1、反证法一、教学目标:结合已经学过的数学实例,了解间接证明的一种基本方法反证法;了解反证法的思考过程与特点。二、教学重点:了解反证法的思考过程与特点教学难点:正确理解、运用反证法三、教学方法:探析归纳,讲练结合四、教学过程(一)、复习:反证法的思考过程与特点。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,从这个假设动身,经过正确的推理,导致冲突,从而否定相反的假设,达到确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
2、确地作出反设,把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,导出冲突的过程没有固定的模式,但必需从反设动身,否则推导将成为无源之水,无本之木。推理必需严谨。导出的冲突有如下几种类型:与已知条件冲突;与已知的公理、定义、定理、公式冲突;与反设冲突;自相冲突。(二)、探究新课反证法是数学中非构造性证明中的极重要的方法。对于处理存在性问题、否定性问题、唯一性问题和至多
3、、至少性问题,反证法具有特殊的优越性。例1、已知,求证:中,至少有一个数大于25。证明:假设命题的结论不成立,即均不大于25,那么,这与已知条件相冲突。所以,中,至少有一个数大于25。例2、求证:1,2,不行能是一个等差数列中的三项。证明:假设1,2,是公差为d的等差数列的第p,q,r项,则,于是。由于p,q,r均为整数,所以等式右边是有理数,而等式左边是无理数,二者不行能相等,推出冲突。所以,1,2,不行能是一个等差数列中的三项。例3、如图所示,直线a平行于平面,是过直线a的平面,平面与相交于直线b,求证:直线a平行于直线b。证明:假设命题的结论不成立,即“直线a不平行于直线b”。由于直线a
4、,b在同一平面中,且直线a,b不平行。故直线a,b相交,设交点为A,A在直线b上,故A在平面上。所以,直线a与平面相交于A。这与条件“直线a平行于平面”冲突。因此,假设不成立,即“直线a平行于直线b”。(三)、小结:反证法与直接证法是相对而言的,在证明过程中我们不能僵化的使用反证法。对于一个证明来说,可能要交替地使用这两种证法。1.哪些命题适宜用反证法加以证明?笼统地说,正面证明繁琐或困难时宜用反证法;具体地讲,当所证命题的结论为否定形式或含有“至多”、“至少”等不确定词,此外,“存在性”、“唯一性”问题. 2.归谬是“反证法”的核心步骤,归谬得到的规律冲突,常见的类型有哪些?归谬包括推出的结
5、果与已知定义、公理、定理、公式冲突,或与已知条件、临时假设冲突,以及自相冲突等各种情形。(四)、练习:1、课本练习2。2、(1)用反证法证明命题:“三角形的内角中至少有一个不大于60度”时,反设正确的是( )(A) 假设三内角都不大于60度; (B) 假设三内角都大于60度;(C) 假设三内角至多有一个大于60度; (D) 假设三内角至多有两个大于60度。(2)已知2,关于pq的取值范围的说法正确的是( )(A)确定不大于2 (B)确定不大于 (C)确定不小于 (D)确定不小于2解析 用反证法可得(1)应选(B) (2)应选(A)3、 用反证法证明命题“假如那么”时,假设的内容应为_.解析:用
6、反证法可得应填 或4、假如为无理数,求证是无理数.提示:假设为有理数,则可表示为(为整数),即. 由,则也是有理数,这与已知冲突. 是无理数.(五)、作业:课本习题1-3: 1、5补充题:对于直线l:y=kx+1,是否存在这样的实数k,使得l与双曲线C:3xy=1的交点A、B关于直线y=ax(a为常数)对称?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由。证明:(反证法)假设存在实数k,使得A、B关于直线y=ax对称,设A(x1,y1)、B(x2,y2)则 由 由、有a(x1+x2)=k(x1+x2)+2 由知x1+x2= 代入整理得:ak=3与冲突。故不存在实数k,使得A、B关于直线y=ax对称。五、教后反思: