第一篇:考研高數(shù)證明題的解題方法
分析法,綜合法,反證法,都是歐氏分析方法。歐氏分析方法起自于歐氏幾何,早在公元前400年左右即為人類總結運用。
構造法是微積分學,代數(shù)學自身的方法。
分析法——盡可能由已知條件挖掘信息,并以此為起點作邏輯推理。
一元微積分講究條件分析。要用分析法,就需要對各個概念理解準確,強弱分明;推理有序,因果清晰。為了彌補非數(shù)學專業(yè)學生的“短板”,我建議大家把考研題目中出現(xiàn)頻率較高的典型條件,預先推個滾瓜爛熟。比如
已知條件“f(x)連續(xù),且x趨于0時,lim(f(x)/x)= 1”的推理。
(見講座(9)基本推理先記熟。)
已知條件“f(x)在點x0可導,且f ′(x0)> 0 ”的推理。
(這是闡述“一點可導且導數(shù)大于0與一段可導且導數(shù)大0的差別;證明洛爾定理(費爾瑪引理),達布定理,……,等的關鍵。
見講座(11)洛爾定理做游戲;講座(17)論證不能憑感覺。)
已知條件“非零矩陣AB = 0”的推理。
(見講座(42)矩陣乘法很愜意。)
已知“含參的三階方陣A能與對角陣相似,且A有二重特征值。計算參數(shù)。”的推理。
(見講座(48)中心定理路簡明。)
“已知連續(xù)型隨機變量X的分布函數(shù)或隨機向量(X,Y)的密度函數(shù),求函數(shù)型隨機變量U = φ(x)或U =φ(x,y)”的推理計算
(見講座(78)分布函數(shù)是核心。)
一個嫻熟的推導就是一條高速路啊。你非常熟練了嗎?!
綜合法 —— 由題目要證明的結論出發(fā),反向邏輯推理,觀察我們究竟需要做什么。
最典型的范例是考研數(shù)學題目“證明有點ξ,滿足某個含有函數(shù)及其導數(shù)的關系式”。
例設函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[0,1]上連續(xù),在開區(qū)間(0,1)內(nèi)可導,且f(0)= 0,則區(qū)間(0,1)內(nèi)至少有一點ξ,使得
f(ξ)f ′(1―ξ)= f ′(ξ)f(1―ξ)
分析(綜合法)即要證明
f(ξ)f ′(1―ξ)― f[b′(ξ)f(1―ξ)= 0
點ξ是運用某個定理而得到的客觀存在。用x替換ξ,就得到剛運用了定理,還沒有把點ξ代入前的表達式。即
f(x)f ′(1―x)― f′(x)f(1―x)= 0
(在點 x =ξ 成立)
聯(lián)想到積函數(shù)求導公式,即(f(x)f(1―x))′= 0
(在點 x =ξ 成立)
這就表明應該作輔助函數(shù)F(x)= f(x),證明其導數(shù)在(0,1)內(nèi)至少有一零點。
易知F(0)= F(1)= 0,且F(x)在 [a, b] 連續(xù),在(a, b)內(nèi)可導,可以應用洛爾定理證得本題結論。當然,題型多種多樣,但這總是一條基本思路。如果關系式中有高階導數(shù),那要考慮試用泰勒公式。反證法 —— ……。
這是大家都較為熟悉的方法。但是你也許沒有注意到,用反證法簡單可證的一個小結論,在微積分中有著很廣的應用。粗糙地說,這就是
“A極限存在(或連續(xù),或可導)+ B極限不存在(或不連續(xù),或連續(xù)不可導)= ?”
隨便選一說法用反證法,比如
如果,“連續(xù)A + 不連續(xù)B = 連續(xù)C”
則“ 連續(xù)C-連續(xù)A = 不連續(xù)B”
這與定理矛盾。所以有結論: 連續(xù)函數(shù)與不連續(xù)函數(shù)的和一定不連續(xù)。不過要注意,證明是在“同一個點”進行的。
作為簡單邏輯結論,自然類似有:
(同一過程中)A極限存在 + B極限不存在 = C極限一定不存在(同一個點處)A可導 + B連續(xù)不可導 = C一定連續(xù)不可導
還可以在級數(shù)部份有:
收斂 + 發(fā)散 = 發(fā)散,絕斂 + 條斂 = 條斂
對于乘法,由于分母為0時逆運算除法不能進行,必須首先限定以確保用反證法獲得結論。比如
“若f(x)在點x0可導,且f(x0)≠ 0,g(x)在點x0 連續(xù)不可導,則 積函數(shù)y = f(x)g(x)在點x0一定連續(xù)不可導?!?/p>
(見講座(8)求導熟練過大關。)
對于積函數(shù)y = f(x)g(x)求極限,我們由此得到了一個小技術。即
“非零極限因式可以先求極限。”(見講座(16)計算極限小總結。)
(畫外音:或是分子的因式,或是分母的因式,只要極限非0,就先給出極限,再“騎驢看唱本”……。)構造法 ——(難以“言傳”,請多意會。)
老老實實地寫,實實在在地描述,水到渠成有結論。這是微積分自家的方法 ——“構造法”。但是在構造法思維過程中,往往也綜合運用著分析法,綜合法,反證法。
“證明有界性”,也許最能顯示“構造”手段,即把變量的“界”給構造出來。*例
已知函數(shù) f(x)在 x≥a 時連續(xù),且當x → +∞ 時f(x)有極限A,試證明此函數(shù)有界。
分析本題即證,∣f(x)∣≤ C
討論有界性,我們只學了一個定理,在閉區(qū)間上連續(xù)的函數(shù)有界。本題中如何“管住”那個無窮的尾巴呢?那就看你能否體驗條件“x → +∞ 時f(x)有極限A”,即
“我們一定可以取充分大的一點x0,使得x > x0時,總有∣f(x)∣≤∣A∣+1 ”
把半直線x≥a分成 [a,x0] 與 x > x0兩部分,就能“構造”得∣f(x)∣≤ C
((祥見講座(9)基本推理先記熟。)
在講座(11)“洛爾定理做游戲”中講的“壘寶塔”游戲,在講座(13)“圖形特征看單調(diào)”中講的“逐階說單調(diào)”,都是構造法的討論方式。
每完成一個題目,不妨想想用的什么方法。你也許提高得更快。
第二篇:考研數(shù)學證明題三大解題方法
考研數(shù)學證明題三大解題方法
縱觀近十年考研數(shù)學真題,大家會發(fā)現(xiàn):幾乎每一年的試題中都會有一個證明題,而且基本上都是應用中值定理來解決問題的。但是要參加碩士入學數(shù)學統(tǒng)一考試的同學所學專業(yè)要么是理工要么是經(jīng)管,同學們在大學學習數(shù)學的時候?qū)τ谶壿嬐评矸矫娴挠柧毚蠖嗍遣粔虻模@就導致數(shù)學考試中遇到證明推理題就發(fā)怵,以致簡單的證明題得分率卻極低。除了個別考研輔導書中有一些證明思路之外,大多數(shù)考研輔導書在這一方面沒有花太大力氣,本人自認為在推理證明方面有不凡的效績,在此給大家簡單介紹一些解決數(shù)學證明題的入手點,希望對有此隱患的同學有所幫助。
一、結合幾何意義記住零點存在定理、中值定理、泰勒公式、極限存在的兩個準則等基本原理,包括條件及結論。
知道基本原理是證明的基礎,知道的程度(即就是對定理理解的深入程度)不同會導致不同的推理能力。如2006年數(shù)學一真題第16題(1)是證明極限的存在性并求極限。只要證明了極限存在,求值是很容易的,但是如果沒有證明第一步,即使求出了極限值也是不能得分的。因為數(shù)學推理是環(huán)環(huán)相扣的,如果第一步未得到結論,那么第二步就是空中樓閣。這個題目非常簡單,只用了極限存在的兩個準則之一:單調(diào)有界數(shù)列必有極限。只要知道這個準則,該問題就能輕松解決,因為對于該題中的數(shù)列來說,“單調(diào)性”與“有界性”都是很好驗證的。像這樣直接可以利用基本原理的證明題并不是很多,更多的是要用到第二步。
二、借助幾何意義尋求證明思路
一個證明題,大多時候是能用其幾何意義來正確解釋的,當然最為基礎的是要正確理解題目文字的含義。如2007年數(shù)學一第19題是一個關于中值定理的證明題,可以在直角坐標系中畫出滿足題設條件的函數(shù)草圖,再聯(lián)系結論能夠發(fā)現(xiàn):兩個函數(shù)除兩個端點外還有一個函數(shù)值相等的點,那就是兩個函數(shù)分別取最大值的點(正確審題:兩個函數(shù)取得最大值的點不一定是同一個點)之間的一個點。這樣很容易想到輔助函數(shù)F(x)=f(x)-g(x)有三個零點,兩次應用羅爾中值定理就能得到所證結論。再如2005年數(shù)學一第18題(1)是關于零點存在定理的證明題,只要在直角坐標系中結合所給條件作出函數(shù)y=f(x)及y=1-x在[0,1]上的圖形就立刻能看到兩個函數(shù)圖形有交點,這就是所證結論,重要的是寫出推理過程。從圖形也應該看到兩函數(shù)在兩個端點處大小關系恰好相反,也就是差函數(shù)在兩個端點的值是異號的,零點存在定理保證了區(qū)間內(nèi)有零點,這就證得所需結果。如果第二步實在無法完滿解決問題的話,轉(zhuǎn)第三步。
三、逆推
從結論出發(fā)尋求證明方法。如2004年第15題是不等式證明題,該題只要應用不等式證明的一般步驟就能解決問題:即從結論出發(fā)構造函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性推出結論。在判定函數(shù)的單調(diào)性時需借助導數(shù)符號與單調(diào)性之間的關系,正常情況只需一階導的符號就可判斷函數(shù)的單調(diào)性,非正常情況卻出現(xiàn)的更多(這里所舉出的例子就屬非正常情況),這時需先用二階導數(shù)的符號判定一階導數(shù)的單調(diào)性,再用一階導的符號判定原來函數(shù)的單調(diào)性,從而得所要證的結果。該題中可設F(x)=ln*x-ln*a-4(x-a)/e*,其中eF(a)就是所要證的不等式。
對于那些經(jīng)常使用如上方法的同學來說,利用三步走就能輕松收獲數(shù)學證明的12分,但對于從心理上就不自信能解決證明題的同學來說,卻常常輕易丟失12分,后一部分同學請按“證明三步走”來建立自信心,以阻止考試分數(shù)的白白流失。
第三篇:考研數(shù)學證明題三大解題方法
考研數(shù)學證明題三大解題方法
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縱觀近十年考研數(shù)學真題,大家會發(fā)現(xiàn):幾乎每一年的試題中都會有一個證明題,而且基本上都是應用中值定理來解決問題的。但是要參加碩士入學數(shù)學統(tǒng)一考試的同學所學專業(yè)要么是理工要么是經(jīng)管,同學們在大學學習數(shù)學的時候?qū)τ谶壿嬐评矸矫娴挠柧毚蠖嗍遣粔虻?,這就導致數(shù)學考試中遇到證明推理題就發(fā)怵,以致簡單的證明題得分率卻極低。除了個望對有此隱患的同學有所幫助。
2006年數(shù)學一真題第16題(1)是證明極限的存在性并求極限。只要證明
2007年數(shù)學一第19題是一個關于中值定理的證明題,可以在直角坐標系F(x)=f(x)-g(x)有三個零點,兩次應用羅爾中值定理就能得到所證結論。再如2005年數(shù)學一第18題(1)是關于零點存在y=f(x)及y=1-x在[0,1]上的圖形就立刻能看到兩個函數(shù)圖形有交點,這就是所證結論,重要的是寫出推理過程。從圖形也應該看到兩函數(shù)在兩個端點處大小關系恰好相反,也就是差函數(shù)在兩個端點的值是異號的,零點存在定理保證了區(qū)間內(nèi)有零點,這就證得所需結果。如果第二步實在無法完滿解決問題的話,轉(zhuǎn)第三步。
三、逆推
從結論出發(fā)尋求證明方法。如2004年第15題是不等式證明題,該題只要應用不等式證明的一般步驟就能解決問題:即從結論出發(fā)構造函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性推出結論。在判定函數(shù)的單調(diào)性時需借助導數(shù)符號與單調(diào)性之間的關系,正常情況只需一階導的符號就可判斷函數(shù)的單調(diào)性,非正常情況卻出現(xiàn)的更多(這里所舉出的例子就屬非正常情況),這時需先用二階導數(shù)的符號判定一階導數(shù)的單調(diào)性,再用一階導的符號判定原來函數(shù)的單調(diào)性,從而得所要證的結果。該題中可設F(x)=ln*x-ln*a-4(x-a)/e*,其中eF(a)就是所要證的不等式。對于那些經(jīng)常使用如上方法的同學來說,利用三步走就能輕松收獲數(shù)學證明的12分,但對于從心理上就不自信能解決證明題的同學來說,卻常常輕易丟失12分,后一部分同學請按“證明三步走”來建立自信心,以阻止考試分數(shù)的白白流失。
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第四篇:數(shù)學證明題解題方法
數(shù)學證明題解題方法
第一步:結合幾何意義記住零點存在定理、中值定理、泰勒公式、極限存在的兩個準則等基本原理,包括條件及結論。知道基本原理是證明的基礎,知道的程度(即就是對定理理解的深入程度)不同會導致不同的推理能力。如2006年數(shù)學一真題第16題(1)是證明極限的存在性并求極限。只要證明了極限存在,求值是很容易的,但是如果沒有證明第一步,即使求出了極限值也是不能得分的。因為數(shù)學推理是環(huán)環(huán)相扣的,如果第一步未得到結論,那么第二步就是空中樓閣。這個題目非常簡單,只用了極限存在的兩個準則之一:單調(diào)有界數(shù)列必有極限。只要知道這個準則,該問題就能輕松解決,因為對于該題中的數(shù)列來說,“單調(diào)性”與“有界性”都是很好驗證的。像這樣直接可以利用基本原理的證明題并不是很多,更多的是要用到第二步。
第二步:借助幾何意義尋求證明思路。一個證明題,大多時候是能用其幾何意義來正確解釋的,當然最為基礎的是要正確理解題目文字的含義。如2007年數(shù)學一第19題是一個關于中值定理的證明題,可以在直角坐標系中畫出滿足題設條件的函數(shù)草圖,再聯(lián)系結論能夠發(fā)現(xiàn):兩個函數(shù)除兩個端點外還有一個函數(shù)值相等的點,那就是兩個函數(shù)分別取最大值的點(正確審題:兩個函數(shù)取得最大值的點不一定是同一個點)之間的一個點。這樣很容易想到輔助函數(shù)F(x)=f(x)-g(x)有三個零點,兩次應用羅爾中值定理就能得到所證結論。再如2005年數(shù)學一第18題(1)是關于零點存在定理的證明題,只要在直角坐標系中結合所給條件作出函數(shù)y=f(x)及y=1-x在上的圖形就立刻能看到兩個函數(shù)圖形有交點,這就是所證結論,重要的是寫出推理過程。從圖形也應該看到兩函數(shù)在兩個端點處大小關系恰好相反,也就是差函數(shù)在兩個端點的值是異號的,零點存在定理保證了區(qū)間內(nèi)有零點,這就證得所需結果。如果第二步實在無法完滿解決問題的話,轉(zhuǎn)第三步。
第三步:逆推。從結論出發(fā)尋求證明方法。如2004年第15題是不等式證明題,該題只要應用不等式證明的一般步驟就能解決問題:即從結論出發(fā)構造函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性推出結論。在判定函數(shù)的單調(diào)性時需借助導數(shù)符號與單調(diào)性之間的關系,正常情況只需一階導的符號就可判斷函數(shù)的單調(diào)性,非正常情況卻出現(xiàn)的更多(這里所舉出的例子就屬非正常情況),這時需先用二階導數(shù)的符號判定一階導數(shù)的單調(diào)性,再用一階導的符號判定原來函數(shù)的單調(diào)性,從而得所要證的結果。該題中可設F(x)=ln*x-ln*a-4(x-a)/e*,其中eF(a)就是所要證的不等式。
第五篇:離散數(shù)學證明題解題方法
離散數(shù)學是現(xiàn)代數(shù)學的一個重要分支,是計算機科學中基礎理論的核心課程。離散數(shù)學以研究離散量的結構和相互間的關系為主要目標,其研究對象一般地是有限個或可數(shù)個元素,因此他充分描述了計算機科學離散性的特點。
1、定義和定理多。
離散數(shù)學是建立在大量定義上面的邏輯推理學科。因而對概念的理解是我們學習這門學科的核心。在這些概念的基礎上,特別要注意概念之間的聯(lián)系,而描述這些聯(lián)系的實體則是大量的定理和性質(zhì)。
●證明等價關系:即要證明關系有自反、對稱、傳遞的性質(zhì)。
●證明偏序關系:即要證明關系有自反、反對稱、傳遞的性質(zhì)。(特殊關系的證明就列出來兩種,要證明剩下的幾種只需要結合定義來進行)。
●證明滿射:函數(shù)f:XY,即要證明對于任意的yY,都有x
或者對于任意的f(x1)=f(x2),則有x1=x2。
●證明集合等勢:即證明兩個集合中存在雙射。有三種情況:第一、證明兩個具體的集合等勢,用構造法,或者直接構造一個雙射,或者構造兩個集合相互間的入射;第二、已知某個集合的基數(shù),如果為?,就設它和R之間存在雙射f,然后通過f的性質(zhì)推出另外的雙射,因此等勢;如果為?0,則設和N之間存在雙射;第三、已知兩個集合等勢,然后再證明另外的兩個集合等勢,這時,先設已知的兩個集合存在雙射,然后根據(jù)剩下題設條件證明要證的兩個集合存在雙射。
●證明群:即要證明代數(shù)系統(tǒng)封閉、可結合、有幺元和逆元。(同樣,這一部分能夠作為證明題的概念更多,要結合定義把它們?nèi)扛阃笍兀?/p>
●證明子群:雖然子群的證明定理有兩個,但如果考證明子群的話,通常是第二個定理,即設
1是
●證明正規(guī)子群:若
圖論雖然方法性沒有前幾部分的強,但是也有一定的方法,如最長路徑法、構造法等等 下面講一下離散證明題的證明方法:
1、直接證明法
直接證明法是最常見的一種證明的方法,它通常用作證明某一類東西具有相同的性質(zhì),或者符合某一些性質(zhì)必定是某一類東西。
直接證明法有兩種思路,第一種是從已知的條件來推出結論,即看到條件的時候,并不知道它怎么可以推出結論,則可以先從已知條件按照定理推出一些中間的條件(這一步可能是沒有目的的,要看看從已知的條件中能夠推出些什么),接著,選擇可以推出結論的那個條件繼續(xù)往下推演;另外一種是從結論反推回條件,即看到結論的時候,首先要反推一下,看看S,則X,使得f(x)=y?!褡C明入射:函數(shù)f:XY,即要證明對于任意的x1、x2X,且x1≠x2,則f(x1)≠f(x2);
從哪些條件可以得出這個結論(這一步也可能是沒有目的的,因為并不知道要用到哪個條件),以此類推一直到已知的條件。通常這兩種思路是同時進行的。
2、反證法
反證法是證明那些“存在某一個例子或性質(zhì)”,“不具有某一種的性質(zhì)”,“僅存在唯一”等的題目。
它的方法是首先假設出所求命題的否命題,接著根據(jù)這個否命題和已知條件進行推演,直至推出與已知條件或定理相矛盾,則認為假設是不成立的,因此,命題得證。
3、構造法
證明“存在某一個例子或性質(zhì)”的題目,我們可以用反證法,假設不存在這樣的例子和性質(zhì),然后推出矛盾,也可以直接構造出這么一個例子就可以了。這就是構造法,通常這樣的題目在圖論中多見。值得注意的是,有一些題目其實也是本類型的題目,只不過比較隱蔽罷了,像證明兩個集合等勢,實際上就是證明“兩個集合中存在一個雙射”,我們即可以假設不存在,用反證法,也可以直接構造出這個雙射。
4、數(shù)學歸納法
數(shù)學歸納法是證明與自然數(shù)有關的題目,而且這一類型的題目可以遞推。作這一類型題目的時候,要注意一點就是所要歸納內(nèi)容的選擇。
學習離散數(shù)學的最大困難是它的抽象性和邏輯推理的嚴密性。在離散數(shù)學中,假設讓你解一道題或證明一個命題,你應首先讀懂題意,然后尋找解題或證明的思路和方法,當你相信已找到了解題或證明的思路和方法,你必須把它嚴格地寫出來。一個寫得很好的解題過程或證明是一系列的陳述,其中每一條陳述都是前面的陳述經(jīng)過簡單的推理而得到的。仔細地寫解題過程或證明是很重要的,既能讓讀者理解它,又能保證解題過程或證明準確無誤。一個好的解題過程或證明應該是條理清楚、論據(jù)充分、表述簡潔的。針對這一要求,在講課中老師會提供大量的典型例題供同學們參考和學習。
在學習離散數(shù)學中所遇到的這些困難,可以通過多學、多看、認真分析講課中所給出的典型例題的解題過程,再加上多練,從而逐步得到解決。在此特別強調(diào)一點:深入地理解和掌握離散數(shù)學的基本概念、基本定理和結論,是學好離散數(shù)學的重要前提之一。所以,同學們要準確、全面、完整地記憶和理解所有這些基本定義和定理。
學好高數(shù)=基本概念透+基本定理牢+基本網(wǎng)絡有+基本常識記+基本題型熟。數(shù)學就是一個概念+定理體系(還有推理),對概念的理解至關重要,比如說極限、導數(shù)等
再快樂的單身漢遲早也會結婚,幸福不是永久的嘛!
愛就像坐旋轉(zhuǎn)木馬,雖然永遠在你愛人的身后,但隔著永恒的距離。
相互牽著的手,永不放開,直到他的出現(xiàn),你離開了我.時光就這樣靜靜的流淌,那些在躺在草地上曬太陽的時光,那些拂面吹來的風.明知道是讓對方痛苦的愛就不要讓它繼續(xù)下去,割舍掉。如果不行就將它凍結在自己內(nèi)心最深的角落。