第一篇:四大推理方法搞定高中證明題
四大推理方法搞定高中證明題
高中數(shù)學(xué)證明題能有效培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)邏輯推理能力,也是數(shù)學(xué)課堂里面比較重要的內(nèi)容,但是現(xiàn)實(shí)中很多學(xué)生的推理和證明能力比較低,這讓很多一線教師苦惱,到底如何提高高中證明題解題能力?小編給大家介紹四大推理方法搞定高中證明題。
一、合情推理
1.歸納推理是由部分到整體,由個(gè)別到一般的推理,在進(jìn)行歸納時(shí),要先根據(jù)已知的部分個(gè)體,把它們適當(dāng)變形,找出它們之間的聯(lián)系,從而歸納出一般結(jié)論;
2.類比推理是由特殊到特殊的推理,是兩類類似的對(duì)象之間的推理,其中一個(gè)對(duì)象具有某個(gè)性質(zhì),則另一個(gè)對(duì)象也具有類似的性質(zhì)。在進(jìn)行類比時(shí),要充分考慮已知對(duì)象性質(zhì)的推理過程,然后類比推導(dǎo)類比對(duì)象的性質(zhì)。
二、演繹推理
演繹推理是由一般到特殊的推理,數(shù)學(xué)的證明過程主要是通過演繹推理進(jìn)行的,只要采用的演繹推理的大前提、小前提和推理形式是正確的,其結(jié)論一定是正確,一定要注意推理過程的正確性與完備性。
三、直接證明與間接證明
直接證明是相對(duì)于間接證明說的,綜合法和分析法是兩種常見的直接證明。綜合法一般地,利用已知條件和某些數(shù)學(xué)定義、定理、公理等,經(jīng)過一系列的推理論證,最后推導(dǎo)出所要證明的結(jié)論成立,這種證明方法叫做綜合法(或順推證法、由因?qū)Чǎ?。分析法一般地,從要證明的結(jié)論出發(fā),逐步尋求使它成立的充分條件,直至最后,把要證明的結(jié)論歸結(jié)為判定一個(gè)明顯成立的條件(已知條件、定理、定義、公理等)為止,這種證明方法叫做分析法。
間接證明是相對(duì)于直接證明說的,反證法是間接證明常用的方法。假設(shè)原命題不成立,經(jīng)過正確的推理,最后得出矛盾,因此說明假設(shè)錯(cuò)誤,從而證明原命題成立,這種證明方法叫做反證法。
四、數(shù)學(xué)歸納法
數(shù)學(xué)上證明與自然數(shù)N有關(guān)的命題的一種特殊方法,它主要用來研究與正整數(shù)有關(guān)的數(shù)學(xué)問題,在高中數(shù)學(xué)中常用來證明等式成立和數(shù)列通項(xiàng)公式成立。
第二篇:幾何證明題方法
(初中、高中)幾何證明題一些技巧
初中幾何證明技巧(分類)
證明兩線段相等
1.兩全等三角形中對(duì)應(yīng)邊相等。
2.同一三角形中等角對(duì)等邊。
3.等腰三角形頂角的平分線或底邊的高平分底邊。
4.平行四邊形的對(duì)邊或?qū)蔷€被交點(diǎn)分成的兩段相等。
5.直角三角形斜邊的中點(diǎn)到三頂點(diǎn)距離相等。
6.線段垂直平分線上任意一點(diǎn)到線段兩段距離相等。
7.角平分線上任一點(diǎn)到角的兩邊距離相等。
8.過三角形一邊的中點(diǎn)且平行于第三邊的直線分第二邊所成的線段相等。*9.同圓(或等圓)中等弧所對(duì)的弦或與圓心等距的兩弦或等圓心角、圓周角所對(duì)的弦相等。
*10.圓外一點(diǎn)引圓的兩條切線的切線長相等或圓內(nèi)垂直于直徑的弦被直徑分成的兩段相等。
11.兩前項(xiàng)(或兩后項(xiàng))相等的比例式中的兩后項(xiàng)(或兩前項(xiàng))相等。*12.兩圓的內(nèi)(外)公切線的長相等。
13.等于同一線段的兩條線段相等。
證明兩個(gè)角相等
1.兩全等三角形的對(duì)應(yīng)角相等。
2.同一三角形中等邊對(duì)等角。
3.等腰三角形中,底邊上的中線(或高)平分頂角。
4.兩條平行線的同位角、內(nèi)錯(cuò)角或平行四邊形的對(duì)角相等。
5.同角(或等角)的余角(或補(bǔ)角)相等。
*6.同圓(或圓)中,等弦(或?。┧鶎?duì)的圓心角相等,圓周角相等,弦切角等于它所夾的弧對(duì)的圓周角。
*7.圓外一點(diǎn)引圓的兩條切線,圓心和這一點(diǎn)的連線平分兩條切線的夾角。
8.相似三角形的對(duì)應(yīng)角相等。
*9.圓的內(nèi)接四邊形的外角等于內(nèi)對(duì)角。
10.等于同一角的兩個(gè)角相等。
證明兩條直線互相垂直
1.等腰三角形的頂角平分線或底邊的中線垂直于底邊。
2.三角形中一邊的中線若等于這邊一半,則這一邊所對(duì)的角是直角。
3.在一個(gè)三角形中,若有兩個(gè)角互余,則第三個(gè)角是直角。
4.鄰補(bǔ)角的平分線互相垂直。
5.一條直線垂直于平行線中的一條,則必垂直于另一條。
6.兩條直線相交成直角則兩直線垂直。
7.利用到一線段兩端的距離相等的點(diǎn)在線段的垂直平分線上。
8.利用勾股定理的逆定理。
9.利用菱形的對(duì)角線互相垂直。
*10.在圓中平分弦(或?。┑闹睆酱怪庇谙摇?/p>
*11.利用半圓上的圓周角是直角。
證明兩直線平行
1.垂直于同一直線的各直線平行。
2.同位角相等,內(nèi)錯(cuò)角相等或同旁內(nèi)角互補(bǔ)的兩直線平行。
3.平行四邊形的對(duì)邊平行。
4.三角形的中位線平行于第三邊。
5.梯形的中位線平行于兩底。
6.平行于同一直線的兩直線平行。
7.一條直線截三角形的兩邊(或延長線)所得的線段對(duì)應(yīng)成比例,則這條直線平行于第三邊。
證明線段的和差倍分
1.作兩條線段的和,證明與第三條線段相等。
2.在第三條線段上截取一段等于第一條線段,證明余下部分等于第二條線段。
3.延長短線段為其二倍,再證明它與較長的線段相等。
4.取長線段的中點(diǎn),再證其一半等于短線段。
5.利用一些定理(三角形的中位線、含 30 度的直角三角形、直角三角形斜邊上的中線、三 角形的重心、相似三角形的性質(zhì)等)。
證明 角的和差倍分
1.與證明線段的和、差、倍、分思路相同。
2.利用角平分線的定義。
3.三角形的一個(gè)外角等于和它不相鄰的兩個(gè)內(nèi)角的和。
證明線段不等
1.同一三角形中,大角對(duì)大邊。
2.垂線段最短。
3.三角形兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊。
4.在兩個(gè)三角形中有兩邊分別相等而夾角不等,則夾角大的第三邊大。*5.同圓或等圓中,弧大弦大,弦心距小。
6.全量大于它的任何一部分。
證明兩角的不等
1.同一三角形中,大邊對(duì)大角。
2.三角形的外角大于和它不相鄰的任一內(nèi)角。
3.在兩個(gè)三角形中有兩邊分別相等,第三邊不等,第三邊大的,兩邊的夾角也大。*4.同圓或等圓中,弧大則圓周角、圓心角大。
5.全量大于它的任何一部分。
證明比例式或等積式
1.利用相似三角形對(duì)應(yīng)線段成比例。
2.利用內(nèi)外角平分線定理。
3.平行線截線段成比例。
4.直角三角形中的比例中項(xiàng)定理即射影定理。
*5.與圓有關(guān)的比例定理---相交弦定理、切割線定理及其推論。
6.利用比利式或等積式化得。
證明四點(diǎn)共圓
*1.對(duì)角互補(bǔ)的四邊形的頂點(diǎn)共圓。
*2.外角等于內(nèi)對(duì)角的四邊形內(nèi)接于圓。
*3.同底邊等頂角的三角形的頂點(diǎn)共圓(頂角在底邊的同側(cè))。
*4.同斜邊的直角三角形的頂點(diǎn)共圓。
*5.到頂點(diǎn)距離相等的各點(diǎn)共圓
知識(shí)歸納:
1.幾何證明是平面幾何中的一個(gè)重要問題,它對(duì)培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力有著很大作 用。幾何證明有兩種基本類型:一是平面圖形的數(shù)量關(guān)系;二是有關(guān)平面圖形的位置關(guān)系。這兩類問題常??梢韵嗷マD(zhuǎn)化,如證明平行關(guān)系可轉(zhuǎn)化為證明角等或角互補(bǔ)的問題。
2.掌握分析、證明幾何問題的常用方法:(1)綜合法(由因?qū)Ч?,從已知條件出發(fā),通過有關(guān)定義、定理、公理的應(yīng)用,逐 步向前推進(jìn),直到問題的解決;(2)分析法(執(zhí)果索因)從命題的結(jié)論考慮,推敲使其成立需要具備的條件,然后再 把所需的條件看成要證的結(jié)論繼續(xù)推敲,如此逐步往上逆求,直到已知事實(shí)為止;(3)兩頭湊法:將分析與綜合法合并使用,比較起來,分析法利于思考,綜合法易于 表達(dá),因此,在實(shí)際思考問題時(shí),可合并使用,靈活處理,以利于縮短題設(shè)與結(jié)論的距離,最后達(dá)到證明目的。
3.掌握構(gòu)造基本圖形的方法:復(fù)雜的圖形都是由基本圖形組成的,因此要善于將復(fù)雜 圖形分解成基本圖形。在更多時(shí)候需要構(gòu)造基本圖形,在構(gòu)造基本圖形時(shí)往往需要添加輔助 線,以達(dá)到集中條件、轉(zhuǎn)化問題的目的。一.證明線段相等或角相等 兩條線段或兩個(gè)角相等是平面幾何證明中最基本也是最重要的一種相等關(guān)系。很多其 兩條線段或兩個(gè)角相等是平面幾何證明中最基本也是最重要的一種相等關(guān)系。它問題最后都可化歸為此類問題來證。它問題最后都可化歸為此類問題來證。證明兩條線段或兩角相等最常用的方法是利用全等 三角形的性質(zhì),其它如線段中垂線的性質(zhì)、角平分線的性質(zhì)、三角形的性質(zhì),其它如線段中垂線的性質(zhì)、角平分線的性質(zhì)、等腰三角形的判定與性質(zhì)等 也經(jīng)常用到。也經(jīng)常用到。
第三篇:高中幾何證明題
高中幾何證明題
1、(本題14分)如圖5所示,AF、DE分別世?O、?O1的直徑,AD與兩圓所在的平面均垂直,AD?8.BC是?O的直徑,AB?AC?6,OE//AD.D(I)求二面角B?AD?F的大小;
(II)求直線BD與EF所成的角.AF圖
5解:(Ⅰ)∵AD與兩圓所在的平面均垂直,∴AD⊥AB, AD⊥AF,故∠BAD是二面角B—AD
—F的平面角,依題意可知,ABCD是正方形,所以∠BAD=450.即二面角B—AD—F的大小為450;
(Ⅱ)以O(shè)為原點(diǎn),BC、AF、OE所在直線為坐標(biāo)軸,建立空間直角坐標(biāo)系(如圖所示),則O(0,0,0),A(0,?2,0),B(32,0,0),D(0,?32,8),E(0,0,8),F(xiàn)(0,32,0)所以,?(?2,?32,8),?(0,?2,8)
cos?BD,EF??BD與?0?18?64?EF? 10設(shè)異面直線所成角為?,則
cos??|cos?BD,EF?|? 10
10直線BD與EF所成的角為
2.(本題滿分13分)
如圖,已知正三棱柱ABC—A1B1C1的底面邊長是2,D是側(cè)棱CC1的中點(diǎn),直線AD與側(cè)面BB1C1C所成的角為45?.
(Ⅰ)求此正三棱柱的側(cè)棱長;
(Ⅱ)求二面角A?BD?C的大??;
(Ⅲ)求點(diǎn)C到平面ABD的距離.
A1B
1C
1解:(Ⅰ)設(shè)正三棱柱ABC—A1B1C1的側(cè)棱長為x.取BC中點(diǎn)E,連AE.
A1
??ABC是正三角形,?AE?BC. 又底面ABC?側(cè)面BB1C1C,且交線為BC
.1?AE?側(cè)面BB1C1C.
B
C1
連ED,則直線AD與側(cè)面BB1C1C所成的角為?ADE?45.……………2分 在Rt?AED中,tan45??
?
AE
?ED,解得x?…………3分
?此正三棱柱的側(cè)棱長為……………………4分
注:也可用向量法求側(cè)棱長.
(Ⅱ)解法1:過E作EF?BD于F,連AF,?AE?側(cè)面BB1C1C,?AF?BD.
??AFE為二面角A?BD?C的平面角.……………………………6分 在Rt?BEF中,EF?BEsin?EBF,又
BE?1,sin?EBF?
又AE
CD???EF?.
BD?在Rt?AEF中,tan?AFE?
AE
?3.…………………………8分 EF
故二面角A?BD?C的大小為arctan3.…………………………9分
解法2:(向量法,見后)
BD?平面AEF,?平面AEF?平面ABD,(Ⅲ)解法1:由(Ⅱ)可知,且交線為AF,?過E作EG?AF于G,則EG?平面ABD.…………10分
在Rt?AEF中,EG?
AE?EF
?AF
?
.…………12分 ?E為BC中點(diǎn),?點(diǎn)C到平面ABD的距離為2EG?AC?B解法2:(思路)取AB中點(diǎn)H,連CH和DH,由C
.…………13分 10
A?DB,D,易得平面ABD?
平面CHD,且交線為DH.過點(diǎn)C作CI?DH于I,則CI的長為點(diǎn)C到平面ABD的距離.
解法3:(思路)等體積變換:由VC?ABD?VA?BCD可求. 解法4:(向量法,見后)題(Ⅱ)、(Ⅲ)的向量解法:
(Ⅱ)解法2:如圖,建立空間直角坐標(biāo)系
則AB(0,?1,0),C(0,1,0),D(?
設(shè)n1?(x,y,z)為平面ABD的法向量.
???y???n1??0,由?? 得?y?0?n??02???
取n1?().…………6分
???
又平面BCD的一個(gè)法向量n2?(0,0,1).…………7分
??n1?n2??(?6,?3,1)?(0,0,1)?.…………8分 ?cos?n1,n2???
n1n21?(?6)2?(?)2?1210
.…………9分 ??????
(Ⅲ)解法4:由(Ⅱ)解法2,n1?(),CA?(0,?1…………10分
結(jié)合圖形可知,二面角A?BD?C的大小為??點(diǎn)C到平面ABD的距離d?來源:(深圳家教)
(0,?1,)?(?6,?,1)(?6)2?(?3)2?12
=
2.13分 10
第四篇:高中幾何證明題
高中幾何證明題
如圖,在長方體ABCD-A1B1C1D1中,點(diǎn)E在棱CC1的延長線上,且CC1=C1E=BC=1/2AB=1.(1)求證,D1E//平面ACB1
(2)求證,平面D1B1E垂直平面DCB1
證明:
1):連接AD1,AD12=AD2+DD12=B1C12+C1E2=B1E2
所以AD1=B1E
同理可證AB1=D1E
所以四邊形AB1ED1為平行四邊形,AB1//A1E
因?yàn)锳B1在平面ACB1上
所以D1E//平面ACB1
2):連接A1D,A1B1//CD,面A1B1CD與面CDB1為同一個(gè)平面
由(1)可知面D1B1E與面AD1B1E為同一平面
正方形ADD1A1的對(duì)角線AD1⊥A1D
在長方體ABCD-A1B1C1D1中,CD⊥面ADD1A1,所以CD⊥AD1
AD1與A1D相交,所以AD1⊥AB1ED1
所以面A1B1CD⊥AD1B1E
即:面D1B1E⊥面DCB1
我現(xiàn)在高二,以前老師教幾何證明沒學(xué)好,現(xiàn)在想亡羊補(bǔ)牢.但不知道這類型題應(yīng)抓什么學(xué),找什么記,哪些是基礎(chǔ),證明的步驟....只有多練,真的,幾何證明題有很多固定的結(jié)題模式,但是參考書不會(huì)給你列出來,老師也不講,你隨便買一本幾何專題的練習(xí)書來做,或者,如果你定力不好的話,可以去報(bào)一個(gè)補(bǔ)習(xí)班,專門補(bǔ)習(xí)幾何專題的。
我從你想知道的這些知識(shí)覺得你有點(diǎn)急于求成,但是學(xué)好幾何不是一天兩天的事,其實(shí)高考的幾何也不會(huì)很難的。
做得多,有了感覺,考試的時(shí)候自然得心應(yīng)手,這是實(shí)話。
已知pA⊥平面ABCD,且四邊形ABCD為矩形,M,N分別是AB,pC的中點(diǎn).(1)證MN⊥CD.(2)若∠pDA=45度,求證MN⊥平面pCD
第一問,我證出來了.麻煩能講下解這類題的思路
滿意答案好評(píng)率:100%
對(duì)于這種空間幾何題,用向量解決是一種通法,不知你學(xué)過沒。但對(duì)于這一題,立體幾何的知識(shí)足夠解決了,記住面線垂直判定的方法,本質(zhì)為證明線線垂直,找到平面內(nèi)的兩條相交直線與那條直線垂直,即可得證。此題(2)問,只要找pD和CD即可,注意∠pDA=45度這個(gè)條件即可證pD⊥MN。不懂追問。
繼續(xù)追問:
∠pDA=45度這個(gè)條件即可證pD⊥MN?
補(bǔ)充回答:∠pDA=45度,可知△pAD為等腰直角△,取pD中點(diǎn)E,連接AE和AN,可以知道四邊形AMNE為平行四邊形,可知MN∥AE,而AE⊥pD(△pAD為等腰直角△,E為中點(diǎn)),則pD⊥MN。
第五篇:證明題的方法
作業(yè):
1.從上述案例中選擇一個(gè)進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。
《等腰三角形》的性質(zhì)這一案例,本身這是最傳統(tǒng)的一種幾何知識(shí)的教學(xué),如何做到傳統(tǒng)的知識(shí)教學(xué)與新課程改革相聯(lián)系,這是我們要考慮的一個(gè)問題。這節(jié)課通過學(xué)生觀察圖形得出等腰三角形的概念,然后通過學(xué)生繪制等腰三角形,得到最實(shí)際的一手資料后,讓學(xué)生通過討論和動(dòng)手操作,得出一系列的性質(zhì),并且通過證明加以規(guī)范。
從上述老師的過程來說,應(yīng)該是滿足新課程的要求的。通過學(xué)生的觀察,動(dòng)手操作,小組討論,加以證明等步驟,即將傳統(tǒng)的知識(shí)分析講解的十分透徹,又發(fā)展培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力等。
.舉例說明學(xué)生在幾何學(xué)習(xí)過程中的主要困難。學(xué)生在學(xué)習(xí)幾何的過程當(dāng)中主要有以下困難:(1)、幾何概念不清,概念混淆。
在三角形全等的證明中有一個(gè)方法是(兩條邊和夾角對(duì)應(yīng)相等的兩個(gè)三角形全等),在這個(gè)定理中,我們要強(qiáng)調(diào)的是夾角對(duì)應(yīng)相等,而不是兩角對(duì)應(yīng)相等。初學(xué)者經(jīng)常要犯這樣的錯(cuò)誤。
(2)、幾何概念多,不宜記憶。
與代數(shù)相比較而言,初中幾何概念應(yīng)該是比較多的,而且比較難記,這就是許多學(xué)生害怕數(shù)學(xué)的一個(gè)直接的原因。
(3)、幾何學(xué)習(xí)的邏輯性強(qiáng)。
幾何學(xué)習(xí)者都應(yīng)該知道,幾何學(xué)習(xí)肯定離不開幾何證明。在進(jìn)行幾何證明時(shí),首先要看題,了解題目的意思,然后選擇適當(dāng)?shù)姆椒ǎ缓髸鴮懽C明過程,在這整個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中,都體現(xiàn)出了學(xué)生的理解力,邏輯思維能力。
3,如何培養(yǎng)推理證明能力?
每一道數(shù)學(xué)證明題都是由已知的條件和求證的結(jié)論兩部分組成的。我們的任務(wù)就是根據(jù)題目中的已知條件,運(yùn)用有關(guān)的數(shù)學(xué)概念、公理、定理,進(jìn)行邏輯推理,逐步地推出求證的結(jié)論來。由此可以看出,做數(shù)學(xué)證明題的基本功,一般為下列四個(gè)方面的問題:
1、看清題目意思分清什么是已知條件,什么是求證結(jié)論。
2、熟悉證明依據(jù)能熟練運(yùn)用與題意有關(guān)的概念、公理和定理。
3、掌握推理格式能正確地運(yùn)用合乎邏輯的推理、證明。
1、積累解題思路通過“學(xué)”、“練”結(jié)合,拓展解題思路。[一]、如 何 看 清 題 意
看清題意應(yīng)達(dá)到三會(huì):“會(huì)審題”、“會(huì)變化”、“會(huì)稱呼”。會(huì)審題會(huì)不會(huì)審題是能否看清題意的基礎(chǔ)。在教學(xué)中,首先,要培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真審題的習(xí)慣;其次,要教給學(xué)生審題的一般步驟:
1、一題到手,首先弄清題目中出現(xiàn)了哪幾個(gè)主要的概念,并回憶出它們的定義來。
2、根據(jù)題意分清什么是已知條件,什么要求證的結(jié)論。
3、有的題目還需要根據(jù)題意作圖,或者運(yùn)用數(shù)學(xué)符號(hào)和數(shù)字術(shù)語,寫出已知與求證,即把普通語言“轉(zhuǎn)譯”成數(shù)學(xué)語言表達(dá)的題目,以使題目內(nèi)容更加明確,證明過程更加清楚。
會(huì)變化命題有四種:原命題、逆命題、否命題、逆否命題。四種命題的變化它是通過改變題目中已知條件與結(jié)論之間的地位和性質(zhì)而得到的。
原命題與逆命題同真同假,逆命題與否命題同真同假,原命題與逆命題之間沒有必然的真假關(guān)系。
在已知條件或者求證結(jié)論比較復(fù)雜的命題中,應(yīng)保留其他各項(xiàng),僅以一項(xiàng)已知條件與一項(xiàng)求證結(jié)論來“變化”。
關(guān)于四種命題的變化,在教學(xué)安排上,應(yīng)注意兩點(diǎn):
1、要分兩個(gè)階段教給學(xué)生。第一階段:只要求會(huì)由原命題變化出逆命題。第二階段:會(huì)相互變化。
2、應(yīng)在平時(shí)學(xué)習(xí)中給學(xué)生以多變的啟發(fā)與機(jī)會(huì)。
會(huì)稱呼會(huì)稱呼就是指弄清“充分條件”與“必要條件”的含義,并會(huì)運(yùn)用它們。
由有“前面的條件”證得“一定有后面的結(jié)果”,則稱“前面的條件”是“后面的結(jié)果”的充分條件。
由“沒有前面的條件”證得“一定不會(huì)有后面的結(jié)果”,則“前面的條件”是“后面的結(jié)果”的必要條件。
將四種命題與兩種條件的稱呼聯(lián)系起來。
[二]、掌 握 推 理 格 式
數(shù)學(xué)證明的依據(jù)是概念、公理、定理,它們都是數(shù)學(xué)中的基礎(chǔ)知識(shí)。我們不但要正確地理解它們,還要牢固地記憶它們與靈活地運(yùn)用它們。
為了正確地進(jìn)行推理、證明,我們僅僅會(huì)“看清題意”和熟悉依據(jù)還不夠。也就是說,我們雖然對(duì)于要證明的題目已知,會(huì)用已知條件和有關(guān)數(shù)學(xué)概念、公理、定理來逐步地推出求證結(jié)論來,還是不夠的。還需要掌握一些基本的證明方法與推理格式,善于用數(shù)學(xué)語言來表達(dá)自己的思維過程。
常見的推理格式有以下五種:
1.綜合順證格式2.分析法逆推格式3.反證法三步格式 4.窮列法討論格式5.數(shù)學(xué)歸納法二步格式 在平面幾何里,還有重合法、同一法。綜合法順證格式
從已知條件出發(fā),順著推證:由“已知”得“推知”,由“推知”得“未知”,逐步推出求證的結(jié)論,這就是順推法的格式。
綜合法是最常見的推理證明方法。它的書面表達(dá)常用“∵∴”或“=>”等。
分析法逆推格式
分析法證明的思路與綜合法正好相反,它是從要求證的結(jié)論出發(fā),倒著分析,由未知想需知,由需知逐漸地靠近已知(已知條件、已經(jīng)學(xué)過的定義、定理、公理、公式、法則等等)。這種證明方法的關(guān)鍵在于要保證
分析過程的每一步都是可以逆推的。它的書寫表達(dá)常用的是“要證??只需??”
用分析法證明最后一定要指出“以上各步均可以逆推?!?/p>
在通常做數(shù)學(xué)證明題時(shí),我們一般不用分析法逆推格式來書寫表達(dá)證明的過程,而是常常采用綜合法順證格式。用綜合法順著證明(即由已知到求證)有時(shí)思路不一定好想,因此,常在草稿紙上用分析法逆推來“想”,等找到證明的思路之后,再用綜合法順證格式來寫。通常稱為“逆推順證”的方法。
反證法格式
有時(shí)直接證明命題比較困難,則可以改證與原命題等價(jià)的逆否命題。這就是反證法的基本思想。
運(yùn)用反證法的一般步驟如下: 1.作出與求證結(jié)論相反的假定。
2.由這個(gè)假定出發(fā),用正確的推理方法,推出某種結(jié)論。3.指出所得結(jié)論與原題意(或相關(guān)定義、定理、公式等)不合,這一矛盾就可以斷言與求證結(jié)論相反的假定是不正確的。因此,原題中求證的結(jié)論是正確的。最后由矛盾而作的斷定就是運(yùn)用了“排中律”來推理的結(jié)果。
窮舉法討論格式:對(duì)于已知條件或求證結(jié)論的情形比較復(fù)雜的證明題,往往可將原題分解成幾個(gè)特殊問題來分別討論。如果分別證明了這幾個(gè)特殊的問題,歸納起來也就是證明了原來的命題。
常用格式為“當(dāng)??時(shí),如何如何;當(dāng)??時(shí),如何如何;??綜上所述???!?/p>
用這種“窮舉法”來證明,關(guān)鍵是要“窮舉”,即對(duì)所有可能情形都要研究窮盡,不可以遺漏。
數(shù)學(xué)歸納法二步格式
數(shù)學(xué)歸納法(只適用于自然數(shù)集)的理論依據(jù)是數(shù)學(xué)歸納原理(可用反證法來證)。
原理:對(duì)于自然數(shù)集的命題,只要證明下列兩個(gè)命題成立,就能斷定原來的命題對(duì)于所有的自然數(shù)都成立。
1、當(dāng)n=1時(shí)(有時(shí)雖不為1,但為適合條件的第一個(gè)數(shù)。),原來的命題是正確的(歸納基礎(chǔ))
2、假設(shè)n=k時(shí),原命題是正確的,求證n=k+1時(shí),(有時(shí)為n=k+2;n=k+3?)原來的命題也是正確的。(歸納的傳遞)
[三]、積 累 證 題 思 路所謂“解題思路”就是能夠溝通要被證明的命題中的已知條件與求證結(jié)論之間的邏輯“通道”。實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)證明的關(guān)鍵在于能夠準(zhǔn)確、迅速地探求出已知條件到達(dá)求證結(jié)論的一條邏輯“路徑”。
如何才能探求出一條邏輯“道路”呢?一般來說:
1、對(duì)于一些不太復(fù)雜的證明題掌握了前面的知識(shí)和能力,就能實(shí)現(xiàn)。也就是說當(dāng)你分清什么是已知條件、什么是求證結(jié)論之后,回憶與它有關(guān)的概念、公理、定理,就可以探求到它們之間的一些必然聯(lián)系,從而找到一條證題思路,并用某種推理格式嚴(yán)格地書寫表達(dá)出來。
2、對(duì)于難度大的證明題,往往需要采用專門的方法與技巧。事實(shí)上,有些數(shù)學(xué)命題直到今天,人們也無法證明或舉反例否定它。(這不在我們考慮之列)
3、對(duì)于難度比較大的一些證明題,需要學(xué)習(xí)一些其他分析方法,下面僅介紹幾種常用的方法。
兩頭擠法
1、分析綜合法:從求證的結(jié)論出發(fā),反推分析、又從已知條件出發(fā),綜合證明,從而在某個(gè)中間環(huán)節(jié)達(dá)到同一。
2、左右同一法:恒等式的證明一般都是由繁到簡,如果原式的左邊和右邊都比較繁,則可分別從左與右化簡,在中間環(huán)節(jié)達(dá)到同一。
3、不等式的證明中的兩頭擠分析法,特別要注意保持不等號(hào)方向的不變。
輔助元素法
有的證明題,用兩頭擠法分析之后,發(fā)現(xiàn)原有的已知條件與求證結(jié)論之間難以找到直接的邏輯通道,它們之間的聯(lián)系是間接的。這樣一來,問題的關(guān)鍵就在于:引進(jìn)某一個(gè)或某幾個(gè)起連接作用的輔助元素,怎樣尋找這種輔助元素,沒有一成不變的辦法,只有靠具體問題具體分析,與多多積累解題經(jīng)驗(yàn)。
1、添輔助線法這是平面幾何中常采用的方法,正確添加的輔助線,在題目中一般都起著某種“橋梁”作用,將已知條件與求證結(jié)論溝通起來,形成一條邏輯通道。
2、設(shè)輔助未知數(shù)法(換元法或變量替換法)在代數(shù)、三角分析中,使用輔助元素法,多稱為換元法。“換元”通??梢允乖羞\(yùn)算關(guān)系大大簡化,邏輯層次脈絡(luò)分明,有利于問題的解決。
3、作輔助函數(shù)法在許多重要的數(shù)學(xué)定理的分析、證明過程中,往往要作一個(gè)輔助函數(shù),這個(gè)輔助函數(shù)作好了定理就能順利證出,我們要研究這種輔助函數(shù)是怎樣想出來的。
計(jì)算證明法
(一)利用代數(shù)或三角的知識(shí),運(yùn)用計(jì)算的方法來證明幾何問題。通常是先以最少量的字母來表示未知的幾何量,從而將幾何圖形數(shù)量化,然后進(jìn)行計(jì)算型的證明推理。
在利用三角知識(shí)解決幾何問題時(shí),通常用以下作法:
1、求證有關(guān)線段的比、線段的積的幾何問題,可以考慮用正弦定理來解決。
2、求證有關(guān)線段的平方的幾何問題可以考慮用余弦定理來解決。
(二)坐標(biāo)法在解析幾何中,運(yùn)用坐標(biāo)方法將幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題。用坐標(biāo)法證明時(shí),首先要根據(jù)題意選取恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,把與幾何圖形的性質(zhì)有關(guān)的問題,化為有關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)量關(guān)系問題。
在選取坐標(biāo)系時(shí),應(yīng)重視具體圖形的特點(diǎn)。如:中心對(duì)稱、軸對(duì)稱、垂直、平行、頂點(diǎn)、端點(diǎn)等等。使得選取坐標(biāo)系的圖形中有關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)盡量簡單,以利于下一步用代數(shù)方法證明。
一些恒等變形技巧
同一事物往往可以表示為不同的幾種形式,而每一種形式往往能夠比較準(zhǔn)確、比較明顯地反映該事物的某種特殊性質(zhì)。而在數(shù)學(xué)中研究同一事物的“恒等變形”的主要性就在于此。在學(xué)習(xí)中我們不僅要熟練地記憶一些重要的恒等變形公式,而且要善于運(yùn)用它們。在不同的問題中,根據(jù)具體問題的需要,恰到好處地選用合適的一種形式,從而比較順利地解決問題。
在中學(xué)階段學(xué)習(xí)的“恒等變形”,內(nèi)容很多,下面列出六種是最重要的地做數(shù)學(xué)證明題時(shí)經(jīng)常運(yùn)用這些恒等變形的技巧,在進(jìn)一步學(xué)習(xí)“微積分”內(nèi)容時(shí),也是不可缺少的。
1、乘法公式與因式分解這種“恒等變形”在初中學(xué)習(xí)整式時(shí)開始遇到,從此以后,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中就經(jīng)常在起作用,直到學(xué)習(xí)“數(shù)學(xué)歸納法”之后,又將幾個(gè)常用的公式推廣到更一般的情況。
2、配方法配方法在數(shù)學(xué)中的應(yīng)用很多,僅在中學(xué)階段就先后三次集中利用它來解決一些理論問題和實(shí)際問題。
利用它來推求一元二次方程的求根公式和解決有關(guān)一元二次方程的一些問題:
用它來推求二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)公式和解決有關(guān)二次函數(shù)的極值問題;
用它來化圓的一般方程為標(biāo)準(zhǔn)方程求出圓心和半徑。
3、分母有理化與分子有理化“分母有理化”是在初中學(xué)習(xí)根式運(yùn)算時(shí)引入的概念。它不僅在根式計(jì)算題中有用,在證明題中也時(shí)常用到,不過有時(shí)不是將分母有理化而是將分子有理化。不但要掌握根式化簡一定要把分母有理化的結(jié)論,更重要的是掌握有理數(shù)化的方法,并在解決問題中靈活地運(yùn)用它。
4.和差化積與積化和差“和差化積”這樣恒等變形之后,有利于應(yīng)用對(duì)數(shù)進(jìn)行計(jì)算。(“積化和差”在積分運(yùn)算中經(jīng)常用到)
其實(shí)對(duì)于“和”與“積”或“加法”與“乘法”之間的恒等變形的思想,不僅在三角函數(shù)上研究過,在其它數(shù)學(xué)內(nèi)容里也學(xué)習(xí)過。
乘法公式與因式分解就是在整式范圍內(nèi)的和的形式與積的形式的恒等變形。(微積分中的有理分式化為部分分式的方法,就是在分式范圍內(nèi)研究“和的形式”與“積的形式”如何相互轉(zhuǎn)化。)
5.恒等式0 =+A-A=-A+A的應(yīng)用“加一個(gè)同時(shí)以減一個(gè)相同的數(shù)或式”的恒等變形的技巧,不僅在初等數(shù)學(xué)中、在簡單問題中經(jīng)常運(yùn)用,在學(xué)習(xí)比較復(fù)雜的證明中,也是經(jīng)常被運(yùn)用的。
6.恒等式1=A/A乘一個(gè)同時(shí)又除一個(gè)相同的不為0的數(shù)或式,這種恒等變形的技巧也是十分有效的。