资源描述
聚焦反证法
反证法是间接证明的一种基本方法,经常是解决某些“疑难”问题的有力工具.对于一些用直接证明的方法难以证明的结论,常接受反证法.娴熟把握并运用反证法,对提高同学们的解题力气大有裨益.下面就反证法的要点进行归纳整理.
1.定义:一般地,假设原命题不成立,经过正确的推理,最终得出冲突,因此说明假设错误,从而证明白原命题成立,这样的证明方法叫做反证法.
2.反证法的基本思想是:否定结论就会导致冲突.它可以用下面的程序来表示:“否定———推理———冲突———确定.”
“否定”———假设所要证明的结论不成立,而结论的反面成立.
“推理”———从已知条件和假设动身,应用一系列的论据进行推理.
“冲突”———通过推导,推出与实际“需要”不符、与“公理”冲突、与“已知定理”冲突、与“定义”冲突、与“题设”冲突、自相冲突等.
“确定”———由于推理过程正确.故冲突是由假设所引起的,因此,假设是错误的,从而确定结论是正确的.
3.应用反证法的原则:正难则反,即假如一个命题的结论难以用直接法证明时可考虑用反证法.
4.宜用反证法证明的题型:①易导出与已知冲突的命题;②一些基本定理;③“否定性”命题;④“惟一性”命题;⑤“必定性”命题;⑥“至少”、“至多”命题等.
5.留意事项:(1)应用反证法证明命题时,反设必需恰当.如“都是”的否定是“不都是”、“至少一个”的否定是“不存在”等.
(2)用反证法证明时最好在开篇注明“下面用反证法证明”,以告知读者按反证法的思路阅读或评卷.
下面举例说明“反证法”在证题中的应用.
例1 设的公比分别为.
假设是等比数列,则有只需证.
由于,
而.
从而有,而,
故有,即,这与已知相冲突.因此假设不成立,故不是等比数列.
点评:当遇到结论为否定形式的命题时,经常接受反证法.
例2 求证:两条平行线中一条与一个平面相交,那么另一条也与这个平面相交.
已知:平面,如图1所示.
求证:直线和平面相交.
证明:假设和平面不相交,即或.
(1)若,由于,
所以,这与相冲突.
(2)假如,由于,所以和确定一个平面,明显平面与平面相交.
设,由于,所以.
又,从而且.
故,这与冲突.
由(1),(2)可知,假设不成立.故直线与平面相交.
例3 求证:正弦函数没有比小的正周期.
证明:假设是正弦函数的周期,且,则对任意实数都有成立.
令,得,即,从而对任意实数都有,这与冲突.
所以正弦函数没有比小的正周期.
例4 今有50位同学,男女各一半,围坐一圈,是否存在一种座位的支配方法,使得每一位同学左右两侧的两位同学为一男一女?证明结论.
解:不存在这样的座位支配.
证明:假设存在这样的支配,则每一位同学必与一同性别的同学相邻,若以M表示男同学,W表示女同学,则每一对相邻而坐的男性(女性)同学的左右两侧必为两对相邻而坐的女性(或男性)同学,如图2所示,因此男性或女性同学数应是偶数,这和男性或女性同学数各占25冲突,所以这种支配方法不存在.
展开阅读全文