(苏教版选修2—2)数学:第2章《直接证明与间接证明》素材

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(苏教版选修2—2)数学:第2章《直接证明与间接证明》素材

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相得益彰 话联立分析、综合法
  分析法和综合法是两种常用的解题方法,但有时候我们常常把这两种方法结合起来使用效果更好.
  一、用分析法寻找思路,用综合法表述过程
  例1 已知,求证:.
  分析:本题用综合法不容易找到证题思路,因此用分析法探路.
  要证原不等式成立,
  由,得,,,
  因此移项,只需证.
  通分,得,
  即证.
  只需证成立.思路找到.
  证明:∵,
  ∴,,.21世纪教育网
  ∴.
  ∴,
  即,
  ∴.
  点评:分析法解题方向较为明确,有利于寻找解题思路;综合法条理清晰,宜于表述.因此,在实际解题时,通常以分析法为主寻求解题思路,再用综合法有条理地表述过程.
  二、分析法与综合法联合使用
  对于那些较为复杂的数学命题,不论是从“已知”推向“未知”,或者是由“未知”靠拢“已知”,都有一个比较长的思考过程,单靠分析法或综合法显得较为困难.为保证探索方向准确及过程快捷,人们常常把分析法与综合法两者并列起来使用,即常采取同时从已知和结论出发,寻找问题的一个中间目标.从已知到中间目标运用综合法思索,而由结论到中间目标运用分析法思索,以中间目标为桥梁沟通已知与结论,构建出证明的有效路径.上面所言的思维模式可概括为如下图所示:21世纪教育网
  综合法与分析法是逻辑推理的思维方法,它对于培养思维的严谨性极为有用.把分析法与综合法并列起来进行思考,寻求问题的解答途径,就是人们通常所说的分析、综合法.
若a,b,c是不全相等的正数,求证:

  证明:要证,
  只需证,
  只需证.
  又,,.
  且上述三式中的等号不全成立,所以
  c.
  因此.
  注:这个证明中的前半部分用的是分析法,后半部分用的是综合法.
点拨反证法
  反证法是一种重要的间接证明方法,下面加以系统归纳,供参考.21世纪教育网
  1.宜用反证法证明的题型
  ①易导出与已知矛盾的命题;②否定性命题;③惟一性命题;④至少至多型命题;⑤一些基本定理;⑥必然性命题等.21世纪教育网
  2.步骤
  ①假设命题结论不成立,即假设结论的反面成立(反设);②从这个假设出发,经过推理论证,得出矛盾(归谬);③由矛盾判断假设不成立,从而肯定命题的结论成立(结论).
3.典例分析[来源:21世纪教育网]
  例 求证:a、b、c为正实数的充要条件是,且和.
  分析:由a、b、c为正实数,显然易得,,.即“必要性”的证明用直接证法易于完成,并不需要用反证法.证明“充分性”时,要综合三个不等式推出a、b、c是正实数,有些难度,于是,试试反证法.
  证明:(1)证必要性.(略)
  (2)证充分性.假设a、b、c不全为正实数(原结论是a、b、c都是正实数),由于,则它们只能是二负一正.
  不妨设且且,
  又由于,
  ∵,∴.①
  又∵,∴.②
  而,
  ∴,与的假设矛盾.
  ∴假设不成立,原结论成立,即a、b、c均为正实数.
  说明:如果从①处开始,如下进行推理:
  ∵,即,又,∴.
  则,与①式矛盾.
  这样,矛盾的焦点就发生在两部分推理的结论上了,即自相矛盾;还可以让矛盾的焦点发生在已知条件上,从②处开始,于是,与已知矛盾,这个途径最简捷.
  评注:反证法矛盾的焦点,可以是和“已知条件”或“定义”、“公理”、“定理”、“反面假设”矛盾,也可以自相矛盾(即两部分推理的结果矛盾).其本质是,先利用的和剩余者之间的矛盾.究竟先利用哪些好,应根据题目的具体情况决定.顺其自然,因势利导,不必拘泥于一格.

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