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(蘇教版選修2—2)數(shù)學:第2章《直接證明與間接證明》素材

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(蘇教版選修2—2)數(shù)學:第2章《直接證明與間接證明》素材

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相得益彰 話聯(lián)立分析、綜合法
  分析法和綜合法是兩種常用的解題方法,但有時候我們常常把這兩種方法結(jié)合起來使用效果更好.
  一、用分析法尋找思路,用綜合法表述過程
  例1 已知,求證:.
  分析:本題用綜合法不容易找到證題思路,因此用分析法探路.
  要證原不等式成立,
  由,得,,,
  因此移項,只需證.
  通分,得,
  即證.
  只需證成立.思路找到.
  證明:∵,
  ∴,,.21世紀教育網(wǎng)
  ∴.
  ∴,
  即,
  ∴.
  點評:分析法解題方向較為明確,有利于尋找解題思路;綜合法條理清晰,宜于表述.因此,在實際解題時,通常以分析法為主尋求解題思路,再用綜合法有條理地表述過程.
  二、分析法與綜合法聯(lián)合使用
  對于那些較為復雜的數(shù)學命題,不論是從“已知”推向“未知”,或者是由“未知”靠攏“已知”,都有一個比較長的思考過程,單靠分析法或綜合法顯得較為困難.為保證探索方向準確及過程快捷,人們常常把分析法與綜合法兩者并列起來使用,即常采取同時從已知和結(jié)論出發(fā),尋找問題的一個中間目標.從已知到中間目標運用綜合法思索,而由結(jié)論到中間目標運用分析法思索,以中間目標為橋梁溝通已知與結(jié)論,構(gòu)建出證明的有效路徑.上面所言的思維模式可概括為如下圖所示:21世紀教育網(wǎng)
  綜合法與分析法是邏輯推理的思維方法,它對于培養(yǎng)思維的嚴謹性極為有用.把分析法與綜合法并列起來進行思考,尋求問題的解答途徑,就是人們通常所說的分析、綜合法.
若a,b,c是不全相等的正數(shù),求證:

  證明:要證,
  只需證,
  只需證.
  又,,.
  且上述三式中的等號不全成立,所以
  c.
  因此.
  注:這個證明中的前半部分用的是分析法,后半部分用的是綜合法.
點撥反證法
  反證法是一種重要的間接證明方法,下面加以系統(tǒng)歸納,供參考.21世紀教育網(wǎng)
  1.宜用反證法證明的題型
  ①易導出與已知矛盾的命題;②否定性命題;③惟一性命題;④至少至多型命題;⑤一些基本定理;⑥必然性命題等.21世紀教育網(wǎng)
  2.步驟
  ①假設命題結(jié)論不成立,即假設結(jié)論的反面成立(反設);②從這個假設出發(fā),經(jīng)過推理論證,得出矛盾(歸謬);③由矛盾判斷假設不成立,從而肯定命題的結(jié)論成立(結(jié)論).
3.典例分析[來源:21世紀教育網(wǎng)]
  例 求證:a、b、c為正實數(shù)的充要條件是,且和.
  分析:由a、b、c為正實數(shù),顯然易得,,.即“必要性”的證明用直接證法易于完成,并不需要用反證法.證明“充分性”時,要綜合三個不等式推出a、b、c是正實數(shù),有些難度,于是,試試反證法.
  證明:(1)證必要性.(略)
  (2)證充分性.假設a、b、c不全為正實數(shù)(原結(jié)論是a、b、c都是正實數(shù)),由于,則它們只能是二負一正.
  不妨設且且,
  又由于,
  ∵,∴.①
  又∵,∴.②
  而,
  ∴,與的假設矛盾.
  ∴假設不成立,原結(jié)論成立,即a、b、c均為正實數(shù).
  說明:如果從①處開始,如下進行推理:
  ∵,即,又,∴.
  則,與①式矛盾.
  這樣,矛盾的焦點就發(fā)生在兩部分推理的結(jié)論上了,即自相矛盾;還可以讓矛盾的焦點發(fā)生在已知條件上,從②處開始,于是,與已知矛盾,這個途徑最簡捷.
  評注:反證法矛盾的焦點,可以是和“已知條件”或“定義”、“公理”、“定理”、“反面假設”矛盾,也可以自相矛盾(即兩部分推理的結(jié)果矛盾).其本質(zhì)是,先利用的和剩余者之間的矛盾.究竟先利用哪些好,應根據(jù)題目的具體情況決定.順其自然,因勢利導,不必拘泥于一格.

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