2.1.1合情推理与演绎推理
2.1.1合情推理(朱欢)
观察可得：数列的前4项都等于相应项数的倒数。
1 由此猜想（归纳）这个数列的通项公式为： an n
归纳推理的一般步骤：
⑴ 对有限的资料进行观察、分析、 归纳整理； ⑵ 提出带有规律性的结论，即猜想； ⑶ 检验猜想。
练 根据图中5个图形及相应点的个数的变化规律, 习 试猜测第n个图形中有 n2 n 1 个点.
1.类比推理是从特殊到特殊的推理; 2.类比推理是从人们已经掌握了的事物的特征, 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. 3.类比推理以旧的知识作基础,推测新的结果,具有 发现的功能. 4.类比推理的前提是两类对象之间具有某些可以清 楚定义的类似的特征,所以进行类比推理的关键是 明确地指出两类对象在某些方面的类似特征.
几个著名的猜想：
费马猜想
地图的”四色猜想” 歌尼斯堡七桥猜想 歌德巴赫猜想
黎曼猜想
费马猜想 法国数学家费马提出猜想:任何形如
2n
2 1(n N ) 的数都是质数.
*
地图的”四色猜想” 每幅地图都可以用四种颜色着色， 使得有共同边界的国家着上不同的 颜色。
歌尼斯堡七桥猜想
18世纪在哥尼斯堡城(今俄罗斯加里宁格勒)的 普莱格尔河上有7座桥，将河中的两个岛和河 岸连结，如图所示。城中的居民经常沿河过桥 散步，于是提出了一个问题：能否一次走遍7 座桥，而每座桥只许通过一次，最后仍回到起 始地点。
6＝3+3， 8＝3+5, 10＝5+5, „„ 1000＝29+971， 1002=139+863, „„
猜想任何一个不小于6的 偶数都等于两个奇质数的和.
这种由某类事物的部分对象具有某些特征，推出
2.1《合情推理与演绎证明》(第1课时)
1+3+„+(2n－1)=n2．
归纳推理的一般步骤：
⑴ 对有限的资料进行观察、分析、 归纳整理； ⑵ 提出带有规律性的结论，即猜想； ⑶ 检验猜想。
探索新知
火星上是否有生命？
我国古代工匠鲁班类比带齿的草叶和蝗虫 的牙齿,发明了锯；人们仿照鱼类的外型和它 们在水中沉浮的原理,发明了潜水艇. 仿生学中许多发明的最初构想 都是类比生物机制得到的.
练习2：类比平面内直角三角形的勾股定理, 试给出空间中四面体性质的猜想．
直角三角形
∠C＝90° 3个边的长度a，b，c 2条直角边a，b和1条斜边c
3个面两两垂直的四面体
∠PDF＝∠PDE＝∠EDF＝90°
4个面的面积S1，S2，S3和S 3个“直角面” S1，S2，S3 和 1个“斜面” S
思考：这个结论是正确的吗？
例如： 磨擦双手（S ）能产生热（P）， 敲击石头（S ）能产生热（P） ， 锤击铁块（S ）能产生热（P） ， 磨擦双手、敲击石头、锤击铁块都是物质运动； 所以，物质运动能产生热。
1
2 3
例:观察下图,可以发现 1+3=4=22， 1+3+5=9=32， 1+3+5+7=16=42， 1+3+5+7+9=25=52 ， „„
等差数列 中项
等比数列
任意实数a、b都有等 当且仅当a、b同号时才 差中项 ，为 a b 有等比中项 ，为 ab
2
下标等差,项等差 n+m=p+q时, am+an= ap+aq
性质
下标等差,项等比 n+m=p+q时, aman= apaq
2.1.1合情推理-归纳推理[1]
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归纳推理的一般步骤：
⑴ 对有限的资料进行观察、分析、归纳 整理； ⑵ 提出带有规律性的结论，即猜想； ⑶ 检验猜想（找反例或证明）。
例1:已知数列{an}的第1项a1=1且an +1
(n=1,2,3 …),试归纳出这个数列的通项公式.
an = 1 + an
例2:数一数图中的凸多面体的面数F、顶
点数V和棱数E,然后用归纳法推理得出它们 之间的关系.
…
哥德巴赫猜想(Goldbach Conjecture)
要说明猜想错误，只要一个反例。说明正 确就要证明。可是，几百年也没有找到反例。 而为了证明这个猜想，数学家们作了很多努力。 目前最佳的结果是中国数学家陈景润于1966年 的结果，称为陈氏定理(Chen„s Theorem) “任 何充份大的偶数都是一个质数与一个自然数之 和，而后者仅仅是两个质数的乘积。” 通常 都简称这个结果为大偶数可表示为 “1 + 2 ” 的形式。哥德巴赫猜想还是猜想，有志于此乎？
作业：1、《三维设计》P42，题组 集训1、2、3、4、5
2、课本P84B组第1题
2.1合情推理与演绎推理 2.1.1合情推理
问题：在“狼来了”故事中，那 个小孩最后喊“狼来了”时，听 到的人们是怎样想的？为什么会 这样想？
请列举生活中推理的例子。
如：锯子的发明传说；警察办 案；天气预报; 文物考察；数 学命题探索论证等等
歌德巴赫猜想: 即:偶数＝奇质数＋奇质数 “任何一个不小于6的偶数都等于两个奇质 数之和”
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,或者由个别事实概栝出一般结 论的推理,称为归纳推理.(简称;归纳) 归纳推理的几个理解;
编号28 2.1.1归纳推理
当n=1时,a1= 1 当n=2时,a2= 3 当n=3时,a3= 7 当n=4时,a4= 15
猜想an= 2n -1
B环从1到2; A环从3到2. C环从1到3; A环从2到1; B环从2到3; A环从1到3.
2
1
3
探究 把n个金属片从1 号针移到 3号针,怎样移动 才能达到最少的移动次 数呢?
21
22
归纳推理的 一般步骤
实验观察
都是质数
猜想： 2 1是质数.n N
半个世纪之后，欧拉发现：
2n
大胆猜想
641 6700417 2 1 4294967297
26 27 28
25
检验猜想
后来人们发现 2 1,2 1,2 1都是合数.
新的猜想： 形如 2
2n
1（ n 5 ） 的数都是合数.
观察可得 , 数列的前 4项都等于相应序号的倒 1 数.由此猜想 , 这个数列的通项公式为 an . n
在例1 中, 我们通过归纳得到 了关于数列通项公式的 一个 猜想 .虽然 猜想是否正确还 有待严格的证明 , 但这个猜 想可以为我 们的研究 提供 一种方向.
例2:数一数图中的凸多面体的面数F、顶
正八面体
五棱柱 截角正方体 尖顶塔
猜想 F+V-E=2
多面体
三棱锥 四棱锥 三棱柱 五棱锥 立方体 4 5 5 6 6 8 4 5 6 6 8 6 10
欧拉公式
6 8 9 10 12 12
面数(F) 顶点数(V) 棱数(E)
正八面体
五棱柱 截角正方体 尖顶塔
7 7
9
15 15
16
10 9
归纳推理 归纳推理的基础 归纳推理的作用
人教B高中数学选修1-2全套ppt课件：2.1.1合情推理
【问题导思】 已知三角形的如下性质： (1)三角形的两边之和大于第三边； 1 (2)三角形的面积等于高与底乘积的 . 2
1．试根据上述三角形的性质推测空间四面体的性质．
【提示】 四个面的面积．
(1)四面体任意三个面的面积之和大于第
1 (2)四面体的体积等于底面积与高乘积的 . 3
2．以上两个推理有什么共同特点？ 【提示】 素得出结论的． 都是根据三角形的特征，类比四面体相关元
【自主解答】 法一 5件首饰的珠宝数依次为：1＝1×1， 6＝2×3，28＝4×7，45＝5×9，归纳猜想第6件首饰上的珠 宝数为6×11＝66(颗)，第n件首饰上的珠宝数为n×(2n－1)＝ 2n2－n(颗)． 法二 设第一件宝石数a1＝6， 第n－1件工艺品所用的宝石数an－1， 第n件工艺品所用的宝石数an， 则an－an－1＝5＋4(n－2)， ∴an－1－an－2＝5＋4(n－3)，
2．过程与方法 让学生感受数学知识与实际生活的普遍联系，通过让学生 积极参与，亲身经历归纳、类比推理定义的获得过程，培 养学生归纳推理、类比推理的思想． 3．情感、态度与价值观 通过本节学习正确认识合情推理在数学中的重要作用，养 成认真观察事物、分析事物、发现事物之间的质的联系的 良好品质，善于发现问题，探求新知识．
1 S ·pa V pa 3 △BCD P－ BCD 证明如下： ＝ ＝ ， ha 1 VA－BCD S ·ha 3 △BCD pb VP－ ACD pc VP－ ABD pd VP－ABC 同理， ＝ ， ＝ ， ＝ . hb VA－BCD hc VA－BCD hd VA－BCD ∵VP－BCD＋VP－ ACD＋VP－ABD＋VP－ABC＝ VA－BCD， pa pb pc pd ∴ ＋ ＋ ＋ ha hb hc hd VP－BCD＋VP－ ACD＋VP－ABD＋VP－ABC ＝ ＝1. VA－BCD
人教a版数学【选修2-2】2.1.1《合情推理》ppt课件
牛刀小试 1．已知a1＝3，a2＝6，且an＋2＝an＋1－an，则a33为( A．3 B．－3 C．6 D．－6 [答案] A
)
[解析] a3＝a2－a1＝6－3＝3， a4＝a3－a2＝3－6＝－3， a5＝a4－a3＝－3－3＝－6， a6＝a5－a4＝－6－(－3)＝－3， a7＝a6－a5＝－3－(－6)＝3， a8＝a7－a6＝6. 归纳猜想该数列为周期数列，且周期为6，所以a33＝a6×5＋3 ＝a3＝3，故应选A.
(3)∵2 Sn＝an＋1， ∴2 S1＝a1＋1，即 2 a1＝a1＋1，∴a1＝1. 又 2 S2＝a2＋1，∴2 a1＋a2＝a2＋1， ∴a2 2－2a2－3＝0. ∵对一切的 n∈N*，an＞0，∴a2＝3. 同理可求得 a3＝5，a4＝7，猜测出 an＝2n－1.
[解析] (1)由已知有a1＝3＝22－1， a2＝2a1＋1＝2×3＋1＝7＝23－1， a3＝2a2＋1＝2×7＋1＝15＝24－1， a4＝2a3＋1＝2×15＋1＝31＝25－1. 猜测出an＝2n＋1－1，n∈N* (n≥2)．
(2)由已知有 a1＝a， 2－a 1 1 1 a2 ＝ ＝ ，a3＝ ＝ ， 2－a1 2－a 2－a2 3－2a 3－2a 1 a4 ＝ ＝ . 2－a3 4－3a n－1－n－2a 猜测出 an＝ .(n≥2) n－n－1a
－1
) B．nn D．(2n)2
[答案] B
1 4 x x 4 [解析] 由 x＋x ≥2，x＋x2＝2＋2＋x2≥3， b x x x b 可推广 x＋x3＝3＋3＋3＋x3≥4，知 b＝33， a x x x a 所以对于结论 x＋xn＝n＋n＋…＋n＋xn≥n＋1 知 a＝nn， 故 应选 B.
2.1合情推理与演绎推理
证 (1)因为有一个内角是直角的三角形是直角三角形 大前提 小前提 结论
(2)因为直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,
大前提
小前提 结论பைடு நூலகம்
例3 证 大前提 小前提
结论 演绎推理的结论一定正确吗？ (1)面粉是副食，富强粉是面粉，所以富强粉是副食。 错因：大前提是错误的，所以结论是错误的。
错因：偷换概念
确,有待于进一步证明；演绎推理在大前提、小前提 和推理形式都正确的前提下，得到的结论一定正确.
（四）合情推理与演绎推理的区别
合情推理 演绎推理 归纳推理 类比推理 由特殊到 由部分到整体、 推理 由一般到特殊 个别到一般的推 特殊的推 的推理。 形式 理。 理 区
别
推理 结论不一定正确，有待进一 结论 步证明。
类比圆的特征,下表中球的相关特征分别是什么？
定义:平面上，到定点的距 空间中，到定点的距离等 离等于定长的点的轨迹就 于定长的点的轨迹就是球. 是圆.
圆的直径 圆的弦
圆的切线 圆的周长
球的大圆 球的小圆 球的切面 球的表面积
圆的面积
球的体积
圆的概念和性质
球的类似概念和性质
圆心与弦（非直径）中点 球心与截面（非大圆） 的连线垂直于弦 圆心的连线垂直于截面 与圆心距离相等的两弦相 与球心距离相等的两截面 等，与圆心距离不等的两 积相等，与球心距离不等 弦不等，距圆心较近的弦 的两截面积不等，距球心 较长. 较近的截面积较大.
S
下面的推理正确吗？
大前提：刑法规定抢劫罪是以非法占有为目的，使
用暴力、胁迫或其他方法，强行劫取公私财物的行
为.其刑事责任年龄起点为14周岁，对财物的数额
没有要求.
小前提：小明超过14周岁，强行向路人抢取钱财 50元.
2.1.1合情推理
猜想:前n个连续的奇数的和等于n的平方, 即:1+3+5+…+(2n-1)=n2
练习2
在地面铺上一个边长为1的地砖，记 1 为第1层地砖，在它周围铺上地砖， 记为第2层，使之构成边长为1+2的 正方形；然后再铺上第3层地砖，使 之构成边长为1+2+3的正方形；然 后„„，如图， （1）试猜测第n层地砖的面积 an ； （2）猜测前n层地砖的面积和Sn
4 3
与圆心距离相等的两弦相等 与球心距离相等的两截面面积相等 与圆心距离不相等的两弦不相 与球心距离不相等的两截面面积 等,距圆心较近的弦较长 不相等,距球心较近的面积较大 以点(x0,y0)为圆心, r为半径 的圆的方程为(x-x0)2+(y-y0)2 = r2 以点(x0,y0,z0)为球心, r为半 径的球的方程为(x-x0)2+(yy0)2+(z-z0)2 = r2
高二数学 选修1-2
第二章
2.1合情推理和演绎推理
2.1.1
合情推理
问题的提出： 推理是什么？
已知 判断
前提
新的 判断
结论
推理：是人们思维活动的过程，是根据一 个或几个已知的判断来确定一个新的判断 的思维过程。
推理
情景1
6＝3+3， 由左边的事实你能得出什么结论？ 8＝3+5， 偶数＝奇质数＋奇质数 10＝5+5=3+7, 其他偶数是否有类似的结论？ 12＝5+7， 14＝7+7， 结论： 16＝5+11, “任何一个不小于6的偶数 18 =7+11, 都等于两个奇质数之和” „ 1000＝29+971， 即:偶数＝奇质数＋奇质数 1002=139+863, „ 有没有出现反例？
2019-2020数学人教A版选修2-2课件：2.1.1合情推理
【解题探究】写出前4项，通过观察，发现相应的规律．
【解析】(1)由已知，可得 a1＝3＝22－1， a2＝2a1＋1＝2×3＋1＝7＝23－1， a3＝2a2＋1＝2×7＋1＝15＝24－1， a4＝2a3＋1＝2×15＋1＝31＝25－1. 猜想 an＝2n＋1－1，n∈N*.
(2)由已知，可得a1＝a，a2＝2－1a1＝2－1 a， a3＝2－1 a2＝32－－2aa，a4＝2－1 a3＝34－－23aa. 猜想an＝n－n－1－n－n1－a2a(n∈N*)． (3)∵2 Sn＝an＋1，∴2 S1＝a1＋1，即2 a1＝a1＋1. ∴a1＝1.又2 S2＝a2＋1，∴2 1＋a2＝a2＋1. ∵对一切的n∈N*，an>0，∴a2＝3. 同理可求得a3＝5，a4＝7.猜想出an＝2n－1(n∈N*)．
【答案】（1）C （2）f3(x)＝1－x4x fn(x)＝1－2xn－1x 【解析】（1）利用归纳法：a＋b＝1，a2＋b2＝3，a3＋b3＝3＋1 ＝4，a4＋b4＝4＋3＝7，a5＋b5＝7＋4＝11，a6＋b6＝11＋7＝18， a7＋b7＝18＋11＝29，a8＋b8＝29＋18＝47，a9＋b9＝47＋29＝ 76，a10＋b10＝76＋47＝123，规律为从第三组开始，其结果为 前两组结果的和．
长，h是该边上的高，则三角形的面积是 12 ah，如果把扇形的弧
长l，半径r分别看成三角形的底边长和高，可得到扇形的面积
为
1 2
lr；(2)由1＝12,1＋3＝22,1＋3＋5＝32，可得到1＋3＋5＋…
＋(2n－1)＝n2.(1)(2)两个推理过程分别属于( )
A．类比推理、归纳推理 B．类比推理、类比推理
a.在正四面体ABCD内有
2020_2021学年高中数学第二章推理与证明2.1合情推理与演绎推理2.1.1第1课时归纳推理课后
第二章推理与证明2.1合情推理与演绎推理2.1.1合情推理第1课时归纳推理课后篇巩固提升1.观察下列各式:1=12,2+3+4=32,3+4+5+6+7=52,4+5+6+7+8+9+10=72,……可以得出的一般性结论是()A.n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=n2(n∈N*)B.n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=(2n-1)2(n∈N*)C.n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-1)=n2(n∈N*)D.n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-1)=(2n-1)2(n∈N*),各等式的左边是2n-1(n∈N*)项的和,其首项为n,右边是项数的平方,故第n个等式首项为n,共有2n-1项,右边是(2n-1)2,即n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=(2n-1)2.2.已知不等式1+122<32,1+122+132<53,1+122+132+142<74,……均成立,照此规律,第五个不等式应为1+122+132+142+152+162<()A.95B.115C.116D.136,第n(n∈N*)个不等式的左边=1+122+132+…+1(n+1)2,右边=2(n+1)-1n+1,所以第五个不等式为1+122+132+142+152+162<116.3.如图是元宵节灯展中一款五角星灯连续旋转闪烁所形成的三个图形,照此规律闪烁,下一个呈现出来的图形是(),该五角星对角上的两盏灯(相连亮的看成一盏)依次按顺时针方向隔一盏闪烁,则下一个呈现出来的图形是A中的图形.故选A.4.已知数列{a n}中,a1=1,a n+1=2n n2+n n(n∈N*),则可归纳猜想{a n}的通项公式为()A .a n =2nB .a n =2n +1 C .a n =1nD .a n =1n +1a 1=1,a 2=2n 12+n 1=23,a 3=2n 22+n 2=432+23=24,a 4=2n 32+n 3=2×122+12=25,……由此可猜想a n =2n +1(n ∈N *).5.设f (x )=1+n1-n ,记f 1(x )=f (x ),若f n+1(x )=f (f n (x )),则f 2 016(2 016)等于( ) A .2 016 B .-12016 C .-10091008D .10081009f 1(x )=1+n1-n ,f 2(x )=-1n ,f 3(x )=n -1n +1,f 4(x )=x ,f 5(x )=1+n1-n ,f 6(x )=-1n,f 7(x )=n -1n +1,f 8(x )=x ,……可得f n (x )是以4为周期的函数,因此f 2016(x )=f 504×4(x )=f 4(x )=x ,故f 2016(2016)=2016.6.一个蜂巢里有1只蜜蜂,第一天,它飞出去带回了5只蜜蜂;第二天,6只蜜蜂飞出去各自又带回了5只蜜蜂,……如果这个过程继续下去,那么第6天所有蜜蜂归巢后,蜂巢中共有蜜蜂( ) A .6(66-1)6-1只 B .66只 C .63只D .62只,可知第一天共有蜜蜂1+5=6(只),第二天共有蜜蜂6+6×5=62(只),第三天共有蜜蜂62+62×5=63(只),……故第6天所有蜜蜂归巢后,蜂巢中共有蜜蜂65+65×5=66(只),故选B .7.分形理论是当今世界十分风靡和活跃的新理论、新学科.其中,把部分与整体以某种方式相似的形体称为分形.分形是一种具有自相似特性的现象、图象或者物理过程.标准的自相似分形是数学上的抽象,迭代生成无限精细的结构.也就是说,在分形中,每一组成部分都在特征上和整体相似,只是变小了一些而已,谢尔宾斯基三角形就是一种典型的分形,是由波兰数学家谢尔宾斯基在1915年提出的,按照如下规律,依次在一个黑色三角形内去掉小三角形,则当n=6时,该黑色三角形内共去掉小三角形的个数为( )A.81B.121C.364D.1 093,每一个图形中小三角形的个数等于前一个图形中小三角形个数的3倍加1,设第n 个黑色三角形内去掉小三角形的个数为a n ,则n=1时,a 1=1;n=2时,a 2=3×1+1=4;n=3时,a 3=3×4+1=13;n=4时,a 4=3×13+1=40;n=5时,a 5=3×40+1=121;n=6时,a 6=3×121+1=364.故选C .8.给出若干个数:√2+23,√3+38,√4+415,√5+524,……由此可猜测第n (n ∈N *)个数为 .,被开方数都是两个数相加,第一个数恰好比序号多1,第二个数是分式,分子也是比序号多1,分母则是分子的平方减去1,由此可得第n 个数为√n +1+n +1(n +1)2-1.n +1+n +1(n +1)2-19.某同学在一次研究性学习中发现,以下五个式子的值都等于同一个常数.①sin 213°+cos 217°-sin 13°cos 17°; ②sin 215°+cos 215°-sin 15°cos 15°; ③sin 218°+cos 212°-sin 18°cos 12°; ④sin 2(-18)°+cos 248°-sin(-18)°cos 48°; ⑤sin 2(-25)°+cos 255°-sin(-25)°cos 55°.(1)试从上述五个式子中选择一个,求出这个常数;(2)根据(1)的计算结果,将该同学的发现推广为三角恒等式,并证明你的结论.选择②式计算如下:sin 215°+cos 215°-sin15°cos15°=1-12sin30°=34.(2)三角恒等式为sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=34.证法一:sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=sin 2α+(cos30°cos α+sin30°sin α)2-sin α(cos30°·cos α+sin30°sin α) =sin 2α+34cos 2α+√32sin αcos α+14sin 2α-√32sin αcos α-12sin 2α =34sin 2α+34cos 2α=34.故上式成立.证法二:sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=1-cos2n2+1+cos(60°-2n )2-sin α(√32cos n +12sin n )=1+12[12cos2n +√32sin2n -cos2n ]−√34sin2α-14(1-cos2α) =1-14cos2α-14+14cos2α=1-14=34.故上式成立. 10.已知下列等式成立:122-1=13,122-1+142-1=25,122-1+142-1+162-1=37,122-1+142-1+162-1+182-1=49,……试根据以上等式,归纳出一个一般性结论,用等式表示,并用数列中的方法加以证明.:第1个等式左边有1项,右边为12×1+1;第2个等式左边有2项,右边为22×2+1;第3个等式左边有3项,右边为32×3+1;第4个等式左边有4项,右边为42×4+1,由此可以归纳得出一般性的结论为122-1+142-1+162-1+…+1(2n )2-1=n2n +1(n ∈N *).以下用数列的方法证明该等式成立:122-1+142-1+162-1+…+1(2n )2-1=11×3+13×5+15×7+…+1(2n -1)(2n +1) =1211−13+13−15+15−17+…+12n -1−12n +1=12(11-12n +1)=n2n +1.附：什么样的考试心态最好大部分学生都不敢掉以轻心，因此会出现很多过度焦虑。