高中数学选修1-2第三章推理与证明1归纳与类比12类比推理
高中数学 第三章 推理与证明 3.1 归纳与类比 3.1.2 类比推理教案 北师大选修1-2-人教版
类比推理学习目标1．理解类比推理的意义；了解类比推理的特点；2．掌握运用类比推理的一般步骤。
会进行简单的类比推理。
3．了解归纳推理与类比推理的异同；4．理解合情推理的含义，了解所得结果不一定正确；5．了解合情推理在科学实验和创造中的价值，增强在数学学习中自觉运用合情推理的意识。
提高归纳、类比联想的能力。
重难点剖析重点：掌握类比推理的特点与步骤；难点：在类比推理的运用中发现两类对象间相似性质潜在的关联性；学习过程一．问题情境从一个传说说起：春秋时代鲁国的公输班〔后人称鲁班，被认为是木匠业的祖师〕一次去林中砍树时被一株齿形的茅草割破了手，这桩倒霉事却使他发明了锯子.他的思路是这样的：茅草是齿形的；茅草能割破手.我需要一种能割断木头的工具；它也可以是齿形的.这个推理过程是归纳推理吗？二．数学活动我们再看几个类似的推理实例。
例1、试根据等式的性质猜想不等式的性质。
等式的性质：猜想不等式的性质：(1) a=b⇒a+c=b+c; (1) a＞b⇒a+c＞b+c;(2) a=b⇒ ac=bc; (2) a＞b⇒ ac＞bc;(3) a=b⇒a2=b2;等等。
(3) a＞b⇒a2＞b2;等等。
问：这样猜想出的结论是否一定正确？例2、试将平面上的圆与空间的球进行类比.圆的定义：平面内到一个定点的距离等于定长的点的集合.球的定义：到一个定点的距离等于定长的点的集合.圆 球 弦←→截面圆 直径←→大圆 周长←→表面积 面积←→体积☆上述两个例子均是这种由两个〔两类〕对象之间在某些方面的相似或相同，推演出他们在其他方面也相似或相同；或其中一类对象的某些特征，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〕．简言之，类比推理是由特殊到特殊的推理． 类比推理的一般步骤：⑴ 找出两类对象之间可以确切表述的相似特征；⑵ 用一类对象的特征去推测另一类对象的特征，从而得出一个猜想； ⑶ 检验猜想，即例3如图，点O 是ABC ∆内任意一点，连结,,,CO BO AO 并延长交对边于111,,C B A ，那么1111111=++CC OC BB OB AA OA 〔Ⅰ〕类比猜想，对于空间四面体BCD V -，存在什么类似的结论〔Ⅱ〕？并用证明〔Ⅰ〕时类似的方法给出证明。
高中数学(选修1—2)《归纳推理》教学设计
ｌ ５ １３ １７
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３ 通 过 本 节 学 习 ， 学 生 养 成 主 动 运 用 归 纳 推 理 思 维 的 ． 使
意识 和 习惯 。
４ 激 发 学 生 学 习 数 学 的 浓 厚 兴 趣 和 应 用 数 学 的 良好 品 ． 质 ， 步 形 成 发 现 新 知识 ， 决 新 问 题 的 能力 。 逐 解
理能力。
质 ， 利导 人本 节 新 课 。 顺 （ ） 二 引导 学生分析 总结 归纳思维解决数 学 问题 的方法步骤 。 １指 导 学 生 阅 读 课 本 例 题 ： １ 哥 德 巴 赫 猜 想 ；２） 拉 公 ． （） （ 欧 式 ；３ 数 列 通 项 公式 。 （） 通 过 以 上 三 个 实 例 的 学 习 理 解 ，使 学 生 对 归 纳 推 理 有 一 个 初 步 的感 性认 识 。 ２组 织 学 生 分 组 讨 论 ： 励 学 生积 极 思 考 ， 胆 发 表 自 己 ． 鼓 大 的看 法 与 见 解 ．结 合 教 材 内容 初 步 得 出归 纳 推 理 解 决 实 际 问 题 的“ 观察 规 律 一 猜 想 结 果一 检 验 论证 ” 方 法 步骤 。 的 ３教 师 总结 归 纳 推 理 概 念 。 ． 归 纳 推 理 是 根 据 一 类 事 物 中部 分 事 物 具 有 某 种 属 性 。 推 断 该 类 事 物 中所 有 事 物 都 具 有 这 种 属 性 的 一 种 推 理 形 式 。 它 是 由局 部 到 整 体 、 别 到 一 般 的 一 种思 维 方 式 。 个 （ ） 识 应 用 ． 题 训 练 三 知 解 例 ３将 正 奇 数 按 下 面 表 格 中 的 数 字 呈 现 的规 律填 入 各 方 ． 格 中， 则数 字 ５ 位 于 第 几 行 第 几 列 ？ ５
高中数学第三章推理与证明1.1.2类比推理教案含解析北师大版选修1_2
1．2 类比推理类比推理三角形有下面两个性质：(1)三角形的两边之和大于第三边； (2)三角形的面积等于高与底乘积的12.问题1：你能由三角形的这两个性质推测空间四面体的性质吗？试写出来． 提示：(1)四面体任意三个面的面积之和大于第四个面的面积； (2)四面体的体积等于底面积与高乘积的13.问题2：由三角形的性质推测四面体的性质体现了什么？提示：由一类事物的特征推断另一类事物的类似特征，即由特殊到特殊．定义特征由于两类不同对象具有某些类似的特征，在此基础上，根据一类对象的其他特征，推断另一类对象也具有类似的其他特征，把这种推理过程称为类比推理. 类比推理是两类事物特征之间的推理.合情推理合情推理的含义(1)合情推理是根据实验和实践的结果、个人的经验和直觉、已有的事实和正确的结论(定义、公理、定理等)，推测出某些结果的推理方式．(2)归纳推理和类比推理是最常见的合情推理．1．类比推理是从人们已经掌握了的事物特征，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，不一定可靠；2．类比推理以旧的知识作为基础，推测新的结果，具有发现功能．平面图形与空间几何体的类比[例1] (1)圆心与弦(非直径)中点的连线垂直于弦； (2)与圆心距离相等的两弦长相等； (3)圆的周长C ＝πd (d 是直径)； (4)圆的面积S ＝πr 2.[思路点拨] 先找出相似的性质再类比，一般是点类比线、线类比面、面积类比体积． [精解详析] 圆与球有下列相似的性质：(1)圆是平面上到一定点的距离等于定长的所有点构成的集合；球面是空间中到一定点的距离等于定长的所有点构成的集合．(2)圆是平面内封闭的曲线所围成的对称图形；球是空间中封闭的曲面所围成的对称图形．通过与圆的有关性质类比，可以推测球的有关性质.圆球圆心与弦(非直径)中点的连线垂直于弦 球心与截面(不经过球心的小圆面)圆心的连线垂直于截面与圆心距离相等的两条弦长相等与球心距离相等的两个截面的面积相等圆的周长C ＝πd 球的表面积S ＝πd 2圆的面积S ＝πr 2球的体积V ＝43πr 3[一点通] 解决此类问题，从几何元素的数目、位置关系、度量等方面入手，将平面几何的相关结论类比到立体几何中，相关类比点如下：平面图形 立体图形 点 点、线 直线 直线、平面 边长 棱长、面积面积 体积 三角形 四面体 线线角 面面角 平行四边形平行六面体圆球1．下面类比结论错误的是( )A ．由“若△ABC 一边长为a ，此边上的高为h ，则此三角形的面积S ＝12ah ”类比得出“若一个扇形的弧长为l ，半径为R ，则此扇形的面积S ＝12lR ”B ．由“平行于同一条直线的两条直线平行”类比得出“平行于同一个平面的两个平面平行”C ．由“在同一平面内，垂直于同一条直线的两条直线平行”类比得出“在空间中，垂直于同一个平面的两个平面平行”D ．由“三角形的两边之和大于第三边”类比得出“凸四边形的三边之和大于第四边” 解析：选C 只有C 中结论错误，因为两个平面还有可能相交．2.如图所示，在△ABC 中，射影定理可表示为a ＝b ·cos C ＋c ·cos B ，其中a ，b ，c 分别为角A ，B ，C 的对边，类比上述定理，写出对空间四面体性质的猜想．解：如图所示，在四面体P ABC 中，S 1，S 2，S 3，S 分别表示△PAB ，△PBC ，△PCA ，△ABC 的面积，α，β，γ依次表示平面PAB ，平面PBC ，平面PCA 与底面ABC 所成二面角的大小．我们猜想射影定理类比推理到三维空间，其表现形式应为S ＝S 1·cos α＋S 2·cos β＋S 3·cos γ.定义、定理与性质的类比[例2][精解详析] ①两实数相加后，结果是一个实数，两向量相加后，结果仍是向量； ②从运算律的角度考虑，它们都满足交换律和结合律， 即：a ＋b ＝b ＋a ，a ＋b ＝b ＋a ，(a ＋b )＋c ＝a ＋(b ＋c )，(a ＋b )＋c ＝a ＋(b ＋c )； ③从逆运算的角度考虑，二者都有逆运算，即减法运算， 即a ＋x ＝0与a ＋x ＝0都有唯一解，x ＝－a 与x ＝－a ；④在实数加法中，任意实数与0相加都不改变大小，即a ＋0＝a .在向量加法中，任意向量与零向量相加，既不改变该向量的大小，也不改变该向量的方向，即a ＋0＝a .[一点通] 运用类比推理常常先要寻找合适的类比对象，本例中实数加法的对象为实数，向量加法的对象为向量，且都满足交换律与结合律，都存在逆运算，而且实数0与零向量0分别在实数加法和向量加法中占有特殊的地位．因此我们可以从这四个方面进行类比．3．试根据等式的性质猜想不等式的性质并填写下表.等式不等式a ＝b ⇒a ＋c ＝b＋c① a ＝b ⇒ac ＝bc ② a ＝b ⇒a 2＝b 2③答案：①a >b ⇒a ＋c >③a >b >0⇒a 2>b 2(说明：“>”也可改为“<”)4．已知等差数列{a n }的公差为d ，a m ，a n 是{a n }的任意两项(n ≠m )，则d ＝a n －a mn －m，类比上述性质，已知等比数列{b n }的公比为q ，b n ，b m 是{b n }的任意两项(n ≠m )，则q ＝________.解析：∵a n ＝a m qn －m，∴q ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫a n a m 1n －m.答案：⎝ ⎛⎭⎪⎫a n a m 1n －m1．类比推理先要寻找合适的类比对象，如果类比的两类对象的相似性越多，相似的性质与推测的性质之间越相关，那么类比得出的结论就越可靠．2．归纳推理与类比推理都是合情推理．归纳推理是从特殊过渡到一般的思想方法，类比推理是由此及彼和由彼及此的联想方法，归纳和类比离不开观察、分析、对比、联想，许多数学知识都是通过归纳与类比发现的．1．下列哪个平面图形与空间图形中的平行六面体作为类比对象较合适( ) A ．三角形 B ．梯形 C ．平行四边形D ．矩形解析：选C 从构成几何图形的几何元素的数目、位置关系、度量等方面考虑，用平行四边形作为平行六面体的类比对象较为合适．2．设△ABC 的三边长分别为a ，b ，c ，△ABC 的面积为S ，内切圆半径为r ，则r ＝2Sa ＋b ＋c；类比这个结论可知：四面体P ABC 的四个面的面积分别为S 1，S 2，S 3，S 4，内切球的半径为r ，四面体P ABC 的体积为V ，则r ＝( )A.VS 1＋S 2＋S 3＋S 4B.2VS 1＋S 2＋S 3＋S 4C.3V S 1＋S 2＋S 3＋S 4 D.4VS 1＋S 2＋S 3＋S 4解析：选C 设内切球的球心为O ，所以可将四面体P ABC 分为四个小的三棱锥，即O ABC ，O PAB ，O PAC ，O PBC ，而四个小三棱锥的底面积分别是四面体P ABC 的四个面的面积，高是内切球的半径，所以V ＝13S 1r ＋13S 2r ＋13S 3r ＋13S 4r ＝13(S 1＋S 2＋S 3＋S 4)r ，∴r ＝3VS 1＋S 2＋S 3＋S 4.3．已知{b n }为等比数列，b 5＝2，则b 1b 2b 3…b 9＝29.若{a n }为等差数列，a 5＝2，则{a n }的类似结论为( )A ．a 1a 2a 3…a 9＝29B ．a 1＋a 2＋…＋a 9＝29C ．a 1a 2…a 9＝2×9D ．a 1＋a 2＋…＋a 9＝2×9解析：选D 类比等比数列{b n }中b 1b 2b 3…b 9＝b 95，可得在等差数列{a n }中a 1＋a 2＋…＋a 9＝9a 5＝9×2.4．类比三角形中的性质： ①两边之和大于第三边； ②中位线长等于底边长的一半； ③三内角平分线交于一点． 可得四面体的对应性质：①任意三个面的面积之和大于第四个面的面积；②过四面体的交于同一顶点的三条棱的中点的平面面积等于该顶点所对的面面积的14；③四面体的六个二面角的平分面交于一点． 其中类比推理方法正确的有( ) A ．① B ．①② C ．①②③D ．都不对解析：选C 以上类比推理方法都正确，需注意的是类比推理得到的结论是否正确与类比推理方法是否正确并不等价，方法正确结论也不一定正确．5．在△ABC 中，D 为BC 的中点，则AD ―→＝12()AB ―→＋AC ―→ ，将命题类比到四面体中去，得到一个命题为：______________________________________.．解析：平面中线段的中点类比到空间为四面体中面的重心，顶点与中点的连线类比顶点和重心的连线．答案：在四面体A BCD 中，G 是△BCD 的重心，则AG ―→＝13()AB ―→＋AC ―→＋AD ―→ 6．运用下面的原理解决一些相关图形的面积问题：如果与一条固定直线平行的直线被甲、乙两个封闭的图形所截得的线段的比都为k ，那么甲的面积是乙的面积的k 倍．你可以从给出的简单图形①②中体会这个原理．现在图③中的两个曲线方程分别是x 2a 2＋y 2b2＝1(a ＞b＞0)与x 2＋y 2＝a 2，运用上面的原理，图③中椭圆的面积为__________．解析：由于椭圆与圆截y 轴所得线段之比为b a， 即k ＝b a，所以椭圆面积S ＝πa 2·b a＝πab . 答案：πab7．在Rt △ABC 中，若∠C ＝90°，则cos 2A ＋cos 2B ＝1，在空间中，给出四面体性质的猜想．解：如图，在Rt △ABC 中，cos 2A ＋cos 2B ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫b c 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫a c 2＝a 2＋b2c 2＝1.于是把结论类比到四面体P A ′B ′C ′中，我们猜想，三棱锥P A ′B ′C ′中，若三个侧面PA ′B ′，PB ′C ′，PC ′A ′两两互相垂直，且分别与底面所成的角为α，β，γ，则cos 2α＋cos 2β＋cos 2γ＝1.8．在公比为4的等比数列{b n }中，若T n 是数列{b n }的前n 项积，则T 20T 10，T 30T 20，T 40T 30也成等比数列，且公比为4100；类比上述结论，相应地在公差为3的等差数列{a n }中，若S n 是{a n }的前n 项和．(1)写出相应的结论，判断该结论是否正确，并加以证明； (2)写出该结论一个更为一般的情形(不必证明)．解：(1)在公差为3的等差数列{a n }中，若S n 是{a n }的前n 项和，则数列S 20－S 10，S 30－S 20，S 40－S 30也是等差数列，且公差为300.该结论是正确的．证明如下：∵等差数列{a n }的公差d ＝3， ∴(S 30－S 20)－(S 20－S 10)＝(a 21＋a 22＋…＋a 30)－(a 11＋a 12＋…＋a 20) ＝10d ＋10d ＋…＋10d ＝100d ＝300，10个同理可得：(S 40－S 30)－(S 30－S 20)＝300，所以数列S 20－S 10，S 30－S 20，S 40－S 30是等差数列，且公差为300. (2)在公差为d 的等差数列{a n }中， 若S n 是{a n }的前n 项和， 则对于任意k ∈N ＋， 数列S 2k －S k ，S 3k －S 2k ，S 4k －S 3k 也成等差数列，且公差为k 2d .9．先阅读下列不等式的证法，再解决后面的问题：已知a 1，a 2∈R ，a 1＋a 2＝1，求证a 21＋a 22≥12.证明：构造函数f (x )＝(x －a 1)2＋(x －a 2)2， 则f (x )＝2x 2－2(a 1＋a 2)x ＋a 21＋a 22＝2x 2－2x ＋a 21＋a 22. 因为对一切x ∈R ，恒有f (x )≥0，所以Δ＝4－8(a 21＋a 22)≤0，所以a 21＋a 22≥12.(1)若a 1，a 2，…，a n ∈R ，a 1＋a 2＋…＋a n ＝1，请写出上述结论的推广式； (2)类比上述证法，对你推广的结论加以证明． 解：(1)若a 1，a 2，…，a n ∈R ，a 1＋a 2＋…＋a n ＝1， 求证：a 21＋a 22＋…＋a 2n ≥1n.(2)证明：构造函数f (x )＝(x －a 1)2＋(x －a 2)2＋…＋(x －a n )2，则f (x )＝nx 2－2(a 1＋a 2＋…＋a n )x ＋a 21＋a 22＋…＋a 2n ＝nx 2－2x ＋a 21＋a 22＋…＋a 2n . 因为对一切x ∈R ，恒有f (x )≥0， 所以Δ＝4－4n (a 21＋a 22＋…＋a 2n )≤0.。
高中数学第三章推理与证明3.1归纳与类比3.1.1归纳推理知识导航素材北师大版选修1_2
3.1.1 归纳推理自主整理1.根据一类事物中部分事物具有某种属性,推断这类事物中每一个都有这种属性,我们把这种推理方式称为_____________.2.归纳推理是由_____________到_____________,由_____________到_____________的推理.3.归纳推理得出的结论_____________(填“一定”或“不一定”)正确.高手笔记1.欧拉公式:一个凸多面体中,多面体的面数(F)、棱数(E)、顶点数(V),它们之间的关系为:V-E+F=2.2.归纳推理的一般步骤:(1)通过观察个别事物发现某些相同的性质;(2)从已知的相同性质中推出一个明确表达的一般性命题,并且在一般情况下,如果归纳的个别情况越多,越具有代表性,那么推广的一般性结论也就越可靠,学习中通过实例去分析、归纳问题的一般性命题,加强应用.特别注意,由归纳推理所获得的结论,仅仅是一种猜测,并不一定可靠,其可靠性需要通过证明.3.对于数列的通项公式和前n 项和的求法,常用归纳猜想.4.归纳推理是我们探求数学问题的一种重要方法和途径,通过归纳推理发现许多未知的内容是科学前沿结论的重要手段.名师解惑1.归纳推理得到的结论一定正确吗?剖析:归纳推理是根据已经知道的个别事例具有的属性推断出所有这类事物所具有的共性,有时结论正确,有时结论不正确.在归纳结论时,要对大量的个体进行观察,其正确性还需要通过严格的证明,不正确的结论只需举出一个特例不符合即可.讲练互动【例1】如下图是由一连串直角三角形演化而成的,其中OA 1=A 1A 2=A 2A 3=…=A 7A 8=…=1,记OA 1、OA 2、OA 3、…、OA 8、…、OA n 的长度所成的数列为{l n }(n∈N ),(1)写出数列的前4项;(2)求{l n }的通项公式.分析:(1)利用勾股定理可逐项求出前4项;(2)观察归纳规律得通项公式.解:(1)∵l 1=OA 1=1,由勾股定理得l 2=121+l =112+=2.l 3=122+l =1)2(2+=3.l 4=123+l =1)3(2+=2.(2)观察{l n }的前n 项,可以发现数列的项恰好是序号n 的算术平方根.∴通项公式a n =n .绿色通道本题目显然有l n+1=12+n l ,∴l n+12=l n 2+1,{l n 2}为等差数列,首项为1, ∴l n 2=1+(n-1)=n.∴l n =n . 数列问题可通过求得前n 项、观察得到通项公式.变式训练1.根据所给数列前几项的值32,154,356,638,9910,…,猜想数列的通项公式. 解:32=3112⨯⨯,154=5322⨯⨯,7532356⨯⨯=,9742638⨯⨯=,119529910⨯⨯=,…… 于是猜想该数列的通项公式为a n =1)1)(2n -(2n n 2+. 【例2】已知数列{a n }满足a n+1=a n 2-na n +1(n=1,2,3,…),当a 1=2时,求a 2、a 3、a 4,并由此猜想出a n 的一个通项公式.分析:本题主要考查猜想、归纳推理及分析和解决问题的能力,先求出a 2、a 3、a 4,并结合a 1,观察它们之间有什么共同的特征,然后猜想通项公式. 解:由a 1=2,得a 2=3,由a 2=3,得a 3=4,由a 3=4,得a 4=5,由此猜想a n =n+1(n≥1且n∈N +). 绿色通道解决此类问题,要写出前几项,通过观察、分析、比较找出规律,从而猜测出可能的结果. 变式训练2.已知数列{a n }的第1项a 1=1,且a n+1=nn a a +1(n=1,2,…),试归纳出这个数列的通项公式. 解:当n=1时,a 1=1,a 2=21111=+a a ,a 3=21121+=31,a 4=31131+=41. 观察可得a n =n1. 【例3】在平面内观察:凸四边形有2条对角线,凸五边形有5条对角线,凸六边形有9条对角线,……由此猜想凸n 边形有几条对角线?分析:在找规律时,尽量发现对角线的条数与凸n 边形的边数n 之间的直接关系,或寻找与前面n-1边形的对角线条数之间的关系.解:凸四边形有2条对角线.凸五边形的对角线比凸四边形多3条.凸六边形的对角线比凸五边形多4条.……于是猜想凸n 边形的对角线条数比凸n-1边形多n-2条对角线,由此凸n 边形对角线条数为2+3+4+5+…+(n-2)=21n(n-3)(n≥4,n∈N +). 绿色通道在归纳推理的过程中,应注意探求前后联系,如本题中随多边形边数及对角线条数的共变现象作定量分析,才能发现其对角线条数的增加规律.变式训练3.平面内有n 条直线,其中任何两条不平行,任何三条不过同一点,试归纳它们的交点个数. 解:n=2时,交点个数f(2)=1,n=3时,交点个数f(3)=3=1+2,n=4时,交点个数f(4)=6=3+3=1+2+3,n=5时,交点个数f(5)=10=6+4=1+2+3+4.……猜出f(n)=1+2+3+…+n-1=2)1(-n n (n≥2). 【例4】猜想不等式1+21+31+…+n 1>1+n 满足什么条件成立?分析:不等式的左边不能合并,但当n 取较小的自然数时,可以合并,n 可从1开始取值进行探讨.解:当n=1时,左边=1,右边=11+=2,不等式不成立.当n=2时,左边=1+21=222+,右边=21+=3=212. ∵2+2<12,∴左边<右边,不等式不成立.当n=3时,左边=1+21+31=632236++,右边=13+=2,左边>38.667.14.136=⨯⨯+>2=右边. ∴不等式成立.猜想当n∈N 且n≥3时不等式成立.绿色通道有些结论是在某些条件下成立,不一定恒成立,需探究其成立的条件.变式训练4.zf(n)=n 2+n+41,n∈N +，计算f(1),f(2),…,f(10)的值，同时作出归纳推理，并用n=40验证猜想是否正确.解：f(1)=12+1+41=43,f(2)=22+2+41=47,f(3)=32+3+41=53,f(4)=42+4+41=61,f(5)=52+5+41=71,f(6)=62+6+41=83,f(7)=72+7+41=97,f(8)=82+8+41=113,f(9)=92+9+41=131,f(10)=102+10+41=151.∵43,47,53,61,71,83,97,113,131,151都是质数, ∴归纳猜想f(n)=n2+n+41的值都为质数.当n=40时,f(40)=402+40+41=40×41+41=41×41,∴f(40)是合数.∴上面归纳推理得到的猜想不正确.。
高中数学第三章推理与证明1归纳与类比1.2类比推理课件
第三章 推理与证明
课前预习学案
课堂互动讲义
课后演练提升
1．下面几种推理是类比推理的是( ) A．因为三角形的内角和是180°×(3－2)，四边形的内角 和是180°×(4－2)，…，所以n边形的内角和是180°×(n－2) B．由平面三角形的性质，推测空间四边形的性质 C．某校高二年级有20个班，1班有51位团员，2班有53位 团员，3班有52位团员，由此可以推测各班都超过50位团员 D．4能被2整除，6能被2整除，8能被2整除，所以偶数能 被2整除 答案： B
数学D 选修1-2
第三章 推理与证明
课前预习学案
课堂互动讲义
课后演练提升
解析： 如图①所示，在平面△DEF 中，正弦定理为sDinEF ＝siEnFD＝sDinFE.如图②，已知平面 SAB，SAC，SBC 与底面 ABC 所成的角分别为 α1，α2，α3.
类比可得，在四面体 S－ABC 中，有sSi△nSAαB1＝sSi△nSAαC2＝sSi△nSBαC3. 即sinS1α1＝sinS2α2＝sinS3α3.
数学D 选修1-2
第三章 推理与证明
三角形的面积 S＝12(a＋b＋c)r(r 为三角形内 切圆的半径)
四面体
数学D 选修1-2
第三章 推理与证明
课前预习学案
课堂互动讲义
课后演练提升
[思路导引] 已知三角形和四面体的“外在”性质，合理寻找
类比对象对二者“内在”性质进行探究．
[边听边记] 三角形和四面体分别是平面图形和空间图形
，三角形的边对应四面体的面，即平面的线类比空间的面；三
答案： 正四面体的内切球半径是高的14
数学D 选修1-2
第三章 推理与证明
课前预习学案
高中数学第三章推理与证明3.1归纳与类比3.1.2类比推理课件北师大版选修1_2
学
习
目
标
思
维
脉
络
1.通过具体实例理解类比推理的意义. 2.会用类比推理对具体问题作出推断.
一、类比推理 1.类比推理的含义 由于两类不同对象具有某些类似的特征,在此基础上,根据一类 对象的其他特征,推断另一类对象也具有类似的其他特征,我们把 这种推理过程称为类比推理. 类比推理是两类事物特征之间的推理. 2.类比推理的特征 类比推理是从特殊到特殊的推理,简称类比. 3.结论真假:利用类比推理得出的结论不一定是正确的. 4.思维过程流程图 观察、比较→联想、类推→猜想新的结论
【做一做 1】 (1)已知扇形的弧长为 l,半径为 r,类比三角形的面
底× 高 积公式 S= ,可推知扇形面积等于( 2 ������2 ������2 A. B. 2 2 ������������ ������+������ C. D. 2 2
)
(2)在医药研究中,研制新药初期,常用一些动物做药性、药理试 验,最后才做临床试验与应用,通过对动物的观察,得出对人应用的 一些结论,所用推理为 . 解析:(1)三角形的高对应扇形的半径,三角形的底对应扇形的弧 1 ������������ 长,所以可猜测为 2rl= 2 . (2)符合类比推理的方法,故应为类比推理. 答案:(1)C (2)类比推理
【做一做2】 (1)鲁班发明锯子的思维过程为:带齿的草叶能割破 行人的腿,“锯子”能“锯”开木材,它们在功能上是类似的.因此,它们 在形状上也应该类似,“锯子”应该是齿形的.该过程体现了( ) A.归纳推理 B.类比推理 C.没有推理 D.以上说法都不对 (2)等差数列{an}中有2an=an-1+an+1(n≥2,且n∈N+),类比以上结 论,在等比数列{bn}中类似的结论是 . 2 =b · 答案:(1)B (2) ������������ n-1 bn+1(n≥2,且n∈N+)
高中数学选修1-2第三章推理与证明1归纳与类比12类比推理
1.2 类比推理一、教学目标1.知识与技能：（1）结合已学过的数学实例，了解类比推理的含义；（2）能利用类比进行简单的推理；（3）体会并认识类比推理在数学发现和生活中的作用。
2.方法与过程：递进的了解、体会类比推理的思维过程；体验类比法在探究活动中：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：体会类比法在数学发现中的基本作用：即通过类比，发现新问题、新结论；通过类比，发现解决问题的新方法。
培养分析问题的能力、学会解决问题的方法；增强探索问题的信心、收获论证成功的喜悦；体验数学发现的乐趣、领略数学方法的魅力！同时培养学生学数学、用数学，完善数学的正确数学意识。
二、教学重点：了解类比推理的含义，能利用类比进行简单的推理。
教学难点：培养学生“发现—猜想—证明”的推理能力。
三、教学方法：探析归纳，讲练结合四、教学过程（一）复习：归纳推理的概念：根据一类事物中部分事物具有某种属性，推断该类事物中每一个事物都具有这种属性。
我们将这种推理方式称为归纳推理。
注意：利用归纳推理得出的结论不一定是正确的。
1.归纳推理的要点：由部分到整体、由个别到一般；2.典型例子方法归纳。
（二）引入新课：据科学史上的记载，光波概念的提出者，荷兰物理学家、数学家赫尔斯坦•惠更斯曾将光和声这两类现象进行比较，发现它们具有一系列相同的性质：如直线传播、有反射和干扰等。
又已知声是由一种周期运动所引起的、呈波动的状态，由此，惠更斯作出推理，光也可能有呈波动状态的属性，从而提出了光波这一科学概念。
惠更斯在这里运用的推理就是类比推理。
（三）例题探析例1：已知：“正三角形内一点到三边的距离之和是一个定值”，将空间与平面进行类比，空间中什么样的图形可以对应三角形？在对应图形中有与上述定理相应的结论吗？解：将空间与平面类比，正三角形对应正四面体，三角形的边对应四面体的面。
得到猜测：正四面体内一点到四个面距离之和是一个定值。
高中数学 第三章 推理与证明 归纳推理与类比推理异同点比较拓展资料素材 北师大版选修1-2(1)
归纳推理与类比推理异同点比较合情推理是数学的基本思维过程，也是人们学习和生活中经常使用的思维方式．在解决问题的过程中，合情推理具有猜侧和发表结论，探索和提供思路的作用．有利于创新意识的培养．在能力高考的要求下，推理方法就显得更加重要．在复习中要把推理方法形成自己的解决问题的意识，使得问题的解决有章有法，得心应手．合情推理包括归纳推理和类比推理.一.归纳推理和类比推理的联系:归纳推理与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．由这两种推理得到的结论都不一定正确,其正确性有待进一步证明.二.归纳推理和类比推理的区别:(一) 归纳推理1.归纳推理定义: 由某类事物的部分对象具有某些特征，推出该类事物的全部对象都具有这些特征的推理，或者由个别事实概括出一般结论的推理，称为归纳推理（简称归纳）．简言之，归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理．说明：归纳推理的思维过程大致如下：2.归纳推理的特点:（1)归纳推理的前提是几个已知的特殊现象，归纳所得的结论是尚属未知的一般现象，该结论超越了前提所包容的范围．(2)由归纳推理得到的结论具有猜测的性质，结论是否真实，还需经过逻辑证明和实践检验．因此，它不能作为数学证明的工具．(3)归纳推理是一种具有创造性的推理．通过归纳推理得到的猜想，可以作为进一步研究的起点，帮助人们发现问题和提出问题．归纳推理是从个别事实中概括出一般原理的一种推理模型，归纳推理包括不完全归纳法和完全归纳法.3.归纳推理的一般步骤：①通过观察个别情况发现某些相同本质；②从已知的相同性质中推出一个明确表达的一般性命题．说明：归纳推理基于观察和实验，像“瑞雪兆丰年”等农谚一样，是人们根据长期的实践经验进行归纳的结果．物理学中的波义耳—马略特定律、化学中的门捷列夫元素周期表、天文学中开普勒行星运动定律等，也都是在实验和观察的基础上，通过归纳发现的．(二).类比推理（以下简称类比）1.类比推理定义: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）．简言之，类比推理是由特殊到特殊的推理．2. 类比推理的一般步骤：①找出两类事物之间的相似性或一致性；②用一类事物的性质去推测另一类事物的性质，得出一个明确的命题（猜想）．3.说明：类比推理的思维过程大致如下图所示：类比推理是在两类不同的事物之间进行对比，找出若干相同或相似点之后，推测在其他方面也可以存在相同或相似之处的一种推理模式．类比推理不象归纳推理那样局限于同类事物, 同时,类比推理比归纳推理更富于想像,因而也就更具有创造性. 人类在科学研究中建立的不少假说和教学中许多重要的定理，公式都是通过类比提出来的,工程技术中许多创造和发明也是在类比推理的启迪下而获得的．因此，类比推理已成为人类发现发明的重要工具.例1. 如图，①，②，③，…是由花盆摆成的图案，根据图中花盆摆放的规律，第n个图形中的花盆数a n= ．【答案】 a n=3n2-3n+1.【解析】仔细观察发现:图案①的花盆数为:1个, a1=1; 图案②的花盆中间数为3,上下两行都是2个, a2=2+3+2; 图案③的花盆中间数为5,上面两行由下到上分别递减1个,而且关于中间行上下对称, a3=3+4+5+4+3;……;可以猜想: 第n个图形中的花盆中间数为2n-1,上面每行由下到上分别递减1个,最上面有n个,而且关于中间行上下对称,因此a n=n+(n+1)+…+(2n-1)+…+(n+1) + n=3n2-3n+1.【评析】上例是利用归纳推理解决问题的.归纳推理分为完全归纳和不完全归纳，由归纳推理所得的结论虽然未必是可靠的，但它由特殊到一般，由具体到抽象的认识功能，对科学的发现是十分有用的．观察、实验，对有限的资料作归纳整理，提出带有规律性的说法，乃是科学研究的最基本的方法之一.例2.如图，过四面体V-ABC的底面上任一点O分别作OA1∥VA，OB1∥VB，OC1∥VC，A1，B1，C1分别是所作直线与侧面交点．求证：++为定值．分析考虑平面上的类似命题：“过△ABC（底）边 AB上任一点O分别作OA1∥AC，OB1∥BC，分别交BC、AC于A1、B1，求证+为定值”．这一命题利用相似三角形性质很容易推出其为定值1．另外，过A、O分别作BC垂线，过B、O分别作AC垂线，则用面积法也不难证明定值为1．于是类比到空间围形，也可用两种方法证明其定值为1．证明：如图，设平面OA1VA∩BC＝M，平面OB1VB∩AC＝N，平面OC1VC∩AB=L，则有△MOA1∽△MAV，△NOB1∽△NBV，△LOC1∽△ LCV．得++=++。
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1.2 类比推理
一、教学目标
1.知识与技能：（1）结合已学过的数学实例，了解类比推理的含义；
（2）能利用类比进行简单的推理；
（3）体会并认识类比推理在数学发现和生活中的作用。
2.方法与过程：递进的了解、体会类比推理的思维过程；体验类比法在探究活动中：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：体会类比法在数学发现中的基本作用：即通过类比，发现新问题、新结论；通过类比，发现解决问题的新方法。
培养分析问题的能力、学会解决问题的方法；增强探索问题的信心、收获论证成功的喜悦；体验数学发现的乐趣、领略数学方法的魅力！同时培养学生学数学、用数学，完善数学的正确数学意识。
二、教学重点：了解类比推理的含义，能利用类比进行简单的推理。
教学难点：培养学生“发现—猜想—证明”的推理能力。
三、教学方法：探析归纳，讲练结合
四、教学过程
（一）复习：归纳推理的概念：根据一类事物中部分事物具有某种属性，推断该类事物中每一个事物都具有这种属性。
我们将这种推理方式称为归纳推理。
注意：利用归纳推理得出的结论不一定是正确的。
1.归纳推理的要点：由部分到整体、由个别到一般；
2.典型例子方法归纳。
（二）引入新课：据科学史上的记载，光波概念的提出者，荷兰物理学家、数学家赫尔斯坦•惠更斯曾将光和声这两类现象进行比较，发现它们具有一系列相同的性质：如直线传播、有反射和干扰等。
又已知声是由一种周期运动所引起的、呈波动的状态，由此，惠更斯作出推理，光也可能有呈波动状态的属性，从而提出了光波这一科学概念。
惠更斯在这里运用的推理就是类比推理。
（三）例题探析
例1：已知：“正三角形内一点到三边的距离之和是一个定值”，将空间与平面进
行类比，空间中什么样的图形可以对应三角形？在对应图形中有与上述定理相应的结论吗？
解：将空间与平面类比，正三角形对应正四面体，三角形的边对应四面体的面。
得到猜测：正四面体内一点到四个面距离之和是一个定值。
例2：根据平面几何的勾股定理，试类比地猜测出空间中相应的
结论。
解：平面中的直角三角形类比到空间就是直四面体。
如图，在四
面体P -ABC 中，平面PAB 、平面PBC 、平面PCA 两两垂直
勾股定理：斜边长的平方等于两个直角边的平方和。
类比到空间就是：△ABC 面积的平方等于三个直角三角形面积的平方和。
即：2222PCA PBC PAB ABC S S S S ∆∆∆∆++=
在上述各例的推理过程中，都有共同之处：由于两类不同对象具有某些类似的特征，在此基础上，根据一类对象的其他特征，推断另一类对象也具有类似的其他特征，我们把这种推理过程称为类比推理。
注意：利用类比推理得出的结论不一定是正确的。
归纳推理和类比推理是最常见的合情推理。
合情推理是根据实验和实践的结果、个人的经验和直觉、已有的事实和正确的结论（定义、公理、定理等），推测出某些结果的推理方式。
(四) 巩固练习：
练习1已知实数加法满足下列运算规律：（1）a b b a +=+；
（2）()()c b a c b a ++=++．
类比实数的加法运算律，列出实数的乘法与加法相似的运算律．
练习2 我们已经学过了等差数列,是否想到过等和数列?
(1)类比“等差数列”给出“等和数列”定义；
(2)探索等和数列{}n a 的奇数项和偶数项有什么特点；
练习3若数列{}n a 是等差数列，且12...,n n a a a b n
+++=则{}n b 也是等差数列。
类比上述性质，相应地，数列{}n c 是等比数列，且0n c >，___________n d =，则{}n d 也是等比数列（以上*n N ∈）
练习4在ABC ∆中，若,,AC BC AC b BC a ⊥==，则ABC ∆的外接圆半径
22
2
a b r +=，将此结论拓展到空间，可得出的正确结论是：在四面体S ABC -中，若SA SB SC 、、两两互相垂直，,,SA a SB b SC c ===，则四面体S ABC -的外接球半径R =( )
A ．2222a b c ++
B ．2223a b c ++
C ．3333
3
a b c ++ D ．3abc 练习5类比解答（1）（2）：（1）求证：1tan tan 41tan x x x π+⎛⎫+= ⎪-⎝⎭
； （2）设,x Ra ∈为非零常数，且()1(),1()
f x f x a f x ++=-试问：()f x 是周期函数吗？证明你的结论。
（五）小结：由于两类不同对象具有某些类似的特征，在此基础上，根据一类对象的其他特征，推断另一类对象也具有类似的其他特征，我们把这种推理过程称为类比推理。
注意：利用类比推理得出的结论不一定是正确的。
归纳推理和类比推理是最常见的合情推理。
合情推理是根据实验和实践的结果、个人的经验和直觉、已有的事实和正确的结论（定义、公理、定理等），推测出某些结果的推理方式。
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，统称为合情推理。
（六）作业：1.课本P57练习：2．课本。
P57习题3-1：4,5
五、教后反思：。