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第7课时 合情推理与演绎推理
一、复习要求
1.了解合情推理的含义,利用归纳与类比等进行简单的推理。
2.了解演绎推理的重要性,掌握演绎推理的基本模式,并能进行简单的推理。
二、知识回顾
1、我们学过的合情推理包括 和 。
2、从 出发,推出某个 ,这种推理成为演绎推理。是由 到 的推理。
3、三段论推理的一般模式(用符号表示):
(1)大前提: .
(2)小前提: .
(3)结论: .
4、尽可能少地选取 和不加证明的 (公理、公设),以此为出发点,应用 ,推出尽可能多的结论的方法,称为公理化方法。
三、典型例题
例1 从平面外一点向这个平面引两条斜线,它们的夹角为,这两条斜线在平面内的射影夹角为,如果、(0,π),判断、的大小( )。
A. = B. < C. > D. 、大小不定
设AB⊥平面BCD,BC、BD是AC、AD在平面BCD 内的射影,∠CBD=,∠CAD=。(见图1)
观察图1,凭直觉似应选B:<;再观察图2,我们视△ABD和△ABE是两个叠合在一起的直角三角形,可立得=∠EAD>∠EBD==0;如果我们把问题特殊化,设AB=BE=1,AD=2,BD= ,点C是点E以AB为轴旋转所至,那么,当点C刚刚离开点E一丁点时,凭直觉仍有>;但把点C旋转至与点B、E共线位置时,则有Ф=π/3+π/4<π=;再考虑到、从>到<的大小变化是连续的,则直觉告诉我们应该在某一时刻恰好=。现证明如下:
设CD=x,在△CAD和△CBD中,依余弦定理得,COSФ== ,
COS== ,
如果 = ,化简得x=>0,故方程在〔,〕上有解,所以,点C离开点E旋转到某一位置,可使COS= COS,根据0<,θ<π得,=;
综上所述,本题中、大小不定,应选D。
点评:本题的解决虽然没有离开逻辑思维,但对逻辑思维模式有所突破,充分体现了合情推理、直觉判断、大胆猜想、小心求证的数学方法,这其中推理者的思维过程,是内在的、有序的、深刻的,且具有鲜明的个性化特征,绝非套用来自“题型教学”的所谓固定程式所至。经常进行此类问题的解题训练,强化合情推理的教育功能,对学生摆脱“题型教学”的羁绊是大有裨益的。
例2 观察以下各等式:
,
分析上述各式的共同特点,猜想出反映一般规律的等式,并对等式的正确性作出证明。
猜想:。
证明:
例3 已知数列,其中是首项为1,公差为1的等差数列;是公差为的等差数列;是公差为的等差数列().
(1)若,求;
(2)试写出关于的关系式,并求的取值范围;
(3)续写已知数列,使得是公差为的等差数列,……,依次类推,把已知数列推广为无穷数列. 提出同(2)类似的问题((2)应当作为特例),并进行研究,你能得到什么样的结论?
解:(1).
(2),
,
当时,.
(3)所给数列可推广为无穷数列,其中是首项为1,公差为1的
等差数列,当时,数列是公差为的等差数列.
研究的问题可以是:
试写出关于的关系式,并求的取值范围.
研究的结论可以是:由,
依次类推可得
当时,的取值范围为等.
四、基础测试
课后评测7
一、 选择题
1、 下列表述正确的是( ).
①归纳推理是由部分到整体的推理;②归纳推理是由一般到一般的推理;③演绎推理是由一般到特殊的推理;④类比推理是由特殊到一般的推理;⑤类比推理是由特殊到特殊的推理.
A.①②③; B.②③④; C.②④⑤; D.①③⑤.
2、下面使用类比推理正确的是 ( ).
A.“若,则”类推出“若,则”
B.“若”类推出“”
C.“若” 类推出“ (c≠0)”
D.“” 类推出“”
3、 有一段演绎推理是这样的:“直线平行于平面,则平行于平面内所有直线;已知直线
平面,直线平面,直线∥平面,则直线∥直线”的结论显然是错误的,这是因为 ( )
A.大前提错误 B.小前提错误 C.推理形式错误 D.非以上错误
4、当1,2,3,4,5,6时,比较和的大小并猜想 ( ).
A.时, B. 时,
C. 时, D. 时,
二、 填空题
5、一同学在电脑中打出如下若干个圈:○●○○●○○○●○○○○●○○○○○●…若将此若干个圈依此规律继续下去,得到一系列的圈,那么在前120个圈中的●的个数是 。
6、 类比平面几何中的勾股定理:若直角三角形ABC中的两边AB、AC互相垂直,则三角形三边长之间满足关系:。若三棱锥A-BCD的三个侧面ABC、ACD、ADB两两互相垂直,则三棱锥的侧面积与底面积之间满足的关系为: .
7、从,,,,…,推广到第个等式为_________________________.
8、已知a1=3,an+1=,试通过计算a2,a3,a4,a5的值,推测出an=___________.
9、对于平面几何中的命题“如果两个角的两边分别对应垂直,那么这两个角相等或互补”,在立体几何中,类比上述命题,可以得到命题: “ ”,这个类比命题的真假性是 。
10、平面内的1条直线把平面分成两部分,2条直线把平面分成4部分,3条相交直线但不共点的直线把平面分成7部分, n条彼此相交而无3条直线共点的直线把平面分成 部分。
11、若数列{an},(n∈N)是等差数列,则有数列bn=(n∈N)也是等差数列,类比上述性质,相应地:若数列{cn}是等比数列,且cn>0(n∈N),则有dn=____________ (n∈N)也是等比数列。
参考答案
课后评测7
1、D 2、C 3、A 4、D 5、14
6、
7、…
8、 9、如果两个二面角的两个半平面分别对应垂直,则这两个二面角相等或互补。(答案不唯一)假命题。 10、 11、
第8课时 直接证明与间接证明
一、复习要求
1.了解直接证明的两种基本方法:分析法与综合法,了解两种方法的思考过程与特点。
2.了解间接证明的一种基本方法:反证法,了解他的思考过程与特点。
二、知识回顾
1.证明分为 与 ,直接证明包括 、 等;间接证明主要是 .
2.综合法:(1)一般的,利用 等,经过一系列 ,最后 ,这种证明方法叫做综合法。
(2).综合法的模式;若用P表示已知条件、已有的定义、定理、公理等,Q表示所要证明的结论,则综合法可用框图表示为:
3.分析法:一般的,从 出发,逐步寻找使它成立的 ,直至最后,把要证明的结论归结为 (已知条件、定义、定理、公理等)。这种证明方法叫做分析法。
4.反证法:一般的,假设 (即在原命题的条件下,结论不成立),经过 ,最后得出 ,因此说明 ,从而 ,这样的证明方法叫做反证法。
5、数学归纳法证明的步骤:
(1)归纳奠基: ;
(2)归纳递推: .
三、典型例题
例1、设a,b,x,y∈R,且,,试证。
分析:可以用综合法与分析法---略
例2、若a,b,c均为实数,且,,,求证:a,b,c中至少有一个大于0。
分析:可以用反证法---略
例3、求证:对任意自然数n都成立。
分析:从问题的反面促进学生对归纳原理的理解,
学生验证了n=1时成立后,假设n=k时,等式成立;而令n=k+1得到
当学生大惑不解时,老师提出,若n=k+1时等式成立,就应该有,解出k=1或2,这说明根据k=1时等式成立能推出k=2时等式成立;根据k=2时等式成立能推出k=3时等式成立;而k=3时虽等式成立,但推不出k=4时等式成立,所以,原命题不正确,这例子是何等深刻。
四、基础测试
课后评测8
一、选择题
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、对“a,b,c是不全相等的正数”,给出两个判断:
①;②不能同时成立,下列说法正确的是( )
A.①对②错 B.①错②对
C.①对②对 D.①错②错
3、某个命题与正整数n有关,如果当时命题成立,那么可推得当时命题也成立. 现已知当时该命题不成立,那么可推得 ( )
A.当n=6时该命题不成立 B.当n=6时该命题成立
C.当n=8时该命题不成立 D.当n=8时该命题成立
4、则下列等式不能成立的是( )
A. B.
C. D. (其中)
二、填空题
5、数列中,a1=1,Sn表示前n项和,且Sn,Sn+1,2S1成等差数列,通过计算S1,S2,S3,猜想当n≥1时,Sn= .
6、利用数学归纳法证明“1+a+a2+…+an+1= (a≠1,n∈N)”,在验证n=1成立时,左边应该是 .
7、由图(1)有面积关系。则由图(2)有体积关系:= .
8、已知,…,则
三、解答题
9、求证:(1) (2)
10、已知数列{an}满足Sn+an=2n+1,(1)写出a1, a2, a3,并推测an的表达式;(2)用数学归纳法证明所得的结论。
11、已知函数,证明:(1)经过这个函数图象上任意两个不同的点的直线不平行于轴。(2)这个函数的图像关于直线成轴对称图形。
参考答案
课后评测8
1、B 2、A 3、A 4、C 5、 6、1+a+a2
7、 8、
9、证明:(1) ∵,则, ;
将此三式相加得
,
∴.
(2)要证原不等式成立
只需证(+)>(2+),
即证。
∵上式显然成立,
∴原不等式成立.
10、解:
(1) a1=, a2=, a3=,
猜测 an=2-
(2) ①由(1)已得当n=1时,命题成立;
②假设n=k时,命题成立,即 ak=2-,
当n=k+1时, a1+a2+…+ak+ak+1+ak+1=2(k+1)+1,
且a1+a2+……+ak=2k+1-ak
∴2k+1-ak+2ak+1=2(k+1)+1=2k+3,
∴2ak+1=2+2-, ak+1=2-,
即当n=k+1时,命题成立.
根据①②得n∈N*, an=2-都成立.
11、解:(1)设时函数图像上任意两个不同的点,则,且,
即,故直线AB不平行于x轴。
(2)设A是函数图像上的任意一个点,则且,
否则有,得2=1,这是不可能的。因此
由式得:
此式表示:点A关于直线y=x的对称点在函数图像上,由于A的任意性,知函数的图像关于直线y=x成轴对称图形。
练习(三)
一、选择题
1.数列…中的等于( )
A. B. C. D.
2.设则( )
A.都不大于 B.都不小于
C.至少有一个不大于 D.至少有一个不小于
3.已知正六边形,在下列表达式①;②;
③;④中,与等价的有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
4.如果为各项都大于零的等差数列,公差,则( )
A. B.
C. D.
5.函数在点处的导数是 ( )
A. B. C. D.
二、填空题
1.从中得出的一般性结论是_____________。
2.已知实数,且函数有最小值,则=__________。
3.已知是不相等的正数,,则的大小关系是_________。
4.若正整数满足,则
5.若数列中,则。
三、解答题
1.观察(1)
(2)
由以上两式成立,推广到一般结论,写出你的推论。
2.设函数中,均为整数,且均为奇数。
求证:无整数根。
3.的三个内角成等差数列,求证:
4.设图像的一条对称轴是.
(1)求的值;
(2)求的增区间;
(3)证明直线与函数的图象不相切。
参考答案
一、选择题
1.B 推出
2.D ,三者不能都小于
3.D ①;②
③;④,都是对的
4. B 由知道C不对,举例
5. D
二、填空题
1. 注意左边共有项
2. 有最小值,则,对称轴,
即
3.
4.
5. 前项共使用了个奇数,由第个到第个奇数的和组成,即
三、解答题
1. 若都不是,且,则
2.证明:假设有整数根,则
而均为奇数,即为奇数,为偶数,则同时为奇数‘
或同时为偶数,为奇数,当为奇数时,为偶数;当为偶数时,也为偶数,即为奇数,与矛盾。
无整数根。
3.证明:要证原式,只要证
即只要证而
4.解:(1)由对称轴是,得,
而,所以
(2)
,增区间为
(3),即曲线的切线的斜率不大于,
而直线的斜率,即直线不是函数的切线。
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