反证法在中学数学中的应用

大(小)于 不大(小)于 至多有一个 至少有两个 都大于 至少有一个不大于 都小于 至少有一个不小于 3.3 如何正确导出矛盾

反证法有一个明显常用的方法就是归谬,归谬不仅仅是反证法中的一个重点,也是一个难点。在刚刚接触反证法的时候,做出反设的时候,证明过程中要找到矛盾点时,我们会感觉到不是很容易,有时候可能都不懂矛盾点在哪里。

反证法的核心就是从证明结果的反面出发,运用争取的理论方法求得矛盾的结果,因此如何导出矛盾的结果就是反证法的关键所在。若是要顺利的找到结论和反设之间的矛盾,证明结论的正确性,首先要进行题目中逻辑关系的分析,弄清关系,这样就可以进行相关的证明。

在进行反证法证明过程中有两个方面值得关注:

第一点:导出矛盾,首先进行假设,从假设开始着手怎么去证明。 第二点:证明过程一定要严谨,要有条理有依据的证明。 从整体方面来说,归谬的情况可能会出现下面几个类型; 1) 推导出与命题已知条件相矛盾的结果。 2) 推导出与已经证明过的定理相矛盾的结果。 3) 推导出与公理相矛盾的结果。

4) 推导出与已知定义相矛盾的结果。 5) 推导出与假设相矛盾的结果。

4 反证法的应用

反证法在中学数学中的应用是比较常见,有些命题是适用于反证法的,只要掌握了它的特点,对于我们运用反证法是很好的帮助,根据命题的特点分类有以下几种适用于反证法的命题: 4.1 唯一性命题

当命题的结论需要证明“唯一性”,“存在性”时,适用于反证法。 例3已知a,b是两条相交直线,求证a,b只有一个交点错误!未找到引用源。。

证明:假设直线a和b不只有一个交点,那么就是直线a和b至少有两个交点。设这两个交点为A,B两点,所以直线a通过A,B两点,直线b也通过A,B两点。从这我们可以得到,经过A,B两点会有两条直线a和b。这个结论和公理“经过两点有且只有一条直线”相矛盾。所以假设不成立,则a,b只有一个交点。

例4 求证:方程5x?12的解是唯一的错误!未找到引用源。。

证明:由对数的定义可以得到x1?log512是这个方程的一个解。假设这个方

5x212。程的解不是唯一的,它还有解x?x2(x1?x2),则5?因为5?12,则x1?1,

5x2?x1x2?x1?1 ①。由假设得x2?x1?0,即当x2?x1?0的时候,有:5?1 ②。 即5x2x1当x2?x1?0的时候,有5x2?x1?1 ③。很明显②③与①都矛盾,这说明假设不成立,所以原方程的解是唯一的。 4.2 否定性命题

这种命题常出现以“不是??”,“不能??”,“没有??”这些否定性词语,如果从正面考虑的话,就不容易进行证明,没有思路,这时就需要考虑反证法了。

例5 求证:不存在7条棱的多面体错误!未找到引用源。。

证明:假设存在7条棱的多面体。那么,组成这个多面体的每个面只能是三角形。如果有四边形或者边数更多的多边形,除过这些边最多只有3条棱,根本不可能与4个以上的顶点相连接。设每个面都是三角形的多面体有n个面(n为

3n14?7,整数),由于每条棱都是两个面的边,所以即n?,与n是整数相矛盾。23即证明不存在7条棱的多面体。

111例6如果a,b,c是不全相等的实数,且a,b,c成等差数列,求证:,,不

abc[14]

成等差数列。

111211a?c证明:假设,,能成等差数列,则可以得出???,因为a,b,cabcbacac2a?c2b?成等差数列,即2b?a?c①,那么?,即b2?ac②,由①②可以得

bacac出a?b?c,与已知条件a,b,c是不全相等的实数相矛盾。即假设错误,故原命题正确。

4.3 “至多”“至少”型命题

命题结论中有“至多”、“至少”的词语时,可以考虑用反证法。

例7求证:在一个三角形中,至少有一个内角小于或等于60?。

证明:假设三角形的三个内角都大于60?,则三角形的内角和大于?60??60?6?0,即三角形的内角

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