递归证明法是一种通过反复应用递推关系的证明方法。递归关系是 指通过已知条件推导出下一个条件的关系式。通过反复应用递推关系,我们可以逐步推导出所要证明的结论。递归证明法常用于证明数列、

初中数学竞赛精品标准教程及练习34反证法

初中数学竞赛精品标准教程及练习34反证法反证法是数学中一种常用的证明方法,它通过假设待证命题为假,然 后推导出矛盾的结论,从而推断待证命题为真。本文将介绍反证法的基本 思想和应用,并提供一些相关练习。 一、反证法的基本思想 反证法的基本思想是假设待证命题为假,然后推导出矛盾的结论,从 而推断待证命题为真。具体步骤如下: 1.假设待证命题为假。 2.将待证命题的否定形式作为假设,并推导出矛盾的结论。 3.根据矛盾的结论,得出待证命题为真。 二、反证法的应用 反证法在数学竞赛中常用于证明诸如存在性、唯一性、等式、不等式 等问题。下面通过一些例题来说明反证法的具体应用。 例1:证明3的平方根是无理数。 假设3的平方根是有理数,即可以表示为分数的形式,即√3=a/b, 其中a和b互质且b不等于0。将该等式两边平方得到3=a^2/b^2,即 3b^2=a^2、说明a^2为3的倍数。 根据整数的唯一分解定理,如果一个整数的平方是3的倍数,那么该 整数也是3的倍数。假设a不是3的倍数,则可以得出a^2不是3的倍数,与前面的结果矛盾。 所以,假设不成立,即3的平方根是无理数。

例2:已知一条直线与平面上两个不在同一条直线上的点A和B重合,证明该直线与平面上所有点重合。 假设该直线与平面上其他点C不重合,即不在同一条直线上。由于直 线与平面上的任意两点确定一条直线,所以A、B、C三点确定三条不同的 直线。由于A、B两点与直线重合,所以这三条直线相交于同一点,即A、B、C三点共线,与题设矛盾。 所以,假设不成立,即该直线与平面上所有点重合。 三、练习题 1.证明:不存在最大的自然数。 2.已知a、b、c是正整数,且满足a^2+b^2=4c^2,证明a和b不能 同时为奇数。 3.证明:根号2是无理数。 4.已知a、b、c是正整数,且满足a^2+b^2=c^2,证明a、b、c不能 同时为奇数。 以上是一些关于反证法的练习题,希望你能通过这些练习加深对反证 法的理解和应用。 反证法是一种常用的数学证明方法,通过假设待证命题为假,推导出 矛盾的结论,从而推断待证命题为真。在数学竞赛中,掌握并灵活运用反 证法,将能够解决更多的问题,提高解题能力。

无理数的性质及与有理数的比较

无理数的性质及与有理数的比较 在数学领域,有理数和无理数是两个重要的概念。有理数是可以表示为两个整数的比值的数,而无理数则不能用有限的小数或分数表示。本文将探讨无理数的性质,并与有理数进行比较。 首先,无理数的定义是不能表示为有限小数或分数的数。最著名的无理数是圆周率π,它的小数表示是无限不循环的。这意味着π的小数部分永远不会重复。类似地,根号2也是一个无理数,它不能表示为两个整数的比值。无理数的这种特性使其在数学中具有重要的地位。 其次,无理数与有理数在数轴上的分布也有所不同。有理数可以在数轴上找到一个精确的位置,而无理数则是无限不可数的。这意味着在任何两个有理数之间,都存在无穷多个无理数。例如,在数轴上的任意两个有理数之间,总能找到一个无理数。这种无限性使得无理数在数学中具有广泛的应用。 此外,无理数还具有一些特殊的运算性质。例如,无理数的加法、减法和乘法仍然是无理数。这意味着两个无理数的和、差或积仍然是无理数。然而,无理数的除法则可能是有理数。例如,根号2除以根号2等于1,这是一个有理数。这种运算性质使得无理数与有理数之间的关系更加复杂。 此外,无理数还具有一些有趣的性质。例如,无理数的平方是无理数。这意味着如果一个数是无理数,那么它的平方也是无理数。这可以通过反证法证明。假设一个数的平方是有理数,那么这个数本身就是有理数,这与无理数的定义相矛盾。因此,无理数的平方必然是无理数。 最后,无理数与有理数之间存在一种特殊的关系,即无理数可以通过有理数的逼近来近似表示。例如,我们可以用有理数来逼近根号2,使得它们的差尽可能地小。这种逼近方法被广泛应用于实际问题的求解中。通过有理数的逼近,我们可以获得无理数的近似值,从而更好地理解无理数的性质。

无理数发展简史

无理数发展简史 一、引言 无理数是数学中一个重要的概念,它们无法用两个整数的比值来表示,因此被 称为无理数。本文将从古希腊时期开始,简要介绍无理数的发展历程。 二、古希腊时期 在古希腊时期,人们对数的概念还相对模糊,他们主要关注有理数,即可以表 示为两个整数的比值的数。然而,古希腊的数学家毕达哥拉斯却发现了一个令人困惑的现象:无法用两个整数的比值来表示某些长度的平方根。这个发现打破了他们关于数的理论框架,引发了对无理数的研究。 三、欧几里得的质数理论 在欧几里得的《几何原本》中,他提出了质数的概念,并证明了无理数的存在性。欧几里得通过反证法证明了根号2是一个无理数,这个证明被认为是无理数理论的重要里程碑。 四、无理数的符号表示 在16世纪,意大利数学家拉法尔·波尔卡里奥利首次使用了无理数的符号表示,即√。这个符号的引入使得无理数的表示更加简洁明了,为后来的研究奠定了基础。 五、无理数与三角函数 17世纪,法国数学家笛卡尔和德国数学家莱布尼茨分别独立地发现了无理数与三角函数之间的关系。他们发现,正弦函数和余弦函数的周期是无理数π,这个发 现对后来的数学发展产生了深远的影响。 六、无理数的近似表示

18世纪,数学家利用无理数的近似表示法,使得无理数的研究更加具体化。著名的无理数π被近似表示为3.14159,这种近似表示法在实际计算中得到广泛应用。 七、无理数的无限性 19世纪,德国数学家康托尔提出了无理数的无限性概念。他证明了无理数的无限性,即无理数的小数部分是无限不循环的。这个发现引起了数学界的轰动,对无理数的研究进入了一个新的阶段。 八、无理数的应用 无理数在科学和工程领域有着广泛的应用。例如,无理数π在几何学中被广泛 应用于计算圆的面积和周长。而黄金分割比例则在建筑学和美学中得到了广泛的应用。 九、无理数的发展现状 随着计算机技术的发展,对无理数的研究也取得了新的进展。人们通过计算机 模拟和数值方法,对无理数的性质进行了更深入的研究。同时,无理数也在人工智能和密码学等领域发挥着重要作用。 十、结语 无理数作为数学中的一个重要概念,经历了漫长的发展历程。从古希腊时期的 质疑,到欧几里得的证明,再到近代的应用,无理数的研究不断推动着数学的发展。相信随着科学技术的进步,无理数的研究将会取得更加深入的成果,为人类的进步做出更大的贡献。

无理数的发现

无理数的发现 无理数,即非有理数之实数,不能写作两整数之比。若将它写成小数形式,为无限不循环小数(即小数点之后的数字有无限多个,并且不会循环)。 如果几个数之间同时存在一个公约数,称为可通约(可公度),否则称为不可通约(不可公度),公约数中最大的称为最大公约数。古希腊人发现的不可通约量(或者叫不可公度比)实际上就是发现了无理数。 古希腊曾有“万物皆数”的思想,这种认为“大自然的一切皆为整数之比”的思想统治了古希腊数学相当长的一段时间,许多几何命题都是根据这一点来证明的。当时的很多数学证明都隐性地承认了“所有数都可以表示为整数之比”,“万物皆数”的思想是古希腊数学发展的奠基。直到有一天,毕达哥拉斯的学生Hippasus(希帕索斯)告诉他,单位正方形的对角线长度不能表示为两个整数之比,数学陷入了历史上的第一次危机,人们公认的假设被推翻了。最后,Eudoxus(欧多克索斯)的出现奇迹般地解决了这次危机。 作为非比数的无理数,也很难被人们的直观感觉所接受。通常人们以为,如果给定两条线段,必定能够找出第三条线段,使得给定的两条线段都包含这个线段的整数倍。也就是说,人们从直觉上相信,任意两个同类量是可通约的,或者说是可公度的。毕氏学派关于比例理论的所有结论都建立在可通约量之上。作为非比数的无理数的发现,实际上是发现了不可通约量或称不可公度比。发现了无理数的毕达哥拉斯学派,为了掩饰这一发现与他们的信条之间的矛盾,在很长一段时间,他们费了很大精力保守这个秘密,不准外传。据说,毕氏学派的一个成员Hippasus把这个秘密泄露了出去,结果竟然被该学派的忠实信徒们扔进了大海;另外一个说法是他被开除出学派,别人把他当成死人,还为他立了一块墓碑。 关于有理数(比数)和无理数(非比数)的问题,也就是不可公度比以及一切量的比例问题,直到大约公元前37O年,由古希腊数学家Eudoxus通过给比例下新的定义的办法解决了。他的处理不可公度比的方法,后来出现在欧几里得的《几何原本》中,并且与无理数的现代解释是基本一致的。但是,古希腊人仍然对无理数存有戒心。他们在算术、代数里坚持排斥无理数,只是在几何里不得不承认不可公度量。其结果是,数与量分而治之,算术、代数的发展受到极大的限制,而几何学却得到充分发展,使得古希腊数学的发展不平衡,向几何学倾斜,这种影响在西方持续了近2000年。与东方数学较早接纳无理数,算术和代数蓬勃发展形成了鲜明的对照。 为什么单位正方形的对角线长度不能表示为两个整数之比?换句话说,不可能存在某个整数与整数之比,它的平方等于2。 中学课程中安排了一段反证法。后面将介绍,当然,那个时候还没有根号、无理数之类的说法。在古希腊当时的数学体系中是根本不可能出现的。毕达哥拉斯时代根本没有发展出代数这门学科来,它们掌握的只是纯粹的几何。Hippasus当时完全运用的平面几何知识来证明他的结论。有人觉得奇怪了,既然当时没有代数,古希腊人是怎么提出“所有数都可以表示为整数之比”的呢?其实古希腊人根本没有提出什么整数之比,当时毕达哥拉斯学派提出的,叫做“公度单位”。 两条线段的公度单位,简单的说就是找一个公度量,使得两条线段的长度都是这个公度量的整倍数(于是这个公度量就可以同时作为两条线段的单位长度并用于测量)。寻找公度量的方法相当直观,就是不断把较长的那个线段减去短的那个线段,直到两个线段一样长,此时相当于得到了能同时度量其它两个线段的线段。熟悉数论的同学一下就明白了这就是欧几里德的辗转相除算法求最大公约数。第一次数学危机表明,几何学的某些真理与算术无关,几何量不能完全由整数及其比来表示。反之,数却可以由几何量表示出来。第一次数学危机

反证法在数学解题中的应用研究

反证法在数学解题中的应用研究 面对这个高速发展的信息时代,人们对生活、对发展需要经常思考,进行推理,以致对结论的肯定或否定.遗憾的是长期以来对于一系列的解题,更重视对学生正向思维能力的培养,往往忽略了间接推理的重要性.很多时候我们经常思维定势,就想直接证明,不习惯用间接的论证方法解决问题.反证法是一种普遍运用的间接证明方法.当正面解决问题困难时,它可以从命题的反面入手,使之迎刃而解. 一、反证法的简单介绍 反证法又称归谬法、背理法,是一种论证方式,属于“间接证明” 的一种(引用于现行人教版数学教材).所谓反证,就是将要证明的反面情况驳倒就可以了.首先假设原命题不成立(即我们在原命题的条件下,假定结论不成立),据此推导出明显矛盾的结果,从而得出结论说原假设不成立,原命题得证. 关于反证法的逻辑依据不得不提两个重要的思维方式――“矛盾律”和“排中律”.矛盾律:在同一论证过程中,两个互相反对或互相否定的论断,其中至少有一个是假的.排中律:任何一个命题判断或思想或者为真或者为假(不真),二者必居其一. 法国数学家J ・阿达玛曾概括为:“这证法在于表明:若肯定定理的假设而否定其结论,就会导致矛盾.”这就是说反证法并非直接证明命题的结论,先是提出与需证结论反面的假定,然后推导出和公理、定理、定义或

与题中假设相矛盾的结果.这样,就证明了与待证命题的结论相反的假设无法成立,从而肯定了原来待证命题.用反证法完成一个命题的证明,大体上有三个步骤:否定结论推导出矛盾结论成立. 二、反证法在数学解题中的应用 (一)在肯定性命题中的应用 即结论以“……总是……”、“……都……”、“……全……”等出现的,这类肯定性命题可以用反证法进行尝试. 如(代数问题)求证:无论n是什么自然数,总是既约分数. 证明:假设不是既约分数, 令21n+4=k?琢(1),14n+3=kb (2),(k,?琢,b?缀N,k>1)既约,由(2)×3-(1)×2得3kb-2k?琢=1?圯3b-2?琢=,因为3?琢-2b整数,为分数,则3?琢-2b=不成立,故假设不成立,分数是既约分数. (二)在否定性命题中的应用 即结论以“没有……”“不是……”“不能……”等形式出现的命题. (三)在限定性命题中的应用 在命题结论中含有“至少”、“不多于”、“至多”或“最多”等词语. 如(代数问题,抽屉原理)把2110人分成128个小组,每组至少1人,证明:至少有5个小组的人数相同. 证明:如若128个小组中,没有5个小组的人数相同.则至多有

高中数学中的数学推理与证明方法讲解

高中数学中的数学推理与证明方法讲解 数学是一门严谨而又精确的学科,其中的推理与证明方法是数学学习中的重要内容。在高中数学中,学生需要通过推理和证明来解决问题,提高数学思维能力和逻辑思维能力。本文将从数学推理的基本概念开始,逐步介绍高中数学中常用的数学推理与证明方法。 一、数学推理的基本概念 数学推理是指通过逻辑推理和演绎法来得出结论的过程。在数学中,推理分为直接推理和间接推理两种形式。 1. 直接推理 直接推理是通过已知的命题和已知的推理规则,从已知的前提出发,推导出结论的过程。直接推理是数学证明中最基本和常用的推理方法之一。例如,已知命题“若a=b,b=c,则a=c”,我们可以通过直接推理得出结论“若a=b,b=c,则a=c”。 2. 间接推理 间接推理是通过反证法来进行推理的方法。当我们无法通过直接推理得出结论时,可以尝试使用间接推理。间接推理的基本思想是假设所要证明的结论不成立,然后通过推理推导出矛盾的结论,从而证明所要证明的结论是成立的。例如,要证明命题“根号2是无理数”,可以采用反证法,假设根号2是有理数,然后通过推理得出矛盾的结论,从而证明根号2是无理数。 二、数学推理与证明方法 在高中数学中,有许多常用的数学推理与证明方法。下面将介绍其中几种常见的方法。 1. 数学归纳法

数学归纳法是一种常用的证明方法,适用于证明一些具有递推关系的命题。数 学归纳法的基本思想是:首先证明当n=1时命题成立,然后假设当n=k时命题成立,再证明当n=k+1时命题也成立,由此可得出结论:对于任意正整数n,命题都 成立。例如,要证明命题“1+2+3+...+n=n(n+1)/2”,可以使用数学归纳法。首先,当 n=1时,命题成立;然后假设当n=k时命题成立,即1+2+3+...+k=k(k+1)/2成立; 再证明当n=k+1时命题也成立,即1+2+3+...+k+(k+1)=(k+1)(k+2)/2成立。由此可 得出结论:对于任意正整数n,命题都成立。 2. 反证法 反证法是一种常用的间接推理方法,适用于证明某些命题。反证法的基本思想是:假设所要证明的结论不成立,通过推理得出矛盾的结论,从而证明所要证明的结论是成立的。例如,要证明命题“根号2是无理数”,可以采用反证法。假设根号 2是有理数,可以表示为根号2=p/q(p和q互质),然后推导出p和q有公因数2,与p和q互质矛盾。由此可得出结论:根号2是无理数。 3. 数学推理的等价转换 在数学推理中,等价转换是一种常用的推理方法。等价转换是指将一个命题转 化为与之等价的命题,通过证明等价命题来证明原命题。等价转换常用的方法有逻辑等价、代数等价和几何等价等。例如,要证明命题“若a=b,b=c,则a=c”,可以 采用逻辑等价的方法,将命题转化为“若a≠c,则a≠b或b≠c”,然后通过证明等价 命题来证明原命题。 4. 数学推理的逆否命题 在数学推理中,逆否命题是一种常用的推理方法。逆否命题是指将原命题的否 定和逆命题的否定互换得到的命题。逆否命题与原命题是等价的,即原命题成立,则逆否命题也成立。例如,要证明命题“若两个角互补,则它们的度数和为90度”,可以采用逆否命题的方法,将命题转化为“若两个角的度数和不为90度,则它们不互补”,然后通过证明逆否命题来证明原命题。

反证法在初中数学解题中的应用

反证法在初中数学解题中的应用 雍玉华 【摘要】在教育不断发展的背景下,以往的教学方式已难以满足现阶段中学教学的需求。中学教师需要不断提高自身的专业技能,在解题教学中引入反证法,开拓学生的思维,使学生养成良好的解题习惯,形成正确的解题思路,本文主要围绕反证法在初中数学解题中的应用展开讨论。 【【关键词】:^p 】反证法;初中数学;解题应用 数学是初中学科的重要组成部分,对学生思维能力的培养起着关键作用。在此背景下,中学教师需要转变传统的教学理念,在解题教学中引入反证法,以此创新学生的思维模式,使学生形成良好的解题思路。 1 反证法的定义及理论依据 1.1 反证法的定义 反证法即在将原命题否定后,找出 题目中问题的立足点,再反过来证实原命题。具体求证一个命题时,可以先假设两个相对的命题,如果已经有条件证明两个命题是有矛盾的,或者得出的结果矛盾,那么就可以证实假设不成立,也就是说原命题成立[1]。这种证明命题的方式就叫做反证法。 1.2 反证法的理论依据 反证法的理论依据主要由排中律和矛盾律这两大内容组成,两者在定义上有所差异。矛盾律主要指的是:证明命题时,如果有两个完全对立的结论,那么其中有一个结论是不成立的。排中律指的是:针对一个命题,其要么是真命题,要么是假命题,不会有第三种可能出现。排中律要求解题者在思维上必须是清晰和明确的,解题者要能最大限度地将排中律和矛盾律贯彻到数学应用中。此外,排中律还有一个独特的特征,解题者在命题的证明过程中,不仅要有独立的思维,还要确定自己的立场,以此更好地证实命题。

矛盾律和排中律既有联系又存在一定差异。联系:解题者在证明命题时,一定不能出现逻辑上的矛盾,如果与排中律背道而驰的话,那么矛盾律也无法应用在解题中。差异:矛盾律表示,若两个结论处于对立状态,那么其中一个不成立;排中律表示,若两个结论处于对立状态,那么其中有一个结论是成立的。 2 反证法的解题步骤 将反证法引入命题解题,主要由反设、归谬以及结论三部分组成,它们在解题过程中是一个整体,且互相联系、缺一不可。首先,反设。采用反证法进行解题时,反设是最基础的内容,也是最关键的一个环节。反设的正确性直接影响解题过程和结果。在此过程中,解题者一定要充分了解 题目给出的已知条件,借用所有条件对问题进行假设,最后再设出与求证内容相反的假设,以此进行下一步的求证。其次,归谬。归谬是运用反证法解题最关键的内容及重点所在。归谬主要指引入反设中的问题,使反设内容有一个明确的推理方向。最后,结论。结论主要是将反证法引入,通过这种方式得到最终结果。将反谬推理出的结果与反设假设的内容对比,若其产生矛盾,那么假设内容就会被推翻,这样来证明原来命题的结论,此时在得出结论后,整个命题已完成求证[2]。 在命题证实的过程中,矛盾是推动整个试题发展的重要因素之一。通常情况下,矛盾可以分为自相矛盾、公理矛盾等。在解答试题的过程中,利用反证法能够跳过多种障碍,将正确答案证实出来,这是反证法的优势所在。 3 利用反证法解题时需要注意的问题 3.1 正确否定结论 正确否定结论主要以反证法为根本出发点。如“一个三角形的3个内角中,最多有1个钝角。”“最多有1个”表示“可能1个都没有”或者“只有1个”。在此背景下,反设可以设成“2个内角为钝角”“3个内角都为钝角”。 基于以上提出的例子,解题者在证题时需要抓住题型结构,巧妙地将反证法引入,通过否定假设内容来证实原有命题成立,有了对立命题也就能更好地得出结论,高效解题。反证法可以锻炼学生的思维能力,丰富其数学知识,提高教师的教学质量。 3.2 明确推理特点

初中数学_青岛版数学八年级下册7.3根2是有理数吗?(1)教学设计学情分析教材分析课后反思

(6)教学设计 数学八年级下册 教学目标: 1、让学生亲自动手做拼图活动以及勾股定理的应用,让学生感受无理数产生的实际背景,以及无理数存在的必要性和合理性,培养大家的动手能力和合作精神. 2、经历探索无理数的定义,以及无理数与有理数的区别的过程,会判断一个数是有理数还是无理数.. 3、借助计算器探索无理数是无限不循环小数,并从中体会无限逼近的思想. 4、通过了解有关无理数发现的历史,培养他们为真理而奋斗的献身精神。 5、理解估算的意义,掌握估算的方法,发展学生的数感和估算能力。 教学重点:1、让学生经历无理数发现的过程.感知生活中确实存在着不同于有理数的数 2、无理数概念的探索过程 3、会判断一个数是否为无理数 教学难点:1、把两个边长为1的正方形拼成一个大正方形的动手操作过程 2、用计算器进行无理数的估算 3、判断一个数是否为无理数 (一)情境导入 数学家希伯索斯的悲剧人生(利用多媒体呈现数学史话) 公元前500年,古希腊的毕达哥拉斯( Pythagoras) 学派认为“宇宙间的一切现象都能归结为整数或整数之比,即都可用有理数来描述。这学派的成员希伯索斯(Hippasus) 发现边长为1的正方形的对角线的长不能用有理数来表示,这就动摇了毕达哥拉斯学派的信条,引起了信徒们的恐慌,他在逃回家的路上,遭到毕氏成员的追捕,被投入大海。 该环节通过了解无理数产生的历史背景,引起学生的兴趣,进一步理解无理数存在的合理性和必然性,也让学生体会真理是不可战胜的,要有为真理而献身的勇气。 (二)实验与探究 让学生作一个腰长是1的等腰直角三角形ABC,利用勾股定理计算出斜边的长,感受2确实是一个存在的数,并提出问题2是有理数吗,接着板书有理数的分类,分为整数 和分数,引导交流2可能是整数或分数吗?然后出示探究提纲,让学生自主探究2到底是个什么样的数? 探究提纲:(给学生留4---6分钟) 1.2可能是整数吗?如果不是,你能估计出2在哪两个连续整数之间吗? 2.2可能是整数1,2之间的某个分数吗?找几个数试一试。 3.利用平方运算,你能估计2的十分位、百分位。。。吗? 4.2可能是有限小数吗?可能是循环小数吗? 5.小组交流2是一个怎样的数?

浅谈反证法的原理及在中学数学中的应用

浅谈反证法的原理及在中学数学中的应用 王业双 摘要:反证法是一种重要的证明方法,是中学生必须掌握和灵活运用的一种重要的证明方法。文章介绍了反证法的原理及一般步骤,探索反证法在中学数学中的运用。 关键词:反证法;证明;矛盾;应用 :G633.6?摇文献标志码:A :1674-9324(2014)02-0077-02 在中学数学中,反证法应用相当广泛。怎样正确运用反证法是一个难题。本文主要研究的是一些直接证明难以入手甚至无法入手的题目,用反证法就会使证明变得轻而易举。 一、反证法原理及解题步骤 1.反证法原理。反证法是一种论证方式。它首先假设某命题不成立,然后推出明显矛盾的结论,从而得出原假设不成立,原命题得证。总的来说反证法就是通过证明原命题的反面不成立来确定原命题正确的一种证明方法。反证法在中学数学中经常运用。有的问题不易从问题的正面去解答,但若从问题的反面着手却容易解决,它从否定结论出发,经过正确严格的推理,得到与已知假设或已成立的数学命题相矛盾的结果,从而得到原命题的结论是不容否定的正确结论。 2.反证法的解题步骤。在中学数学题目的求解证明过程中,当直接证明一个命题感到困难时,我们经常采用反证法的思想。由此,我们总结出用反证法证明命题的三个步骤:①提出假设:做出与求证结论相反的假设。②推出矛盾:与题设矛盾;与假设矛盾;恒假命题。③肯定结论:说明假设不成立,从而肯定原命题成立。数学问题是多种多样的,尽管大多问题一般使用直接证明,但有些问题直接证明难度较大,而用反证法证明,却能迎刃而解。下面我们结合实例总结几种常用反证法的情况。 二、反证法在中学数学中的应用 反证法虽然是在平面几何教材中提出来的,但对数学的其他部分内容如代数、三角函数、立体几何、解析几何中都可应用反证法。那么,究竟什么样的命题可以用反证法来证呢?下面就列举几种一般用反证法来证比较方便的命题。 1.基本命题。基本命题就是学科中的起始性命题,这类命题由于已知条件及能够应用的定理、公式、法则较少,或由题设条件所能推出的结论很少,因而直接证明入手较难,此时应用反证法容易奏效。 例1 求证:两条相交直线只有一个交点。已知:如图,直线a、b相交于点P,求证:a、b只有一个交点。证明:假定a,b相交不只有一个交点P,那么a,b至少有两个交点P、Q。于是直线a是由P、Q两点确定的直线,直线b也是由P、Q两点确定的直线,即由P、Q两点确定了两条直线a,b。 与已知公理“两点只确定一条直线”相矛盾,则a,b不可能有两个交点,于是两条相交直线只有一个交点。

63.怎样用反证法证初中代数问题 ---刘培杰 代数

63 怎样用反证法证初中代数问题 反证法是数学中一种很重要的证题方法,它是“数学家的最精良的武器之一”.反证法不仅可以用来证明几何命题,还可以用来证明代数命题.有些代数命题用直接证法无从下手,但是用反证法就会得心应手、轻松愉快. 反证法分以下三个步骤. (1)反设:就是否定结论,即把结论的全部相反情况假设出来,做到既不遗漏,也不重复. (2)推导出矛盾的结论:把假设当成新的已知条件进行推导,推出与已知条件、定义、公理、定理、假设相矛盾或两个自相矛盾的结论来,从而指出假设的不成立. (3)结论:给所证命题下结论,不是中间结论,而是全题结论.下面举出反证法在初中代数中的应用例子. 一、证明整数问题 例1 已知2m 是偶数,求证:m 必为偶数. 证明 假设m 不为偶数,则必为奇数2n+1(n 是整数),表示为m=2n+1,平方后整理为,1)1(42++=n n m 显然右端是奇数,左端2 m 也应为奇数,这与已知条件矛盾,所以m 是偶数. 例2 n 是自然数,求证:22++n n 不能被l5整除. 证明 假设能被l5整除,则有k n n 1522=++(k 为自然数),即 0)152(2=-++k n n 2 76012)152(411-±-=--±-=k k n 60k 一7末尾的一位数是3,故根号内不是一个整数的平方,与已知条件n 是自然数矛盾,所以 22++n n 不能被15整除. 例3 求证:4n 一1(n 是自然数)不是两个自然数的平方和. 证明 假设4n 一1是两个自然数的平方和. b a b a n ,(1422+=-都是自然数),因4n 一1是奇数,故2a 和2b 为一奇一偶.设a2为奇数,b2为偶数,于是a 为奇数,b 为偶数(例1已证),设a=2k+1,b=2m ,则.1)(2,)2()12(142222=---++=-m k k n x m k n 上式左端为偶数,右端为奇数,互相矛盾,所以原命题得证.二、证明整式问题 例4 已知),1,0(=/>=a a a a n m 求证:m=n . 证明 假设m≠n,用n=m+r 表示(r≠0).若,.r m r m n a a a a ==+因为,n m a a =所以.1=r a

高二数学选修2-1第一章常用逻辑用语-知识点+习题+答案

第一章 常用逻辑用语 1、命题:用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句. 真命题:判断为真的语句. 假命题:判断为假的语句. 2、“若p ,则q ”形式的命题中的p 称为命题的条件,q 称为命题的结论. 3、对于两个命题,如果一个命题的条件和结论分别是另一个命题的结论和条件,则这两个命题称为互逆命题.其中一个命题称为原命题,另一个称为原命题的逆命题. 若原命题为“若p ,则q ”,它的逆命题为“若q ,则p ”. 4、对于两个命题,如果一个命题的条件和结论恰好是另一个命题的条件的否定和结论的否定,则这两个命题称为互否命题.中一个命题称为原命题,另一个称为原命题的否命题. 若原命题为“若p ,则q ”,则它的否命题为“若p ⌝,则q ⌝”. 5、对于两个命题,如果一个命题的条件和结论恰好是另一个命题的结论的否定和条件的否定,则这两个命题称为互为逆否命题.其中一个命题称为原命题,另一个称为原命题的逆否命题. 若原命题为“若p ,则q ”,则它的否命题为“若q ⌝,则p ⌝”. ()1两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性; ()2两个命题为互逆命题或互否命题,它们的真假性没有关系. 7、若p q ⇒,则p 是q 的充分条件,q 是p 的必要条件. 若p q ⇔,则p 是q 的充要条件(充分必要条件). 8、用联结词“且”把命题p 和命题q 联结起来,得到一个新命题,记作p q ∧. 当p 、q 都是真命题时,p q ∧是真命题;当p 、q 两个命题中有一个命题是假命题时,p q ∧是假命题. 用联结词“或”把命题p 和命题q 联结起来,得到一个新命题,记作p q ∨. 当p 、q 两个命题中有一个命题是真命题时,p q ∨是真命题;当p 、q 两个命题都是假命题时,p q ∨是假命题. 对一个命题p 全盘否定,得到一个新命题,记作p ⌝. 若p 是真命题,则p ⌝必是假命题;若p 是假命题,则p ⌝必是真命题. 9、短语“对所有的”、“对任意一个”在逻辑中通常称为全称量词,用“∀”表示. 含有全称量词的命题称为全称命题. 全称命题“对M 中任意一个x ,有()p x 成立”,记作“x ∀∈M ,()p x ”. 短语“存在一个”、“至少有一个”在逻辑中通常称为存在量词,用“∃”表示. 含有存在量词的命题称为特称命题. 特称命题“存在M 中的一个x ,使()p x 成立”,记作“x ∃∈M ,()p x ”.

命题与证明复习资料

命题与证明复习资料 知识讲解一:定义与命题 概念:一般地,能清楚地规定某一名称或术语的意义的句子叫做该名称或术语的定义 一般地,对某一件事情作出正确或不正确的判断的句子叫做命题。 命题结构:命题可看做由题设(条件)和结论两部分组成.题设是已知事项,结论是由已知事项推出的事项。 命题的分类:正确的命题叫做真命题,不正确的命题叫做假命题 判定一个命题是真命题的方法: (1)通过推理的方式,即根据已知的事实来推断未知事实;用推理的方法判断为正确的命题叫做定理. (2)人们经过长期实践后而公认为正确的:数学中通常挑选一部分人类经过长期实践后公认为正确的命题叫做公理. 定理和公理都可以作为判断其他命题真假的依据。 命题⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧假命题(举反例)理)其它的真命题(需要推定理(需要推理)公理(公认为正确)真命题 ◆针对练习 1.下列语句中,为定义的是( ) A .两点确定一条直线吗; B .三角形的角平分线是一条线段 C .在同一平面内,不相交的两条直线叫做平行线; D .同角的余角相等 2.已知下列句子:①延长线段AB 到C;②垂线段最短;③过点A 画直线EF ;④将4•开平方.其中是命题的有( ) A .1个 B .2个 C .3个 D .4个 3.把命题“同角的补角相等”改写成“如果……那么……”的形式,正确的是( ) A .如果同角,那么相等; B .如果同角,那么补角相等; C .如果同角的补角,那么相等; D .如果两个角是同一个角的补角,那么这两个角相等. 4.指出下列命题的条件和结论,并改写成“如果……那么……”的形式. (1)两直线平行,内错角相等;(2)全等三角形的面积相等.

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