浅谈特例解题法及其应用

浅谈特例解题法及其应用
浅谈特例解题法及其应用

浅谈特例解题法及其应用

特例解题法是根据“若一个命题在A的集合中成立,则这个命题在A的集合的子集也成立。”这一数学逻辑而进行一种特殊的解题方法。它是数学解题方法中的一个重要组成部分。它最为突出的解题特点是:“简捷”、“四两拨千斤”、“事半而功倍”。但是,长期以来,由于人们对特例解题法的偏见和误解——认为它是“走邪道”,担心它会把学生引上“以点代线、以线代面、以面代体、以偏概全”的解题岐途,致使特例解题法长期“深居冷宫”,无法登上“大雅之堂”而难以发挥其应有的作用。

近年来,随着数学竞赛题和高、中考数学题的解法对特例解题法的“频繁涉足”,才使特例解题法在数学教学中逐步得到重视,特例解题法才得以发挥其应有的作用:

例1.如图1,已知△ABC内接于⊙O、M为BC的中点,AM交BC于D,若AD=3,DM=1,则MB·MC=。

这道填空题,采用常规方法来解是相当麻烦的(先由已知条件推出△ABM∽△ADC和△ACM≌△ADB,再根据相交弦定理方可求出MB,MC的值。详解略),如果我们注意到题目的暗示:在满足△ABC内接于⊙O,BM=MC,AD=3,DM=1的条件下,MB·MC的值与点A的位置无关,那么我们就可以知道——满足题目的原有条件且使AM为⊙O的直径是本题的一个特例。(如图2),于是我们采用特例解题法就可以非常简捷地求出MB·MC的值:

AM为⊙O的直径BD⊥DM

AB=MCBD⊥DM

MB=MC BD=DC=■

AD=3DM=1

DM=1

例2.若abc=1,则■+■+■=_____。

这道填空题的通常解法是利用abc=1这一条件对所求式子进行通分变形,进而求出其值(详解略)。这种方法也是相当繁锁的。如果我们以发现题目的隐含条件:在满足abc=1的条件下,所求式子的值与a、b、c的具体取值无关,也就是说满足abc=1的每一组a、b、c的具体取值都是本题的一个特例,于是我们令a=b=c=1即可求出所求式子的值为1。

《数学归纳法及其应用举例》教案

《数学归纳法及其应用举例》教案 中卫市第一中学 俞清华 教学目标: 1.认知目标:了解数学归纳法的原理,掌握用数学归纳法证题的方法。 2.能力目标:培养学生理解分析、归纳推理和独立实践的能力。 3.情感目标:激发学生的求知欲,增强学生的学习热情,培养学生辩证唯物主义的世界观 和勇于探索的科学精神。 教学重点: 了解数学归纳法的原理及掌握用数学归纳法证题的方法。 教学难点: 数学归纳法原理的了解及递推思想在解题中的体现。 教学过程: 一.创设情境,回顾引入 师:本节课我们学习《数学归纳法及其应用举例》(板书)。首先给大家讲一个故事:从前有 一个员外的儿子学写字,当老师教他写数字的时候,告诉他一、二、三的写法时,员外儿子很高兴,告诉老师他会写数字了。过了不久,员外要写请帖宴请亲朋好友到家里做客,员外儿子自告奋勇地要写请帖。结果早晨开始写,一直到了晚间也没有写完,请问同学们,这是为什么呢? 生:因为有姓“万”的。 师:对!有姓“万”的。员外儿子万万也没有想到“万”不是一万横,而是这么写的“万”。通过这个故事,你对员外儿子有何评价呢? 生:(学生的评价主要会有两种,一是员外儿子愚蠢,二是员外儿子还是聪明的。) 师:其实员外儿子观察、归纳、猜想的能力还是很不错的,但遗憾的是他猜错了!在数学 上,我们很多时候是通过观察→归纳→猜想,这种思维过程去发现某些结论,它是一种创造性的思维过程。那么,我们在以前的学习过程中,有没有也像员外儿子那样猜想过某些结论呢? 生:有。例如等差数列通项公式的推导。 师:很好。我们是由等差数列前几项满足的规律:d a a 011+=,d a a +=12,d a a 213+=,d a a 314+=,……归纳出了它的通项公式的。其实我们推导等差数列通项公式的方法和员外儿子猜想数字写法的方法都是归纳法。那么你能说说什么是归纳法,归纳法有什么特点吗? 生:由特殊事例得出一般结论的归纳推理方法,通常叫做归纳法。特点:特殊→一般。 师:对。(投影展示有关定义) 像这种由特殊事例得出一般结论的归纳推理方法,通常叫做归纳法。根据推理过程中考察的 对象是涉及事物的一部分还是全部,分为不完全归纳法和完全归纳法。 完全归纳法是一种在研究了事物的所有(有限种)特殊情况后得出一般结论的推理方法,又 叫做枚举法。那么,用完全归纳法得出的结论可靠吗? 生:(齐答)可靠。 师:用不完全归纳法得出的结论是不是也是可靠的呢?为什么?

中考数学十大解题思路之反证法

中考数学十大解题思路之反证法 一、选择题 1否定结论“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 .至少有三个解D .至少有两个解 [答案]C [解析]在逻辑中“至多有n个”的否定是“至少有n+ 1个”,所以“至多有两个解”的否定为“至 少有三个解” 故应选C. 2?否定“自然数a、b、c中恰有一个偶数”时的正确反设为() A. a、b、c都是奇数 B . a、b、c或都是奇数或至少有两个偶数 C. a、b、c都是偶数 D . a、b、c中至少有两个偶数 [答案]B [解析]a, b, c三个数的奇、偶性有以下几种情况:①全是奇数;②有两个奇数,一个偶数;③有一 个奇数,两 个偶数;④三个偶数.因为要否定②,所以假设应为“全是奇数或至少有两个偶数”.故应选B. 3.用反证法证明命题“三角形的内角中至少有一个不大于60°”时,反设正确的是() A.假设三内角都不大于60° B .假设三内角都大于60 ° C.假设三内角至多有一个大于60° D .假设三内角至多有两个大于60° [答案]B [解析]“至少有一个不大于”的否定是“都大于60°”.故应选B. 4.用反证法证明命题:“若整系数一元二次方程ax2+ bx+ c = 0(a工0)有有理根,那么a, b, c中至少 有一个是偶 数” 下列假设正确的是() 时, A.假设a, b, c都是偶数 B .假设a、b, c都不是偶数

C.假设a, b, c至多有一个偶数 D .假设a, b, c至多有两个偶数 [答案]B 9.用反证法证明命题在直角三角形中,至少有一个锐角不大于45 °”时,应先假设()

浅谈数学归纳法

浅谈数学归纳法 国良 井冈山大学数理学院邮编:343009 指导老师:艳华 [摘要]用数学归纳法证明数学问题时,要注意它的两个步骤缺一不可,第一步是命题递推的基础,第二步是命题递推的依据,也是证明的关键和难点,两个步骤各司其职,互相配合.数学归纳法经历无数数学的潜心研究与科学家们的利用,是数学归纳法得以发展和它为数学问题与科学问题的发现做出了极大的贡献。学好归纳法是科学问题研究的最基础的知识. [关键词]理论依据;数学归纳法;表现形式 1 数学归纳法的萌芽和发展过程 数学归纳法思想萌芽可以说长生于古希腊时代。欧几里德在证明素数有无穷多多个时,使用了反证法,通过反设“假设有有限多个”,使问题变成“有限”的命题,其中证明里隐含着:若有n个素数,就必然存在第n+1个素数,因而自然推出素数有无限多个,这是一种是图用有限处理无限的做法,是人们通过过有限和无限的最初尝试。 欧几里德之后直到16世纪,在意大利数学家莫洛克斯的《算术》一书中明确提出一个“递归推理”原则,并用它证明了1+2+3+…+(2n-1)=2n,对任何自然数n都成立。不过他并没有对这原则做出清晰的表述。 对数学归纳法首次作出明确而清晰阐述的是法国数学家和物理学家帕斯卡,他发现了一种被后来成为“帕斯卡三角形”的数表。他在研究证明有关这个“算术三角形”的一些命题时,最先准确而清晰的指出了证明过程且只需的两个步骤,称之为第一条引理和第二条引理:

第一条引理 该命题对于第一底(即(n=1)成立,这是显然的。 第二条引理 如果该命题对任意底(对任意n )成立,它必对其下一底(对n+1)也成立。 由此可得,该命题对所有n 值成立。 因此,在数学史上,认为帕斯卡是数学归纳法的创建人,因其所提出的两个引理从本质上讲就是数学归纳法的两个步骤,在他的著作《论算术三角形》中对此作了详尽的论述。 帕斯卡的思想论述十一例子来述归纳法的,而在他的时代还未建立表示一般自然数的符号。直至十七世纪,瑞士数学家J 。伯努利提出表示任意自然熟的符号之后,在他的《猜度术》一书中,才给出并使用了现代形式的数学归纳法。由此,数学归纳法开始得到世人的承认并得到数学界日益广泛的应用。十九世纪,意大利数学家皮亚若建立自然数的公理体系时,提出归纳公理,为数学归纳法奠定了理论基础。即:对于正整数N +的子集M ,如果满足:①1∈M;②若a ∈M ,则a+1∈M ;则M=N +. 2 数学归纳法的表现形式 2.1 第一数学归纳法 原理1:设()P n 是一个与正整数有关的命题,如果 (1)当00()n n n N +=∈时,()P n 成立; (2)假设0(,)n k k n k N +=≥∈时命题成立,由此推得n=k+1时,()P n 也成立; 那么,对一切正整数n 0n ≥,()P n 成立。 证明:反证法.假设该命题不是对于一切正整数都成立.令S 表示使该命题不成立的正整数作成的集合,那么S ≠?,于是由最小数原理,S 中有最小数a ,

小升初应用题解题技巧

小升初应用题大全,可分为一般应用题与典型应用题。 1.归一问题 【含义】在解题时,先求出一份是多少(即单一量),然后以单一量为标准,求出所要求的数量。这类应用题叫做归一问题。 【数量关系】总量÷份数=1份数量 1份数量×所占份数=所求几份的数量 另一总量÷(总量÷份数)=所求份数 【解题思路和方法】先求出单一量,以单一量为标准,求出所要求的数量。 例1买5支铅笔要元钱,买同样的铅笔16支,需要多少钱? 解(1)买1支铅笔多少钱÷5=(元) (2)买16支铅笔需要多少钱×16=(元) 列成综合算式÷5×16=×16=(元) 答:需要元。 例23台拖拉机3天耕地90公顷,照这样计算,5台拖拉机6天耕地多少公顷?解(1)1台拖拉机1天耕地多少公顷90÷3÷3=10(公顷) (2)5台拖拉机6天耕地多少公顷10×5×6=300(公顷) 列成综合算式90÷3÷3×5×6=10×30=300(公顷) 答:5台拖拉机6天耕地300公顷。 例35辆汽车4次可以运送100吨钢材,如果用同样的7辆汽车运送105吨钢材,需要运几次? 解(1)1辆汽车1次能运多少吨钢材100÷5÷4=5(吨) (2)7辆汽车1次能运多少吨钢材5×7=35(吨) (3)105吨钢材7辆汽车需要运几次105÷35=3(次) 列成综合算式105÷(100÷5÷4×7)=3(次) 答:需要运3次。 2.归总问题 【含义】解题时,常常先找出“总数量”,然后再根据其它条件算出所求的问题,叫归总问题。所谓“总数量”是指货物的总价、几小时(几天)的总工作量、几公亩地上的总产量、几小时行的总路程等。 【数量关系】1份数量×份数=总量 总量÷1份数量=份数 总量÷另一份数=另一每份数量 【解题思路和方法】先求出总数量,再根据题意得出所求的数量。 例1服装厂原来做一套衣服用布米,改进裁剪方法后,每套衣服用布米。原来做791套衣服的布,现在可以做多少套? 解(1)这批布总共有多少米×791=(米)

数学归纳法及其应用举例1

数学归纳法及其应用举例 【本章学习目标】 人们在研究数量的变化时,常常会遇到有确定变化趋势的无限变化过程,这种无限变化过程就是极限的概念与思想,极限是人们研究许多问题的工具。以刘微的“割圆术”为例,圆内接正n 边形的边数无限增加时,正n 边形的周长P n 无限趋近于圆周长2πR 。这里的是个有限多项的数列,人们可以从这个有限多项的数列来探索无穷数列的变化趋势。不论n 取多么大的整数,n P 都是相应的圆周长的近似值,但是我们可以从这些近似值的精确度的无限提高中(限n 无限增大)找出圆周长的精确值2πR 。随着n 的增加,n P 在变化,这可以认为是量变(即只要n 是有限数,n P 都是圆内接正多边形的周长);但是我们可以从这些量变中来发现圆周长。一旦得出2πR ,就是质的变化(即不再是正多边形的周长)。这种从有限中认识无限,从近似中认识精确,从量变中认识质变的思想就是极限的思想。 本章重点内容是: (1)数学归纳法及其应用。 (2)研究性课题:杨辉三角。 (3)数列的极限。 (4)函数的极限。 (5)极限的四则运算。 (6)函数的连续性。 本章难点内容是: (1)数学归纳法的原理及其应用。 (2)极限的概念。 【基础知识导引】 1.了解数学推理中的常用方法——数学归纳法。 2.理解数学归纳法的科学性及用数学归纳法来证明与正整数有关命题的步骤。 3.掌握数学归纳法的一些简单应用。 【教材内容全解】 1.归纳法

前面我们在学习等差数列时,通过等差数列的前几项满足的关系式归纳出等差数列的通项公式。再如根据三角形、四边形、五边形、六边形等的内角和归纳出凸n 边形内角和公式。像这样由一系列有限的特殊事例得出一般结论的推理方法,叫做归纳法。 对于归纳法我们可以从以下两个方面来理解。 (1)归纳法可以帮助我们从具体事列中发现事物的一般规律。 (2)根据考察的对象是全部还是部分,归纳法又分完全归纳法与不完全归纳法。显然等差数列通项公式,凸n 边形内角和公式都是通过不完全归纳法得出的,这些结论是正确的。但并不是所有由不完全归纳法得出的结论都是正确的。这是因为不完全归纳只考察了部分情况,结论不具有普遍性。例如课本62P 数列通项公式22)55(+-=n n a n 就是一个典型。 2.数学归纳法 在生活与生产实践中,像等差数列通项公式这样与正整数有关的命题很多。由于正整数有无限多个,因而不可能对所有正整数一一加以验证。如果只对部分正整数加以验证就得出结论,所得结论又不一定正确,要是找到把所得结论递推下去的根据,就可以把结论推广到所有正整数。这就是数学归纳法的基本思想:即先验证使结论 有意义的最小正整数0n ,如果当0n n =时,命题成立,再假设当 ),(*0N k n k k n ∈≥=时,命题成立(这时命是否成立不是确定的),根据这个假设,如能推出当n=k+1时,命题也成立,那么就可以递推出对所有不小于0n 的正整数命题都成立。 由此可知,用数学归纳法证明一个与正整数有关的命题时,要分两个步骤,且两个步骤缺一不可。 第一步递推的基础,缺少第一步,递推就缺乏正确的基础,一方面,第一步再简单,也不能省略。另一方面,第一步只要考察使结论成立的最小正整数就足够了,一般没有必要再多考察几个正整数。 第二步是递推的根据。仅有这一步而没有第一步,就失去了递推的基础。例如,假设n=k 时,等式 成立,就是。那么, 。这就是说,如果n=k 时等式成立, 那么n=k+1时等式也成立。但仅根据这一步不能得出等式对于任何n ∈N*都成立。因为当n=1时,上式左边=2,右边31112=++=,左边≠右边。这说明了缺少第一步这个基础,第二步的递推也就没有意义了。只有把第一步的结论与第二步的结论结合在一起,才能得出普遍性结论。因此,完成一、二两点后,还要做一个小结。 在证明传递性时,应注意: (1)证n=k+1成立时,必须用n=k 成立的假设,否则就不是数学归纳法。应当指出,n=k 成立是假设的,这一步是证明传递性,正确性由第一步可以保证,有了递推这一步,联系第一步的结论(命题对0n n =成立),就可以知道命题对10+n 也成立,进而再由第二步可知1)1(0++=n n ,即20+=n n 也成立。这样递推下去,就可以知道命题对所有不小于0n 的正整数都成立。 (2)证n=k+1时,可先列出n=k+1成立的数学式子,作为证明的目标。可以作为条件加以运用的有n=k 成立的假设,已知的定义、公式、定理等,不能直接将n=k+1代入命题。 3.这一节课本中共安排了五个例题,例1~例3是用数学归纳法证明等式。其步骤是先证明当0n n =(这里10=n )时等式成立。再假设当n=k 时等式成立,利用这一条件及已知的定义、公式、定理证明当n=k+1时等式也成立。注意n=k+1时的等式是待证明的,不能不利用假设。例如:求证:。

反证法在数学解题中的应用

反证法在数学解题中的应用 我们在解决数学问题时,一般是从正面入手,这就是所谓的正向思维,但往往也会遇到从正面入手困难,或出现一些逻辑上的困境的情形,这时就要从辩证思维的观点出发,运用逆向思维克服思维定势的消极面,从习惯思路的反方向去分析问题,运用反证法解决问题。 一、反证法的逻辑基础 证明命题“A B”时如果用这种方法:假设A∧B为真,在A且B的条件下,合乎逻辑地推出一个矛盾的结果(不论是与A矛盾还是与其他已知正确的结论矛盾或自相矛盾),从而B成立(即A B成立),这种方法就是反证法。 二、反证法的解题步骤 第一步审题,弄清命题的前提和结论; 第二步否定原命题,由假设条件及原命题构成推理的基础; 第三步由假设出发,根据公理、定义、定理、公式及命题的条件,正确逻辑推理,导出逻辑矛盾; 第四步肯定原命题的正确性。 三、什么情况下考虑应用反证法 1待证命题的结论是唯一存在性命题 例1设方程x=p sin x+a有实根(0<p<1,a是实数),求证实根唯一。 证明:假设方程存在两个不同实根x1,x2,则有 x1=p sin x1+a,x2=p sin x2+a x1-x2=p sin x1-sin x2=2p cos x1+x22sin x1-x22 由于cos x1+x22│≤1,从而有│x1-x2│≤2p│sin x1-x22│又sin x1-x22≤x1-x22,故x1-x2≤p x1-x2,但x1≠x2,于是p≥1,与0<p<1矛盾。所以方程若有实根,则根唯一。 2采取直接证法,无适宜的定理作为根据,甚至无法证明。 例2已知A、B、C、D是空间的四点,ABGN CD是导向直线,求证AC和BD、AD和BC也都是异面直线。 分析:证AC和BD是异面直线,即证明AC和BD不在同一平面内,考虑反证法。 证明:假定AC和BD不是异面直线,那么AC和BD在同一平面内,因此A、B、C、D不是异面直线,这与已知条件矛盾。所以AC和BD是异面直线。 3待证命理的结论是以“至少存在”的形式出现的,“至少存在”的反面是“必定不存在”,所以只要证明“必定不存在”不成立即可。 例3设p1p2=2(q1+q2)求证方程x2+p1x+q1=ox2+p2x+q2=0中至少有一个方程有实根。 证明:假设两方程都无实根,则 p12-4q1<0,p22-4q2<0,两式相加,有p21+p22<4(q1+q2)(1) 而p1p2=2(q1+q2)代入(1)得p21+p22<2p1p2,这与p21+p22≥2p1p2矛盾。 故假设不成立,原命题正确。 4待正命题含有涉及各种“无限形式”的结论,由于中学没有直接证明“无限”的手段。而结论的反面却是“有限”,故常常借助于反证法。 例4证明实数lg3是无理数。 证明:假设lg3是有理数。则它可以表示成lg3=mn(m,n是互质的正整数,由对数的定义,得10=3″)。但10是偶数,而3″是奇数,矛盾。因此实数lg3是无理数。

浅谈数学归纳法在高考中的应用

1、数学归纳法的理论基础 数学归纳法,人类天才的思维、巧妙的方法、精致的工具,解决无限的问题。它体现的是利用有限解决无限问题的思想,这一思想凝结了数学家们无限的想象力和创造力,这无疑形成了数学证明中一道绚丽多彩的风景线。它的巧妙让人回味无穷,这一思想的发现为后来数学的发展开辟了道路,如用有限维空间代替无限维空间(多项式逼近连续函数)用有限过程代替无限过程(积分和无穷级数用有限项和答题,导数用差分代替)。 1.1数学归纳法的发展历史 自古以来,人们就会想到问题的推广,由特殊到一般、由有限到无限,可人类对无限的把握不顺利。在对无穷思考的过程中,古希腊出现了许多悖论,如芝诺悖论,在数列中为了确保结论的正确,则必须考虑无限。还有生活中一些现象,如烽火的传递,鞭炮的燃放等,触动了人类的思想。 安提丰用圆周内接正多边形无穷地逼近圆的方法解决化圆为方;刘徽、祖冲之用圆内接正多边形去无穷地逼迫圆,无穷的问题层出不穷,后来古希腊欧几里得对命题“素数的个数是无穷的”的证明,通过了有限去实现无限,体现了数学归纳法递推思想。但要形成数学归纳法中明确的递推,清晰的步骤确是一件不容易的事,作为自觉运用进行数学证明却是近代的事。 伊本海塞姆(10世纪末)、凯拉吉(11世纪上叶)、伊本穆思依姆(12世纪末)、伊本班纳(13世纪末)等都使用了归纳推理,这表明数学归纳法使用较普遍,尤其是凯拉吉利用数学归纳法证明 22 333 (1)124n n n +++??????+= 这是数学家对数学归纳法的最早证明。 接着,法国数学家莱维.本.热尔松(13世纪末)用"逐步的无限递进",即归纳推理证明有关整数命题和排列组合命题。他比伊斯兰数学家更清楚地体现数学归纳法证明的基础,递进归纳两个步骤。 到16世纪中叶,意大利数学家毛罗利科对与全体和全体自然数有关的命题的证明作了深入的考察在1575年,毛罗利科证明了 21n n a a n ++= 其中1231,2k a k =+++?????? =?????? 他利用了逐步推理铸就了“递归推理”的思路,成为了较早找到数学归纳中“递 归推理”的数学家,为无限的把握提供了思维。 17世纪法国数学家帕斯卡为数学归纳法的发明作了巨大贡献,他首先明确而清晰地阐述数学归纳法的运用程序,并完整地使用数学归纳法,证明了他所发

应用题解题技巧

应用题解题技巧 小学数学应用题是小学数学学习的难点,每次考试中都会有大的综合题体现在应用题中,小学数学应用题考察的是知识点的累计和关系,结构复杂、类型颇多,学生要学会举一反三,灵活运用,今天易第家教网向您介绍不同类型的应用题有不同的解决方法。一、和差问题:已知两个数的和与差,求这两个数的应用题,叫做和差问题。一般关系式有: (和-差)÷2=较小数(和+差)÷2=较大数 二、倍差问题:已知两个数的差及两个数的倍数关系,求这两个数的应用题,叫做差倍问题; 基本关系式是:两数差÷倍数差=较小数 三、还原问题:已知一个数经过某些变化后的结果,要求原来的未知数的问题,一般叫做还原问题: 还原问题是逆解应用题。一般根据加、减法,乘、除法的互逆运算的关系。由题目所叙述的的顺序,倒过来逆顺序的思考,从最后一个已知条件出发,逆推而上,求得结果。 四、置换问题:题中有二个未知数,常常把其中一个未知数暂时当作另一个未知数,然后根据已知条件进行假设性的运算。其结果往往与条件不符合,再加以适当的调整,从而求出结果。

五、盈亏问题(盈不足问题):题目中往往有两种分配方案,每种分配方案的结果会出现多(盈)或少(亏)的情况,通常把这类问题,叫做盈亏问题(也叫做盈不足问题): 解答这类问题时,应该先将两种分配方案进行比较,求出由于每份数的变化所引起的余数的变化,从中求出参加分配的总份数,然后根据题意,求出被分配物品的数量。其计算方法是: 当一次有余数,另一次不足时:每份数=(余数+不足数)÷两次每份数的差 当两次都有余数时:总份数=(较大余数-较小数)÷两次每份数的差 当两次都不足时:总份数=(较大不足数-较小不足数)÷两次每份数的差 六、年龄问题:年龄问题的主要特点是两人的年龄差不变,而倍数差却发生变化。常用的计算公式是: 成倍时小的年龄=大小年龄之差÷(倍数-1) 几年前的年龄=小的现年-成倍数时小的年龄 几年后的年龄=成倍时小的年龄-小的现在年龄 七、鸡兔问题:已知鸡兔的总只数和总足数,求鸡兔各有多少只的一类应用题,叫做鸡兔问题,也叫“龟鹤问题”、“置换问题”; 一般先假设都是鸡(或兔),然后以兔(或鸡)置换鸡(或兔)。 常用的基本公式有:(总足数-鸡足数×总只数)÷每只鸡兔足数的差=兔数 兔子只数=(总腿数-总头数×2) ÷2 鸡的只数=(总头数×4-总腿数) ÷2

高中数学《数学归纳法及其应用举例》教学设计附反思

课题:数学归纳法及其应用举例 【教学目标】 知识与技能: 1. 了解由有限多个特殊事例得出的一般结论不一定正确,使学生深入认识归纳法, 理解数学归纳法的原理与实质; 2. 掌握数学归纳法证题的两个步骤;初步会用“数学归纳法”证明简单的与自然数有关的命题(如恒等式等). 3. 培养学生观察、分析、论证的能力, 进一步发展学生的抽象思维能力和创新能力,让学生经历数学归纳法原理的构建过程, 体会类比的数学思想.过程与方法: 1.努力创设和谐融洽的课堂情境,使学生处于积极思考、大胆质疑氛围,提高学生学习的兴趣和课堂效率.让学生体验知识的构建过程, 体会源于生活的数学思想; 2. 通过对数学归纳法的学习、应用,逐步体验观察、归纳、猜想、论证的过程,培养学生由特殊到一般的思维方式和严格规范的论证意识,并初步掌握论证方法; 3. 让学生经历发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程,培养学生创新能力. 情感、态度、价值观: 1. 通过对数学归纳法原理的探究,培养学生严谨的、实事求是的科学态度和不怕困难,勇于探索的精神; 2. 让学生通过对数学归纳法原理和本质的理解,感受数学内在美的震撼力,从而使学生喜欢数学,激发学生的学习热情,使学生初步形成做数学的意识和科学精神; 3. 学生通过置疑与探究,培养学生独立的人格与敢于创新的精神; 4. 持续增进师生互信,生生互助,共创教学相长的教与学的氛围和习惯. 【教学重点】 归纳法意义的认识和数学归纳法产生过程的分析,初步理解数学归纳法的原理并能简单应用. 【教学难点】 数学归纳法中递推思想的理解,初步明确用数学归纳法证明命题的两个步骤. 【教学方法】师生互动讨论、共同探究的方法 【教学手段】多媒体辅助课堂教学 【教学过程】 一、创设情境,启动思维 情境一、财主儿子学写字的笑话、“小明弟兄三个,大哥叫大毛……”的脑筋急转弯等; 教师总结:财主的儿子很傻很天真,但他懂一样思想方法,是什么?以上都是由特殊情况归纳出一般情况的方法---归纳法,这就是今天的课题. 人们通常

反证法在数学中的应用

论文 反证法在数学中的应用 开封县八里湾镇第一初级中学 杨继敏

反证法在数学中的应用 摘要反证法是数学教学中所涉及的基本论证方法,它为一些从正面入手,无法使已知条件和结论找出联系的问题,提供了一条解题途径,它通过给出合理的反设,来增加演绎推理的前提,从而使那种只依靠所给前提而变的山穷水尽的局面,有了柳暗花明又一村的境地,使学生看到增加演绎推理前提的方便功效。在过去的数学学习中,许多人拘泥于传统的推理方法,常常使问题复杂化,尽管最后能达到目的,但往往费时费力,因为数学的研究往往体现一种思维转换,我们可以用一种“换位”思想来处理我们日常遇到的数学问题。 【关键词: 逆向思维;假设;归谬;数学逻辑推理;矛盾;结论。】 1.引言 反证法是数学中一种重要的解题方法,对数学解题有着重要作用。其基本思想是通过求证对立面的不成立从而推出正面的正确。因为这种方法推理严密,说服性强,所以除了在数学中应用反证法,在实际生活中的应用也比较广泛。 在不同的数学情境下,反证法的前提假设不同。因此,在数学中应用反证法,一定要具体问题提出相应具体正确的假设。这就需要熟练掌握反证法的反设词,除此,还应熟记反证法的证题步骤——假设,归谬,结论。有关这个课题的研究,以及涉及到各种文章说明其步骤,适用范围,并附以大量例题。但对反证法在数学中的应用,文字讲解与反证法适宜的数学题型的归纳总结还欠缺。本文就基于这方面的考虑,根据反证法在数学中适宜的命题应用进行了详细的文字讲解及归纳总结。 2. 反证法初探 2.1 反证法的含义及逻辑依据 含义:所谓反证法就是从反面证明命题的正确性,即欲证明“p则q”,则从反面推导出“若p非q”不能成立,从而证明“若p则q”成立。它从否定结论出发,经过正确的严格推理,得到与已知(假设)或已成立的数学命题相矛盾的结果,从而验证产生矛盾的原因,推出原命题的结论不容否定的正确结论。

小学数学50道经典应用题解题思路+模板

小学数学50道经典应用题解题思路+模板 1、已知一张桌子的价钱是一把椅子的10倍,又知一张桌子比一把椅子多288元,一张桌子和一把椅子各多少元? 解题思路: 由已知条件可知,一张桌子比一把椅子多的288元,正好是一把椅子价钱的(10-1)倍,由此可求得一把椅子的价钱。再根据椅子的价钱,就可求得一张桌子的价钱。 答题: 解:一把椅子的价钱: 288÷(10-1)=32(元) 一张桌子的价钱: 32×10=320(元) 答:一张桌子320元,一把椅子32元。 2、3箱苹果重45千克。一箱梨比一箱苹果多5千克,3箱梨重多少千克? 解题思路: 可先求出3箱梨比3箱苹果多的重量,再加上3箱苹果的重量,就是3箱梨的重量。 答题: 解:45+5×3=45+15=60(千克) 答:3箱梨重60千克。

3、甲乙二人从两地同时相对而行,经过4小时,在距离中点4千米处相遇。甲比乙速度快,甲每小时比乙快多少千米? 解题思路: 根据在距离中点4千米处相遇和甲比乙速度快,可知甲比乙多走4×2千米,又知经过4小时相遇。即可求甲比乙每小时快多少千米。答题: 解:4×2÷4=8÷4=2(千米) 答:甲每小时比乙快2千米。 4、李军和张强付同样多的钱买了同一种铅笔,李军要了13支,张强要了7支,李军又给张强0.6元钱。每支铅笔多少钱? 解题思路: 根据两人付同样多的钱买同一种铅笔和李军要了13支,张强要了7支,可知每人应该得(13+7)÷2支,而李军要了13支比应得的多了3支,因此又给张强0.6元钱,即可求每支铅笔的价钱。 答题: 解:0.6÷[13-(13+7)÷2]=0.6÷[13—20÷2]=0.6÷3=0.2(元)答:每支铅笔0.2元。 5、甲乙两辆客车上午8时同时从两个车站出发,相向而行,经过一段时间,两车同时到达一条河的两岸。由于河上的桥正在维修,车辆禁止通行,两车需交换乘客,然后按原路返回各自出发的车站,到站时已是下午2点。甲车每小时行40千米,乙车每小时行 45千米,两地相距多少千米?(交换乘客的时间略去不计)

“反证法”在物理解题中的应用

“反证法”在物理解题中的应用 府谷县前石畔九年制学校贾占雄 在物理解题时,当从正面难以解决时可以转向反面思考,当用直接方法难以奏效时可以采用间接方法,这种正面突破有困难而转向反面寻求解法的策略,称为正难则反,或者称为逆向思维原则。反证法就是正难则反解题原则的一种形式。 所谓反证法,是指通过证明论题结论的反面不正确来得出论题的正确结论的一种证明方法。反证法的证题步骤有三: 反设——归谬———存真 第一步:反设。即先提出与欲证结论相反(或相斥)的假设。第二步:归谬。在反设成立的前提条件下推出矛盾。这个矛盾可以是与已知条件、客观事实的矛盾,可以是与物理概念定义、物理规律的矛盾,可以是与命题题设矛盾,或与所做假设矛盾,甚至可以是从两个不同角度进行推理得出的结论自相矛盾。第三步,存真。反证法的逻辑依据是形式逻辑的“排中律”与“矛盾律”。排中律可以简洁地表述为:两个相互矛盾的思想不能同假,必有一真。矛盾律可以表述为:一个思想及其否定不能同真,必有一假。这样,欲证结论的正面与反面不可能同真,也不可能同假,二者必居其一。 例如:物体在空中下落的现象极为普遍,那么物体下落的快慢与哪些因素有关呢?古代的学者认为:物体下落的快慢是由它们所受的重力决定的,物体越重,下落的越快。公元前4世纪希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种观点。由于这种观点与人们日常所见十分吻合,在其后两千多年的时间里,人们一直信奉他的学说。最早向亚里士多德学说挑战的是伟大的物理学家伽利略。如何证明亚里士多德的学说是错误的呢?伽利略以著名的比萨斜塔实验给予正面冲击,同时也以反证法奇妙的向亚里士多德发起迂回冲击。假设亚里士多德的学说是正确的,物体越重,下落的越快,重物体要比轻物体下落的快。那么,把一个轻物体与一个重物体系在一起下

数学归纳法的应用习题

第2课时数学归纳法的应用双基达标(限时20分钟) 1.利用数学归纳法证明1 n+ 1 n+1 + 1 n+2 +…+ 1 2n<1(n∈N *,且n≥2)时,第二步 由k到k+1时不等式左端的变化是 (). A.增加了 1 2k+1 这一项 B.增加了 1 2k+1 和 1 2k+2 两项 C.增加了 1 2k+1 和 1 2k+2 两项,同时减少了 1 k这一项 D.以上都不对 解析不等式左端共有n+1项,且分母是首项为n,公差为1,末项为2n 的等差数列,当n=k时,左端为1 k+ 1 k+1 + 1 k+2 +…+ 1 2k;当n=k+1时, 左端为 1 k+1 + 1 k+2 + 1 k+3 +…+ 1 2k+ 1 2k+1 + 1 2k+2 ,对比两式,可得结论. 答案 C 2.用数学归纳法证明“当n为正奇数时,x n+y n能被x+y整除”的第二步是 ().A.假使n=2k+1时正确,再推n=2k+3正确 B.假使n=2k-1时正确,再推n=2k+1正确 C.假使n=k时正确,再推n=k+1正确 D.假使n≤k(k≥1),再推n=k+2时正确(以上k∈N*) 解析因为n为正奇数,据数学归纳法证题步骤,第二步应先假设第k个正奇数也成立,本题即假设n=2k-1正确,再推第(k+1)个正奇数即n=2k+1正确. 答案 B 3.已知平面内有n条直线(n∈N*),设这n条直线最多将平面分割成f(n)个部分,则f(n+1)等于

().A.f(n)+n-1 B.f(n)+n C.f(n)+n+1 D.f(n)+n+2 解析要使这n条直线将平面所分割成的部分最多,则这n条直线中任何两条不平行,任何三条不共点.因为第n+1条直线被原n条直线分成n+1条线段或射线,这n+1条线段或射线将它们所经过的平面区域都一分为二,故f(n+1)比f(n)多了n+1部分. 答案 C 4.已知S n=1 1·3+ 1 3·5+ 1 5·7+…+ 1 (2n-1)(2n+1) ,则S1=________,S2=________, S3=________,S4=________,猜想S n=________. 解析分别将1,2,3,4代入观察猜想S n=n 2n+1 . 答案1 3 2 5 3 7 4 9 n 2n+1 5.用数学归纳法证明“当n为正偶数时x n-y n能被x+y整除”第一步应验证n =________时,命题成立;第二步归纳假设成立应写成________________.解析因为n为正偶数,故第一个值n=2,第二步假设n取第k个正偶数成立,即n=2k,故应假设成x2k-y2k能被x+y整除. 答案2x2k-y2k能被x+y整除 6.用数学归纳法证明: 1+1 22+ 1 32+…+ 1 n2<2- 1 n(n≥2). 证明:(1)当n=2时,1+1 22= 5 4<2- 1 2= 3 2,命题成立. (2)假设当n=k时命题成立,即1+1 22+ 1 32+…+ 1 k2<2- 1 k,当n=k+1时, 1+1 22+ 1 32+…+ 1 k2+ 1 (k+1)2 <2- 1 k+ 1 (k+1)2 <2- 1 k+ 1 k(k+1) =2- 1 k+ 1 k- 1 k+1=2- 1 k+1 ,命题成立. 由(1)、(2)知原不等式在n≥2时均成立. 综合提高(限时25分钟)

单位1应用题解题方法

近距离教育 单位“1”应用题的解题方法 :目前没有形式化定义,只有广泛存在于分数教学实践中的描叙性定义:把一个完整的量(比 如一段路程、一项工程、一筐苹果、一本书、一段时间等)或一个数(正数)视为一个整体或一个单位,并赋予自然数1的特性,可记为“1”。 判断是否是单位“1”应用题 1、找到分数 2、分数后面没有单位 如何找单位“1”:①找到题目中的分数、百分数等关于部分与整体关系的数。(后面没有单位) ②谁的几分之几谁就是单位“1”(关键词:是、比、占等字的后面的通常是单位”1”的) 分数{①表示部分与整体的关系是一个数(后面不带单位) ②表示具体的数量。是一个量(后面带单位) 例: (1)一批水泥,计划每天用去1/5吨,实际每天比计划多用去1/4吨,实际每天用去多少吨? (2)一批水泥,计划每天用去1/5吨,实际每天比计划多用去1/4,实际每天用去多少吨?找单位“1”练习题: (1)男生人数比女生人数多1 5 ,把看作单位“1”。 (1)一瓶水1千克,用去1 3 千克,把_____________________看作单位“1”。 (3)水结成冰后体积增加了 1 10 ,把看作单位“1”。 (4)冰融化成水后,体积减少了 1 12 。把看作单位“1”。 (5)今年的产量相当于去年的2 5 ,把看作单位“1”。 (6)一个长方形的宽是长的1 3 ,把看作单位“1”。 (7)食堂买来100千克白菜,吃了2 5 ,把看作单位“1”。 (8)一台电视机降价1 5 ,把看作单位“1”。

单位“1”应用题的解题步骤: ▲解题步骤: 1、找关键句,审单位“1”。 2、找对应关系。 (一一对应) 3、列关系式(已知单位“1”的量求其它的用乘法;已知其它的量求单位“1”用除法) 例题: 1、前进乡计划挖一条300米长的水渠,已经挖了5 4,还剩下多少米没挖? 2、有大米160千克,大米比面粉多 41,面粉有多少千克? 3、一堆沙运走了总吨数的 72,剩下的比运走的多2.1吨,这堆沙有多少吨? 4、友谊伞厂为支援四川抗震救灾赶制一批帐篷。第一天生产了这批帐篷总数的20%,第二天生产了总数的 207,两天共生产帐篷3300顶。这批帐篷一共有多少顶? 5、甲乙两车同时从A 、B 两地出发,相向而行,甲车速度比乙车快4 1,在离中点20千米处相遇,A 、B 两地相距多少千米?

中考数学解题方法及提分突破训练:反证法专题(含解析)

解题方法及提分突破训练:反证法专题 对于一个几何命题,当用直接证法比较困难时,则可采用间接证法,反证法就是一种间接证法,它不是直接去证明命题的结论成立,而是去证明命题结论的反面不能成立。从而推出命题的结论必然成立,它给我们提供了一种可供选择的新的证题途径,掌握这种方法,对于提高推理论证的能力、探索新知识的能力都是非常必要的。 一 真题链接 1.用反证法证明:圆的两条不是直径的相交弦不能互相平分。 已知:如图,在⊙O 中,弦AB 、CD 交于点P ,且AB 、CD 不是直径.求证:弦AB 、CD 不被P 平分 . 2.平面内有四个点,没有三点共线, 证明:以任意三个点为顶点的三角形不可能都是锐角三角形 3. 平面内有四个点,没有三点共线 证明:以任意三个点为顶点的三角形不可能都是锐角三角形 二 名词释义 反证法是一种间接证法,它是先提出一个与命题的结论相反的假设,然后,从这个假设出发,经过正确的推理,导致矛盾,从而否定相反的假设,达到肯定原命题正确的一种方法。反证法可以分为归谬反证法(结论的反面只有一种)与穷举反证法(结论的反面不只一种)。用反证法证明一个命题的步骤,大体上分为:(1)反设;(2)归谬;(3)结论。

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。 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。例如: 已知:a 是整数,2能整除2 a 。试证:2能整除a ① 探究:问题实际上是在讨论a 是奇数,还是偶数。已知中:说明2 a 是偶数,则 () 22a m m N =∈,此时)a m N =∈ ② 反思:条件已用完,结论还不能明确得证,可能结论自身有问题。 ③ 若结论有问题,则“2不能整除a ”应该成立,此时会发生怎样的情况,进行推理 引出反证法。 总结:在上题由“2不能整除a ”这个假设下,推理出了矛盾,肯定了原题的结论,从而 说明了这种思想可以作为一种证明问题的方法,再通过问题2继续认识。 三 典型例题 反证法的证题步骤: ① 假设。假设结论的反面成立,重点完成对假设的等价转化 ② 归结矛盾。矛盾来源:与已知,定理,公理,已证,已作,矛盾。 ③ 否定假设,肯定结论。 例1.是无理数 是有理数,那么它就可以表示成两个整数之比, 设 ,0,q p p = ≠且,p q q =。 所以,2 2 2p q =。---------① 故2 q 是偶数,q 也必然为偶数。 不妨设2q k =,代入①式,则有22 24p k =,

浅谈数学归纳法及其在中学数学中的应用2

目录 1、数学归纳法---------------------------------------------------------- 3 1.1 归纳法定义-------------------------------------------------------- 3 1.2 数学归纳法体现的数学思想----------------------------------------- 4 1.2.1 从特殊到一般------------------------------------------------ 4 1.2.2 递推思想---------------------------------------------------- 4 2、数学归纳法在中学数学中的应用技巧------------------------------------- 5 2.1 强调------------------------------------------------------------- 5 2.1.1 两条缺一不可------------------------------------------------ 5 2.2 技巧------------------------------------------------------------- 5 2.2.1 认真用好归纳假设-------------------------------------------- 5 2.2.2 学会从头看起------------------------------------------------ 6 2.2.3 在起点上下功夫---------------------------------------------- 7 2.2.4 正确选取起点和过渡------------------------------------------ 8 2.2.5 选取适当的归纳假设形式-------------------------------------- 9 3、数学归纳法在中学数学中的应用 ---------------------------------------- 9 3.1 证明有关自然数的等式--------------------------------------------- 9 3.2 证明有关自然数的不等式------------------------------------------ 11 3.3 证明不等式------------------------------------------------------ 11 3.4 在函数迭代中的应用---------------------------------------------- 12 3.5 在几何中的应用-------------------------------------------------- 14 3.6 在排列、组合中的应用-------------------------------------------- 16 3.7 在数列中的应用-------------------------------------------------- 16 3.8 有关整除的问题-------------------------------------------------- 17

正反比例应用题解题方法

正反比例应用题解题方法 学习正、反比例应用题能进一步加深同学们对数量关系的分析和认识,培养学生分析问题和解决问题的能力,它同时渗透了一定的函数思想,是同学们今后学习初中各门知识的基础。 正、反比例应用题的学习是在学习归一问题与归总问题基础上进行,同学们只要利用好归一问题与归总问题的知识要点就能学习好正、反比例应用题。 例如:一列火车4小时行240千米,照这样的速度,7小时行多少千米?“照这样的速度”是归一问题的典型标志。这里的每小时平均速度就是这道题里的“单一量”。照这样的速度,就是以“单一量”为标准,再求出7小时所行的路程是60×7=420(千米)。因为4小时行240千米,所以,每小时平均速度是240÷4=60(千米)。 再例如:一项工程8个人22天可以完工,如果11个人做几天完工?这是一道归总问题,“8个人22天可以完工”依据这句话可以把整个工程看成8×22份,这个总份数是不变的,根据这个不变的总数,我们用8×22的积除以11,就得出了要求的问题。 我们学习正、反比例应用题正是利用这个不变的量来解决问题的。 同学们要正确理解并紧紧抓住正、反比例的意义,首先要找出应用题中哪两种数量是相关联的量,“谁”是一定的量。如果两种相关联的量相除后等于一定的量,即y/x=k(一定),那么这两种相关联的量是成正比例的量,它们之间的关系是正比例关系即归一问题;如果两种相关联的量相乘后等于一定的量,即x·y=k(一定),那么这两种相关联的量是成反比例的量,它们之间的关系是反比例的关系,即归总问题。 例1:一列火车4小时行240千米,照这样的速度,7小时行多少千米?题中路程和时间是两种相关联的量,速度是一定的量,(照这样的速度就是说速度是一定的)因为路程/时间=速度(一定),所以路程和时间是成正比例的量,它们之间的关系是正比例关系,说明例题是用正比例解答的应用题。 例2:一辆汽车从甲地开往乙地,每小时行驶60千米,4小时到达。如果要3小时到达,每小时需行驶多少千米?题中速度和时间是两种相关联的量,路程是一定的量(就是说甲乙两地的路程是一定的),因为速度×时间=路程(一定),所以速度和时间是成反比例的量,它们之间的关系是反比例关系。说明例题是用反比例关系解答的应用题。 接下来就要根据正反比例的意义,结合题意寻找等量关系式,列方程解答应用题。如果两种相关联的量是成正比例关系,那么这两种相关联的量中任何两个相对应的数的比是相等的,使用未知数x列出两个相等的比;如果两种相关联的量是成反比例关系,那么这两种相关联的量中任何两个相对应的数的积是相等的,使用未知数x列出两个相等的乘法,当然。用比例来解答有关应用题了,先写“解”,后设未知量为x,找等量关系列方程、解方程并检验。在检验时,一是要把求得的未知数的值代入原方程,看方程左右两边的值是否相等,二是要检验求得的未知数的值是否符合题意。 例1的解法: 解:设甲乙两地间的公路长x千米,列方程:240:4=x:7,解方程得:x=420,检验(略),答:甲乙两地间的公路长420千米。 例2的解法: 解:设每小时需行驶x千米,列方程:4x=70×5解方程得x=87.5,检验(略),答:每小时需行87.5千米。 所以说,联系以前的学习,在正、反比例应用题的学习中,根据正、反比例的意义,准确判断两种相关联的量是正比例关系还是反比例关系是解题的基础,寻找等量关系和找准两种相关联的量中两组相对应的数是关键,应用方程来解答这类应用题是它的重要途径。

相关文档
最新文档