反证法的一般步骤例子
反证法(上课用)

2
∴n2 也是偶数, 这与m,n互质矛盾!
假设不成立, 2是无理数。
2.已知x,y 0,且x y 2.试证: 1 x 1 y , 中至少有一个小于2. y x • 证明:假设两个数都不小于2,则
因为 所以
1 x 1 y 2, 2 y x x 0, y 0
2 x y 2( x y )
练习
2、“已知: △ABC中,AB=AC.求证:∠B<90°”. 下面写出了用反证法证明这个命题过程中的四 个推理步骤. (1)所以∠B+∠C+∠A>180°.这与三角形内角和 定理相矛盾. (2)所以∠B<90°. (3)假设∠B≥90°. (4)那么,由AB=AC,得∠B=∠C≥90°.即 ∠B+∠C≥180°. 这四个步骤正确的顺序应是( C ) A.(1)(2)(3)(4) B.(3)(4)(2)(1) C.(3)(4)(1)(2) D.(4)(3)(2)(1)
一、反证法的一般步骤:
(1)反设:假设命题结论不成立(即假设结论的反面成立); (2)归缪:从假设出发,经过推理论证,得出矛盾; (3)下结论:由矛盾判定假设不成立,从而肯定命题成立。 归缪矛盾:
(1)与已知条件矛盾;(2)与公理、定理、定义矛盾;(3)自相矛盾。
注意:反证法引出矛盾没有固定的模式,需要认真观察、分析, 洞察矛盾。
反证法
综合法: 综合法一种由因导果的证明方法。
直 接 证 明
从条件出发, 推理、接近、直到 利用定义、公 理、定理等
要证明的结论
分析法: 分析法一种执果索因的证明方法。
推理、接近、直到
从要证明的结 论出发
已知的数学 定义、公理、 定理
反证法的一般步骤

反证法的一般步骤反证法是一种重要的数学证明方法,也是逻辑推理中常用的一种推理方法。
通过对假设的否定进行论证,以此证明所要证明的命题成立。
本文将介绍反证法的一般步骤,以帮助读者更好地理解和运用这一推理方法。
第一步:明确所要证明的命题在使用反证法证明一个命题之前,首先需要明确所要证明的命题是什么。
这个命题可以是一个数学定理、一个命题、一个推论等。
第二步:假设反命题成立在使用反证法证明一个命题时,我们首先假设反命题成立。
也就是假定所要证明的命题是错误的。
第三步:推理求矛盾在假设反命题成立的前提下,推理出一个矛盾的结论。
这个矛盾可以是逻辑矛盾、数学矛盾等。
第四步:得出结论由于假设的反命题推理出了一个矛盾的结论,根据逻辑的原理,这意味着假设的反命题是错误的。
换句话说,所要证明的命题是正确的。
通过以上四个步骤,我们可以使用反证法证明一个命题。
下面我们来通过一个简单的例子来说明反证法的应用。
例子:证明根号2是无理数。
要证明根号2是无理数,我们可以运用反证法。
第一步:明确所要证明的命题所要证明的命题是:“根号2是无理数”。
第二步:假设反命题成立假设根号2是有理数,即可以表示为两个整数的比值,且两个整数没有公因数。
第三步:推理求矛盾假设根号2是有理数,那么可以表示为a/b的形式,其中a和b是整数,且没有公因数。
根据这个假设,我们可以得到以下等式:根号2 = a/b将两边的平方,可以得到:2 = (a/b)²进一步变形得到:2b² = a²由于a²是偶数,那么a也是偶数(假设 a = 2k)。
将其代入上面的等式中,可以得到:2b² = (2k)²2b² = 4k²b² = 2k²同理,由于b²是偶数,那么b也是偶数。
所以,我们可以得出结论:如果根号2是有理数,那么a和b都是偶数。
然而,这与我们最初的假设矛盾,我们假设a和b没有公因数,但事实上a和b都是偶数,它们至少有2这个公因数。
反证法

归 纳
假设“不是妈妈打破 的”
因妈妈和妹妹在厨房洗碗,应是 妹妹打破,妈妈会大发雷霆
反 证 法
总 与已知条件 “然后一片寂静”产生矛 盾
的 步
结 假设 “不是妈妈打破”不成立
骤
所以“是妈妈打破了 碗”.
你能总结出以上这种证明方法的步骤吗?
否定结论
(假设结论的 反面成立)
推出矛盾
(从假设出发,得 出与已知、定义、 公理、定理相矛盾)
这与事实矛盾。说明 李子是甜的这个假设是错 的还是对的?
所以,李子是苦的
走进生活
妈妈常常因家里谁做错了事而大发雷 霆。有一次,我和爸爸在看电视,妹妹和 妈妈在厨房洗碗。突然,“啪”的一声,有碗 打碎了,然后一片寂静。
请你思考,是谁打破了碗呢?
“妈妈常常因家里谁做错了事而大发雷霆。有一 次,我和爸爸在看电视,妹妹和妈妈在厨房洗碗。 突然,‘啪’的一声,有碗打碎了,然后一片寂静。” 求证:是妈妈打破了碗.
肯定结论
(假设不成立, 原命题成立)
1.请说出下列各结论的反面:
(1)a≠0
a=0
(2)b是正数
b是0或负数
(3)a⊥b ( 4 ) 至少有一个
a不垂直于b
一个也没有
快乐尝试
2、用反证法证明命题“三角形中最多有 一个是直角”时,应如何假设? __假__设__三__角__形__中__有__两__个__或__三__个__角__是__直__角___
由于直线a∥b , 那么c与a平行, 这与已知“c与a相交”矛盾.
因此假设不成立
∴ c与b也相交
当一个命题 不易直接证 明时,可以 考虑反证法
否定结论 推出矛盾
肯定结论
例2 已知:如图有a、b、c三条直线,
介绍反证法及举例

∴ m 2 是 偶 数 , 从 而 m 必 是 偶 数 , 故 设 m = 2 k ( k ∈ N )
从 而 有 4 k 2= 2 n 2 , 即 n 2= 2 k 2 ∴n2也是偶数,这 与 m , n 互 质 矛 盾 !
所 以 假 设 不 成 立 , 2 是 有 理 数 成 立 。
顿说:“反证法是数学上最精良的武器之一.” 这就充分肯
定了这一方法的积极作用和不可动摇的重要地位。
数学上很多有名的结论都是用反证法得证的.比如说,
素数有无穷多个, 2 是无理数的证明等.
( 课本例5)
(自学课本例5)例2.求证: 2 是无理数.
证 : 假 设2是 有 理 数 ,
则 存 在 互 质 的 整 数 m , n 使 得 2=m, n
分线。但是,OB 和 OC 是两条不重合的直线,OH 不可能同
时是 AOB和 AOC的平分线,产生矛盾.∴ PO .
已知 f ( x) x2 px q ,求证:| f (1) |,| f (2) |,| f (3) | 中至少有
一个不小于 1 。 2
分析:设| f (1) |,| f (2) |,| f (3) | 中没有一个大于或等于 1 , 2
解:略。说明:“至少”型命题常用反证法,由于其反面情况 也只有一种可能,所以属于归谬反证法。
A、B、C三个人,A说B撒谎,B说C撒谎, C说A、B都撒谎。则C必定是在撒谎,为 什么?
分析:假设C没有撒谎, 则C真. - - 那么A假且B假;
由A假, 知B真. 这与B假矛盾.
那么假设C没有撒谎不成立, 则C必定是在撒谎.
练习1,2
练习1.设0 < a, b, c < 1, 求证:(1 a)b, (1 b)c, (1 c)a,不可能同时大于1/4
反证法

推出矛盾可能出现以下三种情况: 1. 与原命题中的条件矛盾(如例1) 2. 与假设矛盾(如例3) 3. 与已知公理或定理矛盾(如例2)
上空还悬浮着一块高五米、宽二米的飞美色的峨然绸布……这次理论实践的内容不但要按顶级指标把贪官转换制做成蛔虫,还要在完全的相同时间内写出四篇具有超级水准的 !!随着三声礼炮的轰响,灿烂熠熠、五颜六色的蝶角猫拖着三缕淡紫色的彩烟直冲天空……这时一个戴着老虎似的兔子梦天巾,穿着紫罗兰色馅饼神光服的主监考官站起
证明:假设a,b,c都不大于0,即a≤0, b≤0, c≤0,则有a+b+c ≤0
∴a+b+c= (x2 - 2y +
π 2
)+(y2
Hale Waihona Puke -2z+π 3
)+
(z2
-
2x+
π 6
)
=(x – 1)2+(y –1)2+(z – 1)2+ π – 3.
∵ π – 3>0且a+b+c ≤0矛盾,
∴ a,b,c中至少有一个大于0.
反证法
以下几种形式的命题常用反证法证明:
1、某些命题的结论是否定形式,如不是、不能、 不存在等;
2、某些命题的结论以至多、至少、唯一等形式 出现;
3、某些命题的结论的反面非常明显或结论的反 面容易证明;
4、某些命题的直接证法较困难,有些命题,虽 然其表面似乎不是以上形式,但本质上仍属以 上形式,或很容易化归位以上形式的命题均可 用反证法证明。
例2:用反证法证明:如果a>b>0,那么 a > b
证明:假设 a 不大于 b ,则 a < b 或 a = b ∵a>0,b>0, ∴ a < b a a < a b 且 a b < b b a<b, a = b a=b. 这些与条件a>b矛盾,∴原假设不成立,即 a> b 成立.
介绍反证法及举例

选做作业: 1.直线 PO 与平面 相交于 O ,过点 O 在平面 内 引直线 OA 、 OB 、 OC , POA POB POC . 求证: PO . P
A E O H B
2.已知 f ( x ) x 2 px q ,
a
C
F
1 求证: | f (1) |,| f (2) |,| f (3) | 中至少有一个不小于 。 2
你能举出一个类似故事路边苦李》中的推理 的例子吗?
当我们直接从正面考虑不易解决问题时,于是就要 改变思维方向,从结论入手,反面思考。这种从“正面难 解决就从反面思考”的思维方式就是我们通常所说的 间接解法中的一种——反证法. (又比如课本的思考)
走进生活
妈妈常常因家里谁做错了事而大发雷 霆。有一次,我和爸爸在看电视,妹妹和 妈妈在厨房洗碗。突然,“啪”的一声,有碗 打碎了,然后一片寂静。 请你思考,是谁打破了碗呢?
D
B
反证法是一种重要的数学思想方法,对于那些含有否 定词的命题, “至少”型命题、唯一性命题,尤为适宜。牛 顿说: “反证法是数学上最精良的武器之一 .” 这就充分肯 定了这一方法的积极作用和不可动摇的重要地位。 数学上很多有名的结论都是用反证法得证的. 比如说, 素数有无穷多个 , 2 是无理数的证明等.
所以假设不成立,2是有理数成立。
练习1,2
练习1.设0 < a, b, c < 1, 求证:(1 a)b, (1 b)c, (1 c)a,不可能同时大于1/4
1 1 1 证:设(1 a)b > , (1 b)c > , (1 c)a > 4 4 4 1 ① 则三式相乘:(1a)b•(1b)c•(1c)a >
反证法

以下几种形式的命题常用反证法证明:
1、某些命题的结论是否定形式,如不是、不能、 不存在等;
2、某些命题的结论以至多、至少、唯一等形式 出现;
3、某些命题的结论的反面非常明显或结论的反 面容易证明;
4、某些命题的直接证法较困难,有些命题,虽 然其表面似乎不是以上形式,但本质上仍属以 上形式,或很容易化归位以上形式的命题均可 用反证法证明。
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等级森严,对市场反应迟钝,韦尔奇的举措是改革内部管理体制,减少管理层次和冗员,并撤换了部分高层管理人员。最终,他成功了。 韦尔奇之所以能重振“通用”,并且自己不被人际关系所伤,无非是因为主动回避不必要的复杂关系,以自己扎实的工作和明确的目标告诉员工,他所做的 一切绝无私心。这让人想起一个故事,一位老船长长年在河上驾船,从未发生过事故。有人问他是不是对河中的暗礁险滩全部了然于心。老船长说:“不是,我只要把船开进深水区就行了,暗礁险滩就会与我无关。” 人的一生有太多的暗礁和险滩,你根本无法一一了解,也根本不必去记住。 你所要做的,只是把船开进深水区就行了。 39、留住幸福的种子 从前有个孤儿,过着贫穷的日子。这年刚刚进入初冬,他的全部口粮就只剩下父母生前为他留下的一小袋豆子了。他强忍饥饿,把那一小袋豆子藏了起来。之后,他全靠拾破烂勉强糊口。尽管如此,在他心中总有一株株绿油 油的诱人豆苗在旺盛地生长,他在梦中也似乎真的看见了来年那些可爱的豆荚。因此,在那个漫长而寒冷的冬季里,他虽然多次险些饿昏过去,却一直不愿去触摸那一袋豆子,因为他知道,那是希望的种子、生命的种子啊! 苦日子就这样过了一冬。第二年春天来了,孤儿把那一小袋豆子播种 到地里,再经过一个夏天的辛勤耕耘,到了秋天,他果然收获了数十倍的种子。孤儿并没有就此满足,他还想获得更多的豆子、更多的幸福。于是,他把收获的豆子又留下来,继续播种、耕耘、收获……后来,孤儿告别了贫困,并成为远近闻名的富裕户。不久,他娶妻生子,过上了人人羡慕的幸福 生活。再后来,他和妻子一面继续种豆,一面学做豆制品,不到40岁,他成了声名显赫的大富豪。 人生有了幸福还需要什么?还需要留住幸福;人生没有了幸福还需要什么?还需要留住幸福的种子。 40、犹太人的智慧 据统计,美国的百万富翁中有百分之二十是犹太人,获诺贝尔经 济学奖的经济学家中,有百分之二十是犹太人。因而历来犹太人被公认为是最会赚钱的民族,被誉为“世界第一商人”。 然而,犹太人并不以赚钱为人生目的,他们认为人生的目的就在于热情地享受生活。要是你继续问:“那么,人为什么而工作吗?”他们会这样回答你:“你还不是为了随 心所欲吃到美味可口的食物而工作呀!并不是为了工作而吃呀!” 犹太人活着的目的———就是为了享受和“吃”。说到吃,不能不赞叹犹太人的健康教育。他们珍惜生命,保护自然。犹太人为使最神圣的耶路撒冷清洁、美丽,实行十个特殊的规定。其中包括:在城里不得堆粪堆;不得建砖 窑;除了早期先知们留下来的玫瑰园以外,不得耕种其他花园或果园;不得养鸡;死人不能在城里过夜。 此外,犹太人特别注重卫生,保持身体的清洁被称之为一种宗教责任。值得一提的是,犹太人把饮食的节制,作为健康体格的先决条件。犹太人有一个“饮食基本法”:吃(胃的容量)三分之 一,喝三分之一,留下三分之一的空。这其实颇有科学根据,吃得太饱,非长寿之道。 ? 41、学学乔丹的爱国 篮球上帝乔丹在日前的中国之行中,拒绝乘坐主办方为他提供的奔驰、宝马,而是点名要了美国的道奇山羊。原来乔丹有一条重要的商业原则,那就是“做广告从来只做美国货”,所 以,座驾事件与“爱国精神”息息相关。 从某种意义上说,球场外的乔丹给崇拜他的那些青少年们上着很好的思想品德教育课,这才是一个“星”真正的道德良知和社会责任。相反,我们的各种“星”们,同样作为青少年们顶礼膜拜的偶像,他们的表现又如何呢?我们知道有的歌星歌唱得不 怎么样,却热衷于把奇形怪态遁入极端;有些影星表演够差,却总走不出绯闻缠身的怪圈;还有那些所谓的足球明星,球踢得极烂,可酗酒、打架等丑闻从来不绝于耳。在未成年人思想道德建设方面,我们的“星”们有着不可推卸的社会责任,从这个角度来说,是不是应该好好学学人家乔丹呢? 42、鲁迅自喻“小白象” 鲁迅先生以象自喻,鲜为人知。 在他和许广平的通信中,经常署名“小白象”,或是“你的小白象”。比如1925年5月鲁迅在北平写给在的许广平的第二封信(5月15日夜),署名的地方赫然画着一只高高举起鼻子的小象。(《鲁迅手稿全集?书信?第三册》第105页) 而《两地书》在公开出版时,署名“EL”,就是Elephant(象)的缩写。 鲁迅先生为什么要以象自喻呢?从《柔石日记》中,我们可以看到这样的记述:“鲁迅先生说,人应该学一只象。第一,皮要厚,流点血,刺激一下了,也不要紧。第二,我们强韧地慢慢地走去。我很感谢他的话,因为我 的神经末梢是太灵动得像一条金鱼了。”这给我们解开谜底提供了一些线索。鲁迅先生欣赏的正是象的宽厚和强韧的精神。 43、名人教子 家教:包拯为官公正清廉,被老百姓尊称为包青天。他担心家人子弟利用权势贪污腐化,因而自述家训:“后世子孙仕宦,有犯赃者,不得放归本家; 亡疫之后,不得葬与大茔之中。不从吾志,非吾子孙。” 铭教:宋代诗人苏东坡的长子苏迈赴任县太尉时,苏东坡送给他一个砚台,上有他亲手所刻的砚铭:“以此进道常若渴,以此求进常若惊;以此治财常若予,以此书狱常思生。” 鞭教:岳云12岁参军作战,一次骑马下坡,没注意地 形,人也栽进沟里。岳飞喝令按军法鞭打岳云,众将求情不允,责打百鞭。此后岳云刻苦训练,勇猛作战。1134年攻打随州时,挥舞80斤重的铁锤,首当其冲第一个登城。岳飞教子的原则是:受罪重于士卒,作战先于士卒,受功后于士卒。 名教:1945年,革命老前辈林伯渠6岁的小儿子要读书 上小学了。林老对儿子说:“上学,该有个地道的名字,我看你就叫‘用三吧!”儿子疑惑不解,林老解释说:“用三者,三用也,即用脑想问题,用手造机器,用足踏实地!” 联教:无产阶级革命家吴玉章曾撰写一幅对联挂在堂前。上联“创业难,守业亦难,明知物力维艰,事事莫争虚体 面”,教育子孙后辈要艰苦创业,勤俭持家,切不可铺张浪费,追求虚荣;下联:“居家易,治家不易,欲自我以身作则,行行当立好楷模”,指出做长辈的要时时刻刻以身作则,身教重于言教,处处做出好样子,成为后辈们效仿的楷模。 章程教:老舍先生的教子章程:一是不必非考一百分 不可;二是不必非上大学不可;三是应多玩,不失儿童的天真烂漫;四是要有健全的体魄。总之,老舍先生认为,孩子不必争做“人上人”,虚荣心绝对不可有。 44、感悟“国际一流大学” 日前看到一个发生在英国牛津大学的故事:苏格兰北部边远地区一个教育相对不发达的郡,有一位 女学生的毕业考试成绩达到了全A,符合牛津大学的录取标准。这是近百年来当地第一个达到牛津录取线的毕业生,当地政府对此极为重视。但牛津大学录取学生必须经过面试,教授在面试后认为该学生不具备牛津大学要求的创造潜质,拒绝了她的入学申请。当地议会将此事反映给英国中央议会, 议员们就找到教育大臣,请他出面说情,希望给予破格录取。在被牛津大学婉言拒绝之后,教育大臣又找到副首相前去求情,还是遭到拒绝。无奈之下,副首相只得请布莱尔首相出面疏通。虽然首相动之以情,晓之以理,但牛津大学仍然表示不能接收,理由就是一个:在招生问题上,任何人无权更 改学院教授的面试结论,这是牛津大学几百年来的传统。布莱尔当然觉得很没有面子,在此后的一个私人场合,当提到牛津大学的时候,他不自觉地说了一句牢骚话:牛津大学真是太古板了,要与时俱进,必须进行改革。牛津大学的师生得知后,极为愤慨,学校立即取消了授予布莱尔荣誉博士学位 的原定计划,并对政府行政干预学校事务的这一严重事件提出抗议。 这个故事实在耐人寻味。 据说,在牛津的学子中,先后出现了46位诺贝尔奖获得者。此外,英国历史上的41位首相中,有30位毕业于牛津大学。真不愧是“国际一流大学”! 我们国家也提出了创建××所“国际一 流大学”的目标,一些名牌大学也跃跃欲试,试图在短时间内跻身于“国际一流大学”之列。姑且不论我国的高水平大学在办学理念、管理体制、师资队伍、学科水平、办学条件、资金投入等方面仍有相当大的差距,仅就招收有“创造潜力”的优秀生和捍卫“独立精神”这两点上,其差距简直就是 无法比拟的。 我们的高水平大学也想招收最有创造潜力的优秀生,但目前的“应试教育”已经将学生与生俱来的个性和“创造潜质”扼杀殆尽。 我们在很大程度上还处于“人情社会”、“熟人社会”、“权力社会”之中,即使名牌大学恐怕也不能幸免,招生、考试中的不正之风、种种违 规现象屡禁不止。不要说高级别领导人出面说话,就是某级教育行政部门、招生部门,乃至其它可以制约大学的部门和权势者,都会让学校难于捍卫自己的“独立精神”。 我们都很羡慕像哈佛、牛津、斯坦福、耶鲁等“国际一流大学”,也很想创建几所这样的“国际一流大学”。但我觉得, 仅在“寻求超常规的发展和跨越”上下功夫是远远不够的。发生在牛津大学的故事,实在是有着深刻的启示意义,值得我们好好思索和玩味。 45、 不留退路才有出路 古希腊著名演说家戴摩西尼年轻的时候为了提高自己的演说能力,躲在一个地下室练习口才。由于耐不住寂寞,他时不时 就想出去遛达遛达,心总也静不下来,练习的效果很差。无奈之下,他横下心,挥动剪刀把自己的头发剃去了一半,变成了一个怪模怪样的“阴阳头”。这样一来,因为羞于见人,他只得彻底打消了出去玩的念头,一心一意地练口才,一连数月足不出室,演讲水平突飞猛进。经过一番顽强的努力, 戴摩西尼最终成为了世界闻名的大演说家。 一个人要想成功,就必须心无旁骛、全神贯注地扑下身去,持之以恒、锲而不舍地追逐既定的目标。但人都是有不小惰性、有太多欲望的动物,要做到这一点实在不易,常常就难免战胜不了身心的倦怠,抵御不住世俗的诱惑,割舍不下寻常的享乐。 一些人因此半途而废,功亏一篑。那么,当惰性膨胀、欲望汹涌,追求的脚步踯躅不前时,应该怎么办呢?不妨学学戴摩西尼,他的办法固然有些极端,但唯其如此,才能管用。他剃掉了一半头发,就彻底斩断了向惰性和欲望妥协的退路。而一旦没有退路可逃,就只能一门心思地朝前奔了。
初二数学反证法

a b c A
小结:根据假设推出结论除了可以与已知 条件矛盾以外,还可以与我们学过的定理、 公理矛盾
求证:在同一平面内,如果一条直线和两条平 行线中的一条相交,那么和另一条也相交.
已知: 直线l1, l2, l3在同一平面内,且l1∥l2, l3与l1相 交于点P. 求证: l3与l2相交. l3 l3与l2 不相交. 证明: 假设____________, l3∥l2 那么_________. l1∥l2 因为已知_________, 所以过直线l2外一点P,有两条直线和l2平行, 经过直线外一点,有且只有一条直 这与“_______________________ 线平行于已知直线 _____________”矛盾. 所以假设不成立,即求证的命题正确.
b
●
小结:根据假设推出结论除了可以与已知 条件矛盾以外,还可以与我们学过的定理、 公理矛盾
已知:如图有a、b、c三条直线, 且a//c,b//c. 求证:a//b
例5
证明:假设a与b不平行,则 可设它们相交于点A。 那么过点A 就有两条直 线a、b与直线c平行,这与 “过直线外一点有且只有一 条直线与已知直线平行矛盾, 假设不成立。 ∴a//b.
例2
求证:在一个三角形中,至少有一个内角小于 或等于60°。 已知:△ABC 求证:△ABC中至少有一个内角小于或等于60°. 证明:假设 △ABC中没有一个内角小于或等于60°, ∠A>60°,∠B>60°,∠C>60° 则 。 ∴ ∠A+∠B+∠C>60°+60°+60°=180° , 即 ∠A+∠B+∠C>180° 。 这与 三角形的内角和为180度 矛盾.假设不成立. ∴ △ABC中至少有一个内角小于或等于60°. .
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反证法的一般步骤例子
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。
下面将以反证法的一般步骤为题,列举一些具体的例子来说明。
一、反证法的一般步骤
反证法的一般步骤包括以下几个步骤:
1. 假设待证命题的反命题为真;
2. 利用已知条件或已证明的命题推导出与反命题相矛盾的结论;
3. 由此得出结论,待证命题为真。
二、具体例子
1. 证明根号2是一个无理数
假设根号2是一个有理数,即可以表示为两个整数的比值。
设根号2=a/b,其中a和b互质,且b不等于0。
由此可得2=a^2/b^2,即2b^2=a^2。
根据整除的性质可知,a^2必然是2的倍数,而根据素因子分解的唯一性可知,a也必然是2的倍数。
设a=2k,则可得到4k^2=2b^2,化简得到2k^2=b^2。
同样地,可知b也是2的倍数。
这与a和b互质的假设相矛盾,因此假设不成立,根号2是一个无理数。
2. 证明素数有无穷多个
假设存在有限个素数,记为p1、p2、p3、…、pn。
考虑数M=p1p2p3…pn+1,显然M大于任何一个已知的素数。
根据素数的定义,M必然是一个合数。
而根据合数的定义可知,M必然可以被某个素数pi整除。
然而,pi不能整除M,因为p1p2p3…pn+1除以pi的余数必然为1。
这与假设相矛盾,因此假设不成立,素数有无穷多个。
3. 证明根号3是一个无理数
假设根号3是一个有理数,即可以表示为两个整数的比值。
设根号3=a/b,其中a和b互质,且b不等于0。
由此可得3=a^2/b^2,即3b^2=a^2。
根据整除的性质可知,a^2必然是3的倍数,而根据素因子分解的唯一性可知,a也必然是3的倍数。
设a=3k,则可得到9k^2=3b^2,化简得到3k^2=b^2。
同样地,可知b也是3的倍数。
这与a和b互质的假设相矛盾,因此假设不成立,根号3是一个无理数。
4. 证明根号5是一个无理数
假设根号5是一个有理数,即可以表示为两个整数的比值。
设根号5=a/b,其中a和b互质,且b不等于0。
由此可得5=a^2/b^2,即5b^2=a^2。
根据整除的性质可知,a^2必然是5的倍数,而根据素因子分解的唯一性可知,a也必然是5的倍数。
设a=5k,则可得到25k^2=5b^2,化简得到5k^2=b^2。
同样地,可知b也是5的倍数。
这与a和b互质的假设相矛盾,因此假设不成立,根号5是一个无理数。
5. 证明勾股数不存在
假设存在勾股数a、b、c,其中a、b、c互质。
则根据勾股定理可得a^2+b^2=c^2。
将其化简可得a^2=c^2-b^2=(c+b)(c-b)。
由于a、b、c互质,所以c+b和c-b也互质。
根据整除的性质可知,a^2必然是(c+b)(c-b)的倍数,而根据素因子分解的唯一性可知,a也必然是(c+b)(c-b)的倍数。
然而,由于c+b和c-b的差为2b,所以a 的平方必然是2b的倍数。
这与a和b互质的假设相矛盾,因此假设不成立,勾股数不存在。
6. 证明根号2+根号3是一个无理数
假设根号2+根号3是一个有理数,即可以表示为两个整数的比值。
设根号2+根号3=a/b,其中a和b互质,且b不等于0。
将等式两边平方可得2+2根号6+3=a^2/b^2,即2根号6=a^2/b^2-5。
根据整除的性质可知,a^2/b^2-5必然是2的倍数,而根据素因子分解的唯一性可知,a也必然是2的倍数。
设a=2k,则可得到2根号
6=4k^2/b^2-5。
化简得到根号6=2k^2/b^2-5/2。
这与根号6是一个无理数的事实相矛盾,因此假设不成立,根号2+根号3是一个无理数。
7. 证明根号2+根号8是一个无理数
假设根号2+根号8是一个有理数,即可以表示为两个整数的比值。
设根号2+根号8=a/b,其中a和b互质,且b不等于0。
将等式两边平方可得2+2根号16+8=a^2/b^2,即2根号16=a^2/b^2-10。
根据整除的性质可知,a^2/b^2-10必然是2的倍数,而根据素因子分解的唯一性可知,a也必然是2的倍数。
设a=2k,则可得到2根号16=4k^2/b^2-10。
化简得到根号16=2k^2/b^2-5。
这与根号16是一个有理数的事实相矛盾,因此假设不成立,根号2+根号8是一个无理数。
8. 证明根号2×根号3是一个无理数。