数学的语法规则——逻辑推理
主题1 数学的语法规则——逻辑推理同学们，我们知道语文和外语都有自己的语法规则，数学作为一门描述大自然和经济生活的语言，当然也有自己的语法规则，这就是逻辑推理.法国著名的哲学家、数学家和物理学家笛卡尔曾经讲过：“几何学家惯于在极其困难的证明中运用简单而又容易的推理长链达至结论.这使我设想，凡是人能认识的事物全都以此方式相互联系，没有什么由于遥远而我们达不到的，或者由于隐蔽而发现不了的，只要我们力戒以假作真，始终在思想中保持从一个真理演绎出另一个真理所必需的秩序.”这段话深刻地说明逻辑推理对于数学和生活中的重要作用.正因如此，宝爸宝妈们已经从娃娃开始培养孩子的逻辑推理能力.
【数学史话】逻辑学的历史和现状
大约在公元前6世纪左右，古代中国、古代印度和古希腊的学者，就各自独立地建立了自己的逻辑学说.他们分别是“名辨之学”、因明和古希腊的逻辑学.其中，古希腊的逻辑学最为系统，因而在世界逻辑学发展史上影响也最大、最深.
古希腊学者亚里士多德被认为是古希腊逻辑学的创始人，他在其由后人整理并取名为《工具论》的著作中，第一次全面、系统地论述了传统形式逻辑，提出了有关范畴、命题、三段证明和谬误等一系列重要论述和思想.他所创立的逻辑学，逻辑史上称之为古典的或传统的形式逻辑（“形式逻辑”这一称呼是17世纪康德提出的）或古典的演绎逻辑.这一逻辑的主要特点在于：它是建立的对范畴的研究基础之上，即它主要涉及范畴、又范畴组成的命题、由命题组成的三段论和论证等.这是古代逻辑中较为完整地建立起来的一个三段论系统，它构成了逻辑的一个初等的、但是重要的部分.
亚里士多德以后，麦加拉-斯多葛学派研究了亚里士多德逻辑中欠缺的有关
假言命题、选言命题、连言命题等属于复合命题的问题，研究了由这些命题所组成的各种推理形式及其规则，奠定了命题逻辑的基础.这是传统形式逻辑的一个重大发展，极大地丰富了传统形式逻辑、主要是演绎逻辑的内容.
在近代，法国的阿尔诺与尼科尔根据笛卡尔的哲学、逻辑和方法论观点，于1662年发表了《逻辑或思维的艺术》一书.该书成为欧洲近代逻辑的范本，是传统形式逻辑，主要是传统演绎逻辑的主要代表作之一.
17世纪末，法国哲学家莱布尼茨提出了逻辑数学化的思想，他在其1666年发表的《论组合术》一书中，提出了建立一种表意的普遍语言及思维演算，并成功地把命题表达为符号式，被公认为数理逻辑的先驱者.随后不到100年，英国数学家布尔用数学方法首倡了第一个逻辑演算系统-布尔代数，并把其中的符号解释为类时，布尔代数即为类代数，以及类逻辑的代表化，从而，把莱布尼茨的设想变成了现实，成为数理逻辑的早期形式.其后，再经德摩根、弗雷格等人的努力到 20世纪初，罗素和怀德合著《数学原理》，总结了前人的研究成果，建立了一个完全的命题演算与谓词演算系统，标志着数理逻辑作为一门独立的科学达到了成熟阶段.树立逻辑是再传统逻辑基础上发展起来的，因而被是为形式逻辑的现代类型，一般也称之为现代形式逻辑或简称现代逻辑.近几十年来，现代逻辑得到迅速发展，至今已成为拥有众多分支的学科.
古代中国的逻辑学说形成于春秋战国时期，称为“名辨之学”.名家的邓析以及稍后的惠施和公孙龙，儒家的孔子，墨家的墨子，都对名辩逻辑的产生做出了重要贡献.后期墨家则在《墨经》中建立起一个逻辑体系，达到了中国古代逻辑发展的高峰.此后，荀子、韩非等也对名辩逻辑的发展起到了重要作用.可惜秦汉以后，由于种种原因，我国古代曾经兴起一时的逻辑学说却走向了衰落，没有获得进一步发展.直到近代，随着西方逻辑的传入，我国的逻辑研究才重又复兴，先秦时期的宝贵遗产也得到了重视.
数学家、逻辑学家布尔
布尔（Boole·George）是英国数学家及逻辑学家,1815年11月2日生于林肯，1864年12月8日卒于爱尔兰的科克.
布尔是鞋匠之子，他完全靠自己的力量爬上去.他原想做牧师，但是他十六岁时在私立学校教数学，到1835年他自己开办一所学校.1849年，（尽管他没有
张三走的原因是：“该来的没有来”的等价命题是“来了不该来的”，张
三觉得自己是不该来的，所以走了．李四走的原因是：“不该走的又走了”的
等价命题是“没有走的人是该走的”，李四觉得自己是应该走的．
例2.判断命题“已知a ,x 为实数，若关于x 的不等式22(21)20
x a x a ++++≤的解集非空，则1a ≥”的逆否命题的真假.
分析1：写出原命题的逆否命题，直接判断其真假.
解法1：原命题的逆否命题为“已知a ，x 为实数，若1a <，则关于x 的不
等式22(21)20x a x a ++++≤的解集为空集”.判断如下：
抛物线22(21)2y x a x a =++++开口向上，
判别式22(21)4(2)47a a a ?=+-+=-.
因为1a <，所以470a -<，即抛物线22(21)2y x a x a =++++与x 轴无交点，
所以关于x 的不等式22(21)20x a x a ++++≤的解集为空集.故逆否命题为真.
分析2：先判断原命题的真假，再利用原命题与其逆否命题的等价关系判断
原命题的真假.
解法2：因为a ，x 为实数，且关于x 的不等式22(21)20x a x a ++++≤的解
集非空，所以22(21)4(2)470a a a ?=+-+=-≥，所以74
a ≥
. 因为714a ≥>，所以原命题为真. 又因为原命题与其逆否命题等价，所以逆否命题为真.
分析3：因为问题涉及到不等式的解集，可利用集合的包含、相等关系求解.
解法3：命题p ：关于x 的不等式22(21)20x a x a ++++≤有非空解集，命题
q ：1a ≥.所以p ：{A a =关于x 的不等式22(21)20x a x a ++++≤有实数集}
227{(21)4(2)0}{}4
a a a a a =+-+≥=≥，q ：1a ≥. 因为A B ?，所以“若p ，则q ”为真，所以其逆否命题“若q ?，则p ?”
为真，所以原命题的逆否命题为真.
公务员考试中的常用逻辑问题每道题选给出定义，然后列出四种情况，要求你严格依据定义，从中选出一个最符合或最不符合该定义的答案.注意：假设这个定义是正确的，不容置疑的.
1.集合概念是以事物的集合体为反映对象的概念.集合体是由许多个体组成的统一整体，集合体所具有的属性，只为该集合体所具有，而不必为这个集合体中的某一个体所具有.集合概念所涉及的关系不同于类和分子的关系，也不完全同于整体和部分的关系.组成类的各个分子都必然具有类的属性，而组成集合体的个体却不具有集合体的属性；整体是由不同的部分组成的，而集合体则是由同类的个体组成的.
根据上述定义，下列划线语词在当前语境下所反映的概念不是集合概念的是：
A.人定胜天
B.主权在民
C.羊入虎口
D.正义之师
2.命题可以分为四种：①伪命题，指的是无真假可言的命题；②永真命题，指的是不论在何种情况下都不可能假的命题；③永假命题，指的是不论在何种情况下都不可能真的命题；④可满足命题，指的是在有些情况下为真在有些情况下为假的命题.
根据上述定义，下列属于永真命题的是：
A.存在即合理
B.思想或者是可捉摸的，或者不可捉摸的
C.人既能在不同时间跨进同一条河流，又不能在不同时间跨进同一条河流
D.地球是一直围绕太阳旋转的
3.相邻效应指的是个体或者组织的付出和其应该获得的利益之间存在不一致，但由此形成的费用差别和收益差别在社会上却没有相应的弥补来源.
根据上述定义，下列不涉及相邻效应的是：
A.某厂训练的熟练工跳槽到其他厂家工作
B.工厂的生产活动中产生的允许范围内的噪音对周边居民的生活有影响
C.甲厂生产的品牌电脑非常畅销，乙厂也盗用该品牌进行销售
D.邻居甲家养护良好的草坪花木常常使得习惯早起的乙神清气爽
4.直接证据是指能够直接证明刑事案件主要事实的证据，间接证据是指不能够单独地直接证明刑事案件主要事实，需要与其他证据相结合才能证明的
证据.所谓刑事案件的主要事实，是指犯罪行为是否系犯罪嫌疑人、被告人所实施.
根据上述定义，下列属于直接证据的是：
A.小区监控拍摄下的犯罪嫌疑人李某盗窃车辆的视频
B.被害人的邻居王某提供的犯罪嫌疑人在案发前到过案发现场的证言
C.刑警在凶案现场提取到的男性鞋印
D.诈骗案受害人姜某提供的自己所遭受的金钱损失的银行记录
5.布利丹效应源于法国哲学家布利丹讲述的一个寓言故事：一头驴子外出觅食，发现两堆相距不远的草料.东边是一大堆干草料，西边是一小堆新鲜的嫩草.驴子很高兴，跑到大堆的干草料处，刚要吃，突然想到西边草料那么新鲜，肯定好吃，不去可能会被别的驴子吃掉.于是它就跑到嫩草堆前，刚要吃又想，这堆草虽然很嫩，可别的驴子把那一大堆干草料吃光的话自己就要饿肚子了，还是回去吃干草吧！就这样来来回回，这只可怜的驴子，最后饿死在草堆旁. 根据上述定义，下列不符合布利丹效应的是：
A.弈者举棋不定，终之拜矣
B.一山望着一山高
C.凡事预则立，不预则废
D.鱼，我所欲也；熊掌，亦我所欲也
答案：
1.D
此定义的关键词是“由许多个体组成的统一整体”，很显然A选项中的“人”、B选项中的“民”、C选项中的“羊”都符合这个定义要求.此题要求选择不是集合概念的，D选项中的“师”是对某类部队的定性，不是个体组成的整体，因而选择D.
2.B
此题属于定义匹配题.要选择属于“永真命题”的，此定义的关键词是“不论在何种情况下都不可能假”，B选项是或关系命题，对于或关系来说，只要一真则全真，因而符合该定义要求；A选项属于“可满足命题”；C选项属于“伪命题”；D选项属于“可满足命题”.所以此题选择B选项.
3.B
此定义的关键词是“个体或者组织的付出和其应该获得的利益之间存在不一
致”，B 选项不涉及“付出和利益的不一致”；A 选项中“熟练工跳槽”、C 选项
中“乙盗用品牌”、D 选项中“甲养的花而获利的是乙，存在不一致”.此题选
择不涉及该定义的，因而选择B 选项.
4.A
双定义题，要求选择属于“直接证据”的，此定义的关键词是“能够直接证明
刑事案件主要事实”，A 选项符合定义的要求，监控视频可以直接证明案件事实；
B 选项中“在案发前到过案发现场的证言”，只是“案发前的”不能直接证明事
实；C 选项中的“在现场提取的脚印”也无法直接证明事实；D 选项中的“遭受
损失的银行记录”需要结合其他证据方可证明事实，这三者属于间接证据.因而
此题选择A 选项.
5.C
布利丹效应的寓言故事实质反映了“人们在做决策时犹豫不决、难作决定的现
象”.A 、B 、D 选项很明显符合这一实质.而C 选项强调的是“提前制定计划的重
要性”，此题要求选择不符合的，因而选择C 选项.
【思维导航】 从集合角度理解充要条件
充要条件可以从集合的包含关系的角度来理解它们之间的对应关系，设
满足条件p 的对象组成的集合为P ，满足条件q 的对象组成的集合为Q.
（1） 若P Q ?，则p 为q 的充分条件，其中当P Q 时，p 为q 的充分不必要
条件；
（2） 若Q P ?，则p 为q 的必要条件，其中当Q P 时，p 为q 的必要不充分条件；
（3） 若P Q ?且Q P ?，即P=Q ，则p 为q 的充要条件；
（4） 如果以上三种关系均不成立，即P 、Q 之间没有包含或相等关系（P Q ?且
Q P ?），此时P Q =?或P 、Q 既有公共元素，也有非公共元素，则p 既不是q 的充分条件，也不是q 的必要条件.
例1．已知p: x x 8202-≥，q: 22210(0)x x m m -+-≤>，若非p 是非q
的必要不充分条件，求实数m 的取值范围.
解析：由22210x x m -+-≤得11(0)m x m m -≤≤+>，所以“q ”所表示的集合为A= {}11(0)x m x m m -≤≤+>；由x x 8202-≥得210x -≤≤，所以“p ”所表示
的集合为B={}210x R x ∈-≤≤，由非p 是非q 的必要不充分条件知，非p ?非
q 但非q ?非p ，其逆否命题是：p q ?但q p ?，故B ?A
0129110m m m m >??∴-≤-?≥??+≥?
，故m 的取值范围为9m ≥.
评注：复杂的推理问题常采用等价转化思想，可使问题简单化，具体化，
互为逆否命题是等价命题，再转化为集合包含关系求解，这种转化思想重要，
要注意灵活应用.
蜂窝猜想
4世纪古希腊数学家佩波斯提出，蜂窝的优美形状，是自然界最有效劳动的
代表.他猜想，人们所见到的、截面呈六边形的蜂窝，是蜜蜂采用最少量的蜂蜡
建造成的.他的这一猜想称为"蜂窝猜想"，但这一猜想一直没有人能证明.
美密执安大学数学家黑尔宣称，他已破解这一猜想.蜂窝是一座十分精密的
建筑工程.蜜蜂建巢时，青壮年工蜂负责分泌片状新鲜蜂蜡，每片只有针头大小
而另一些工蜂则负责将这些蜂蜡仔细摆放到一定的位置，以形成竖直六面柱体.
每一面蜂蜡隔墙厚度及误差都非常小.6面隔墙宽度完全相同，墙之间的角度正
好1200，形成一个完美的几何图形.人们一直疑问，蜜蜂为什么不让其巢室呈三
角形、正方形或其他形状呢?隔墙为什么呈平面，而不是呈曲面呢?虽然蜂窝是
一个三维体建筑，但每一个蜂巢都是六面柱体，而蜂蜡墙的总面积仅与蜂巢的
截面有关.由此引出一个数学问题，即寻找面积最大、周长最小的平面图形.
1943年，匈牙利数学家陶斯巧
妙地证明，在所有首尾相连的正多
边形中，正六边形的周长是最小的.
但如果多边形的边是曲线时，会发
生什么情况呢?陶斯认为，正六边形
与其他任何形状的图形相比，它的
周长最小，但他不能证明这一点.而黑尔在考虑了周边是曲线时，无论是曲线向外突，还是向内凹，都证明了由许多正六边形组成的图形周长最小.他已将19
页的证明过程放在因特网上，许多专家都已看到了这一证明，认为黑尔的证明是正确的.
加拿大科学记者德富林在《环球邮报》上撰文称，经过1600年努力，数学家终于证明蜜蜂是世界上工作效率最高的建筑者.
【拓展提升】中国人数理逻辑思维领先世界背后的语言优势作用
中国孩子的数学运算能力和逻辑思维能力向来在世界上广泛得到认可.
原因有很多，今天可以站在我这个搞了N年第二语言教学教师的角度来探讨这个问题.中文在阿拉伯数字的发音是非常干净利落的，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10全都是单音节词，而且中文的发音没有时间的概念，也就是说不需要长短音的差异，所以干净利落，全是短音.英文有长短音差异，比如sheet 和shit, sheep 和ship，发音虽然只是长短差异，但是意思相差万里.再看看英文的阿拉伯数字发音，one, two, three ,four, five, six, seven, eight, nine ,ten.其中two, three, four，是需要发长音的，而且还有seven这个双音节词汇.首先从数字的发音上，中国孩子就占了很大的优势.
其次，从十进制以上的读法上会更有优势.刚开始学英语的时候，我学英文数字几乎搞得乱七八糟，云里雾里，当时真的是怀疑自己的智商是不是有问题，但是现在想想真不是学生的问题，而是英国人实在不擅长数理逻辑，把语言中表达数概念的数词搞得支离破碎.比如，中国人到了十以后，就是十一、十二、十三…然后是二十一，二十二，二十三.但是我们看看英文，ten 以后，是eleven, twelve, thirteen, fourteen, fifteen, sixteen, seventeen, eighteen, nineteen, twenty, twenty-one.如果暂且说到了二十以后是符合规律的（其实也有特例，比如twenty, thirty, forty, fifty等不符合规律的写法, 按逻辑seventy，sixty才是符合规律的写法）.我们看看英文对从11到19之间的逻辑是无比混乱的.如果我们能以中国人的智商来帮英国人重新建造英文读数体系的话，那么最符合逻辑的应该是tenone ,tentw o ,tenthree, tenfour…
直到twenty, 然后tewenty-one, twenty-two….或者沿用英国人的逻辑teen代表十几，那么可以是oneteen, twoteen, threeteen….嗨，纯粹搞笑一把了，老祖宗已经把错误犯下了，要把思维改过来就更难了.所以中国人在数字的读法和写法上又占了优势.
其三中国人对于数字的表述更加直观，比如说分数：十分之一，读出来就懂了，是很形象的解释.但是英文的one tenth, two tenths 理解起来就转了很大一个圈了.
既然中国人的数理逻辑思维有这么大的优势，那么应该说在数理化我们应该有很大的造诣.这句话没错，中国学生普遍的数理化水平要在世界上领先.但是我们在这些领域的大师却不多，尤其是按照我们的平均水平的比例.这是为什么？还是拉法法教育的观点，在一定的智商上，真正决定一个人成功的是他/她的SEL（Social and emotional learning）能力（社会和情感能力），正如上篇博客中的《异类》一书中提到的智商在195的兰根，正式因为没有和老师沟通和社会沟通的能力，而丧失掉了很多为成功做准备的机会.
中国孩子可以凭借语言的先天优势形成数的敏感性，赢在起跑线.但是中国传统教育太注重孩子们记住数理化的知识、规律，前人发现的结果、公式、定理.而忽略了最重要的部分，就是如何带领孩子领略到前人发现这些规律的过程.没有让他们体验式、探究式的去悟道.没有反复让孩子感受到悟的过程，那么我们永远只能作为传承者，而无法作为开拓者，这就是我们缺乏大师的一点原因吧.
【数学欣赏】罗素悖论
19世纪70年代,德国数学家康托尔创立了集合论,集合论是数学上最具革命性的理论,初衷是为整个数学大厦奠定坚实的基础.1900年，在巴黎召开的国际数学家会议上，法国大数学家庞加莱兴奋的宣布：“我们可以说，现在数学已经达到了绝对的严格.”
然而，正当人们为集合论的诞生而欢欣鼓舞之时,一串串数学悖论却冒了出来，又搅得数学家心里忐忑不安,其中英国数学家罗素1902年提出的悖论影响
最大,“罗素悖论”的内容是这样的：设集合B是一切不以自身为元素的集合所组成的集合，问：B是否属于B？若B属于B，则B是B的元素，于是B不属于自身，即B不属于B；反之，若B不属于B，则B不是B的元素，于是B属于自己，即B属于B.这样，利用集合的概念，罗素导出了——集合B不属于B当且仅当集合B属于B时成立的悖论.之后，罗素本人还提出了罗素悖论的通俗版本，即理发师悖论.理发师宣布了这样一条原则：他只为村子里不给自己刮胡子的人刮胡子.那么现在的问题是，理发师的胡子应该由谁来刮？.如果他自己给自己刮胡子，那么他就是村子里给自己刮胡子的人，根据他的原则，他就不应给自己刮胡子；如果他不给自己刮胡子，那么他就是村子里不给自己刮胡子的人，那么又按他的原则他就该为自己刮胡子.同样有产生了这样的悖论：理发师给自己刮胡子当且仅当理发师不给自己刮胡子.这就是历史上著名的罗素悖论.
罗素悖论的出现，动摇了本来作为整个数学大厦的基础——集合论，自然引起人们对数学基本结构有效性的怀疑.罗素悖论的高明之处，还在于它只是用了集合的概念本身，而并不涉及其它概念而得出来的，使人们更是无从下手解决.罗素悖论的提出使数学家们面临着极大的困难.
数学家弗雷格在他刚要出版的《论数学基础》卷二末尾就写道：“对一位科学家来说，没有一件比下列事实更令人扫兴：当他工作刚刚完成的时候，它的一块基石崩塌下来了.在本书的印刷快要完成时，罗素先生给我的一封信就使我陷入这种境地.”可见罗素悖论使人们面临多么尴尬的境地.然而科学面前没有人会回避，数学家们立即投入到了消除悖论的工作中，值得庆幸的是，产生罗素悖论的根源很快被找到了，原来康托尔提出集合论时对“集合”的概念没有做必要的限制，以至于可以构造“一切集合的集体”这种过大的集合而产生了悖论.
为了从根本上消除集合论中出现的各种悖论，许多数学家进行了不懈的努力.如以罗素为主要代表的逻辑主义学派，提出了类型论以及后来的曲折理论、限制大小理论、非类理论和分支理论，这些理论都对消除悖论起到了一定的作用；而最重要的是德国数学家策梅罗提出的集合论的公理化，策梅罗认为，适当的公理体系可以限制集合的概念，从逻辑上保证集合的纯粹性，他首次提出了集合论公理系统，后经费兰克尔、冯?诺伊曼等人的补充形成了一个完整的集
合论公理体系（ZFC系统），在ZFC系统中，“集合”和“属于”是两个不加定义的原始概念，另外还有十条公理.ZFC系统的建立，使各种矛盾得到回避，从而消除了罗素悖论为代表的一系列集合悖论，第三次数学危机也随之销声匿迹了.
在消除悖论的过程中数理逻辑也取得了很大发展，证明论、模型论和递归论相继诞生，出现了数学基础理论、类型论和多值逻辑等.可以说悖论引起的第三次数学危机大大促进了数学基础研究及数理逻辑的现代性，而且也因此直接造成了数学哲学研究的“黄金时代”.
哥德巴赫猜想简介
克里斯蒂安?哥德巴赫（Christian Goldbach， 1690年3月18日－1764年11月20日），又译歌德巴赫，普鲁士数学家，他在数学上的研究以数论为主，作为哥德巴赫猜想的提出者而闻名.哥德巴赫(C. Goldbach)并不是职业数学家，而是一个喜欢研究数学的富家子弟.他于1690年生于德国哥尼斯堡，受过很好
的教育.哥德巴赫喜欢到处旅游，结交数学
克里斯蒂安?哥德巴赫哥德巴赫猜想手稿
家，然后跟他们通讯.1742年，他在给好友欧拉的一封信里陈述了他著名的猜想——哥德巴赫猜想.
在1742年给欧拉的信中哥德巴赫提出了以下猜想：任一大于2的偶数都可写成两个质数之和.但是哥德巴赫自己无法证明它，于是就写信请教赫赫有名的大数学家欧拉帮忙证明，但是一直到死，欧拉也无法证明.因现今数学界已经不使用“1也是素数”这个约定，原初猜想的现代陈述为：任一大于5的整数都可写成三个质数之和.欧拉在回信中也提出另一等价版本，即任一大于2的偶数都可写成两个质数之和.今日常见的猜想陈述为欧拉的版本.把命题"任一充分大的偶数都可以表示成为一个素因子个数不超过a个的数与另一个素因子不超过b 个的数之和"记作"a+b".1966年陈景润证明了"1+2"成立，即"任一充分大的偶数都可以表示成二个素数的和，或是一个素数和一个半素数的和".
今日常见的猜想陈述为欧拉的版本，即任一大于2的偶数都可写成两个素数之和，亦称为“强哥德巴赫猜想”或“关于偶数的哥德巴赫猜想”.
从关于偶数的哥德巴赫猜想，可推出：任一大于7的奇数都可写成三个质数之和的猜想.后者称为“弱哥德巴赫猜想”或“关于奇数的哥德巴赫猜想”.若关于偶数的哥德巴赫猜想是对的，则关于奇数的哥德巴赫猜想也会是对的.弱哥德巴赫猜想尚未完全解决，但1937年时前苏联数学家维诺格拉多夫已经证明充分大的奇质数都能写成三个质数的和，也称为“哥德巴赫-维诺格拉朵夫定理”或“三素数定理”.
费马大定理简介
费马猜想﹝Fermat's conjecture﹞又称费马大定理或费马问题，是数论中最著名的世界难题之一.1637年，法国数学家费马在巴歇校订的希腊数学家丢番图的《算术》第II卷第8命题旁边写道：「将一个立方数分为两个立方数，一个四次幂分为两个四次幂，或者一般地将一个高于二次的幂分为两个同次的幂，这是不可能的.关于此，我确信已发现一种美妙的证法，可惜这里空白的地方太小，写不下.」费马去世后，人们找不到这个猜想的证明，由此激发起许多数学家的兴趣.欧拉、勒让德、高斯、阿贝尔、狄利克雷、柯西等大数学家都试证过，但谁也没有得到普遍的证法.300多年以来，无数优秀学者为证明这个猜想，付出了巨大精力，同时亦产生出不少重要的数学概念及分支.
若用不定方程来表示，费马大定理即：当n > 2时， x n + y n = z n没有xyz≠0的整数解.为了证明这个结果，只需证明方程x4 + y 4 = z 4，(x , y) = 1和方程x p + y p = z p，(x , y) = (x , z) = (y , z) = 1﹝p是一个奇素数﹞均无xyz≠0的整数解.
n = 4的情形已由莱布尼茨和欧拉解决.费马本人证明了p = 3的情形，但证明不完全.勒让德﹝1823﹞和狄利克雷﹝1825﹞证明了p = 5的情形.1839年，拉梅证明了p = 7的情形.1847年，德国数学家库默尔对费马猜想作出了突破性的工作.他创立了理想数论，这使得他证明了当p < 100时，除了p = 37，59，67这三个数以外，费马猜想都成立.后来他又进行深入研究，证明了对于上述三个数费马猜想也成立.在近代数学家中，范迪维尔对费马猜想作出重要贡献.他从本世纪20年代开始研究费马猜想，首先发现并改正了库默尔证明中的缺陷.在以后的30余年内，他进行了大量的工作，得到了使费马猜想成立一些充分条件.他和另外两位数学家共同证明了当p < 4002时费马猜想成立.经过三百多年来历代数学家的不断努力，剑桥大学怀尔斯终于1995年正式彻底解决这一大难题.
《新课标》高三数学第一轮复习单元讲座 —逻辑、推理与证明、复数、框图 一．课标要求： 1．常用逻辑用语 （1）命题及其关系 ①了解命题的逆命题、否命题与逆否命题；②理解必要条件、充分条件与充要条件的意义，会分析四种命题的相互关系； （2）简单的逻辑联结词 通过数学实例，了解"或"、"且"、"非"逻辑联结词的含义。 （3）全称量词与存在量词 ①通过生活和数学中的丰富实例，理解全称量词与存在量词的意义； ②能正确地对含有一个量词的命题进行否定。 2．推理与证明 （1）合情推理与演绎推理 ①结合已学过的数学实例和生活中的实例，了解合情推理的含义，能利用归纳和类比等进行简单的推理，体会并认识合情推理在数学发现中的作用； ②结合已学过的数学实例和生活中的实例，体会演绎推理的重要性，掌握演绎推理的基本模式，并能运用它们进行一些简单推理； ③通过具体实例，了解合情推理和演绎推理之间的联系和差异。 （2）直接证明与间接证明 ①结合已经学过的数学实例，了解直接证明的两种基本方法：分析法和综合法；了解分析法和综合法的思考过程、特点； ②结合已经学过的数学实例，了解间接证明的一种基本方法--反证法；了解反证法的思考过程、特点； （3）数学归纳法 了解数学归纳法的原理，能用数学归纳法证明一些简单的数学命题； （4）数学文化 ①通过对实例的介绍（如欧几里德《几何原本》、马克思《资本论》、杰弗逊《独立宣言》、牛顿三定律），体会公理化思想； ②介绍计算机在自动推理领域和数学证明中的作用； 3．数系的扩充与复数的引入 （1）在问题情境中了解数系的扩充过程，体会实际需求与数学内部的矛盾（数的运算规则、方程理论）在数系扩充过程中的作用，感受人类理性思维的作用以及数与现实世界的联系； （2）理解复数的基本概念以及复数相等的充要条件； （3）了解复数的代数表示法及其几何意义； （4）能进行复数代数形式的四则运算，了解复数代数形式的加减运算的几何意义。 4．框图 （1）流程图 ①通过具体实例，进一步认识程序框图； ②通过具体实例，了解工序流程图（即统筹图）； ③能绘制简单实际问题的流程图，体会流程图在解决实际问题中的作用； （2）结构图 ①通过实例，了解结构图；运用结构图梳理已学过的知识、整理收集到的资料信息； ②结合作出的结构图与他人进行交流，体会结构图在揭示事物联系中的作用。 二．命题走向 常用逻辑用语 本部分内容主要是常用的逻辑用语，包括命题与量词，基本逻辑联结词以及充分条件、必要条件与命题的四种形式。 预测18年高考对本部分内容的考查形式如下：考查的形式以填空题为主，考察的重点是条件和复合命题真值的判断。
趣味逻辑推理100题第81－90题答案 律师所里有托尼、鲍勃、詹姆斯、史密斯四位律师，他们一年接手的案件数如下： 史密斯比詹姆斯接手的案件多；托尼、鲍勃两位律师接手的案件数量合在一起，史密斯、詹姆斯两位接手的案件数量合在一起，恰好一样多；鲍勃、詹姆斯两位律师接手的案件数量合起来，比托尼、史密斯两位律师合起来的要多。 请问：哪位律师接手的案件最多？谁第二？谁第三？ 解：
已知： 1、史密斯比詹姆斯接手的案件多； 2、托尼、鲍勃两位律师接手的案件数量合在一起，史密斯、詹姆斯两位接手的案件数量合在一起，恰好一样多； 3、鲍勃、詹姆斯两位律师接手的案件数量合起来，比托尼、史密斯两位律师合起来的要多。 推理： 一、从已知条件1――3推出，鲍勃比史密斯多，因为只把鲍勃与史密斯对调后，就由原来的一样多变成不一样多，鲍勃在多的一边，因此，鲍勃比史密斯多； 二、根据推理一，由于鲍勃比史密斯多，推出詹姆斯比托尼多，否则，托尼比詹姆斯多，鲍勃+托尼就比史密斯+詹姆斯多了，与已知条件2“一样多”相矛盾。 三、从已知条件1知道，史密斯比詹姆斯多。 结论：第一：鲍勃 第二：史密斯 第三：詹姆斯 第四: 托尼
火车上有六位乘客坐在一起聊天。他们的名字分别为阿强、阿力、阿文、阿明、阿虎和阿亮，分别来自河北、山东、江西、安徽、海南和辽宁（名字顺序与籍贯顺序不一定一致）。其中，阿强和河北人是推销员；阿虎和海南人是工人；阿文和山东人是司机；阿力和阿亮曾经当过兵，而山东人从没当过兵；安徽人比阿强年龄大；辽宁人比阿文年龄大；阿力同河北人下周要到江西去旅行；阿文同安徽人下周要到北京去度假。 您知道他们六人分别都是哪里人吗？ 解： 已知： 1、阿强和河北人是推销员； 2、阿虎和海南人是工人； 3、阿文和山东人是司机； 4、阿力和阿亮曾经当过兵，而山东人从没当过兵；
数学的语法规则——逻辑推理
主题1 数学的语法规则——逻辑推理同学们，我们知道语文和外语都有自己的语法规则，数学作为一门描述大自然和经济生活的语言，当然也有自己的语法规则，这就是逻辑推理.法国著名的哲学家、数学家和物理学家笛卡尔曾经讲过：“几何学家惯于在极其困难的证明中运用简单而又容易的推理长链达至结论.这使我设想，凡是人能认识的事物全都以此方式相互联系，没有什么由于遥远而我们达不到的，或者由于隐蔽而发现不了的，只要我们力戒以假作真，始终在思想中保持从一个真理演绎出另一个真理所必需的秩序.”这段话深刻地说明逻辑推理对于数学和生活中的重要作用.正因如此，宝爸宝妈们已经从娃娃开始培养孩子的逻辑推理能力. 【数学史话】逻辑学的历史和现状 大约在公元前6世纪左右，古代中国、古代印度和古希腊的学者，就各自独立地建立了自己的逻辑学说.他们分别是“名辨之学”、因明和古希腊的逻辑学.其中，古希腊的逻辑学最为系统，因而在世界逻辑学发展史上影响也最大、最深. 古希腊学者亚里士多德被认为是古希腊逻辑学的创始人，他在其由后人整理并取名为《工具论》的著作中，第一次全面、系统地论述了传统形式逻辑，提出了有关范畴、命题、三段证明和谬误等一系列重要论述和思想.他所创立的逻辑学，逻辑史上称之为古典的或传统的形式逻辑（“形式逻辑”这一称呼是17世纪康德提出的）或古典的演绎逻辑.这一逻辑的主要特点在于：它是建立的对范畴的研究基础之上，即它主要涉及范畴、又范畴组成的命题、由命题组成的三段论和论证等.这是古代逻辑中较为完整地建立起来的一个三段论系统，它构成了逻辑的一个初等的、但是重要的部分. 亚里士多德以后，麦加拉-斯多葛学派研究了亚里士多德逻辑中欠缺的有关
高考数学简易逻辑与推理1．命题“所有实数的平方都是正数”的否定为() A．所有实数的平方都不是正数 B．有的实数的平方是正数 C．至少有一个实数的平方是正数 D．至少有一个实数的平方不是正数 D[该命题是全称命题，其否定是特称命题，即存在实数，它的平方不是正数，故选项D正确．为真命题，故选D.] 2．(2019·石家庄模拟)“x＞1”是“x2＋2x＞0”的() A．充分不必要条件B．必要不充分条件 C．充要条件D．既不充分也不必要条件 A[由x2＋2x＞0，得x＞0或x＜－2，所以“x＞1”是“x2＋2x＞0”的充分不必要条件．] 3．已知命题p：?x0∈R，tan x0＝1，命题q：?x∈R，x2＞0，下面结论正确的是() A．命题“p∧q”是真命题 B．命题“p∧(q)”是假命题 C．命题“(p)∨q”是真命题 D．命题“(p)∧(q)”是假命题 D[取x0＝π 4，有tan π 4＝1，故命题p是真命题；当x＝0时，x 2＝0，故命 题q是假命题．再根据复合命题的真值表，知选项D是正确的．] 4．命题“对任意x∈[1,2)，x2－a≤0”为真命题的一个充分不必要条件可以是() A．a≥1 B．a>1 C．a≥4 D．a>4 D[命题可化为x∈[1,2)，a≥x2恒成立． ∵x∈[1,2)，∴x2∈[1,4)．∴命题为真命题的充要条件为a≥4，∴命题为真命题的一个充分不必要条件为a>4，故选D.]
5．若命题“?x 0∈R ，x 20＋(a －1)x 0＋1<0”是真命题，则实数a 的取值范围 是( ) A ．[－1,3] B ．(－1,3) C ．(－∞，－1]∪[3，＋∞) D ．(－∞，－1)∪(3，＋∞) D [因为命题“?x 0∈R ，x 20＋(a －1)x 0＋1<0”是真命题等价于x 20＋(a －1)x 0＋1＝0有两个不等的实根，所以Δ＝(a －1)2－4>0，即a 2－2a －3>0，解得a <－1或a >3，故选D.] 6．已知命题p ：若α∥β，a ∥α，则a ∥β； 命题q ：若a ∥α， a ∥β， α∩β＝b, 则a ∥b, 下列是真命题的是( ) A ．p ∧q B ．p ∨(q ) C ．p ∧(q ) D ．(p )∧q D [若α∥β，a ∥α，则a ∥β或a ?β，故p 假，p 真；若a ∥α，a ∥β，α∩β＝b ，则a ∥b ，正确， 故q 为真，q 为假，∴(p )∧q 为真，故选D.] 7．已知f (x )＝3sin x －πx ，命题p ：?x ∈? ?? ??0，π2， f (x )<0，则( ) A ．p 是假命题， p ：?x ∈? ????0，π2，f (x )≥0 B ．p 是假命题， p ：?x 0∈? ????0，π2，f (x 0)≥0 C ．p 是真命题， p ：?x 0∈? ????0，π2，f (x 0)≥0 D ．p 是真命题，p ：?x ∈? ?? ??0，π2，f (x )>0 C [因为f ′(x )＝3cos x －π，所以当x ∈? ?? ??0，π2时，f ′(x )<0，函数f (x )单调递减，即对?x ∈? ?? ??0，π2，f (x ) 普通高中课程标准实验教科书—数学[人教版] 高三新数学第一轮复习教案（讲座41—逻辑、推理与证明、复数、 框图） 一．课标要求： 1．常用逻辑用语 （1）命题及其关系 ①了解命题的逆命题、否命题与逆否命题；②理解必要条件、充分条件与充要条件的意义，会分析四种命题的相互关系； （2）简单的逻辑联结词 通过数学实例，了解"或"、"且"、"非"逻辑联结词的含义。 （3）全称量词与存在量词 ①通过生活和数学中的丰富实例，理解全称量词与存在量词的意义； ②能正确地对含有一个量词的命题进行否定。 2．推理与证明 （1）合情推理与演绎推理 ①结合已学过的数学实例和生活中的实例，了解合情推理的含义，能利用归纳和类比等进行简单的推理，体会并认识合情推理在数学发现中的作用； ②结合已学过的数学实例和生活中的实例，体会演绎推理的重要性，掌握演绎推理的基本模式，并能运用它们进行一些简单推理； ③通过具体实例，了解合情推理和演绎推理之间的联系和差异。 （2）直接证明与间接证明 ①结合已经学过的数学实例，了解直接证明的两种基本方法：分析法和综合法；了解分析法和综合法的思考过程、特点； ②结合已经学过的数学实例，了解间接证明的一种基本方法--反证法；了解反证法的思考过程、特点； （3）数学归纳法 了解数学归纳法的原理，能用数学归纳法证明一些简单的数学命题； （4）数学文化 ①通过对实例的介绍（如欧几里德《几何原本》、马克思《资本论》、杰弗逊《独立宣言》、牛顿三定律），体会公理化思想； ②介绍计算机在自动推理领域和数学证明中的作用； 3．数系的扩充与复数的引入 （1）在问题情境中了解数系的扩充过程，体会实际需求与数学内部的矛盾（数的运算规则、方程理论）在数系扩充过程中的作用，感受人类理性思维的作用以及数与现实世界的联系； （2）理解复数的基本概念以及复数相等的充要条件； （3）了解复数的代数表示法及其几何意义； （4）能进行复数代数形式的四则运算，了解复数代数形式的加减运算的几何意义。 4．框图 （1）流程图 ①通过具体实例，进一步认识程序框图； ②通过具体实例，了解工序流程图（即统筹图）； 趣味逻辑推理100题第71－80题答案 小明一家要过一座桥。过桥时候是黑夜，所以必须点灯，要有一个人拿着灯。 小明过桥要1秒，小明的弟弟要3秒，小明的爸爸要6秒，小明的妈妈要8秒，小明的爷爷要12秒，每次此桥最多可过两人，而过桥的速度依过桥最慢者而定，灯的燃料只够点燃30秒。 问：小明一家如何过桥？ 解： 已知： 1、小明过桥要1秒， 2、小明的弟弟要3秒， 3、小明的爸爸要6秒， 4、小明的妈妈要8秒， 5、小明的爷爷要12秒， 6、每次此桥最多可过两人，而过桥的速度依过桥最慢 者而定， 7、灯的燃料只够点燃30秒。 推理： 一、小明和他的弟弟先过桥，然后小明返回来，共用3+1＝4秒； 二、第二次是小明的妈妈和爷爷过桥，然后小明的弟弟返回来，共用12+3＝15秒； 三、第三次是小明和爸爸过桥，然后小明返回来，共用6+1＝7秒； 四、第四次是小明和弟弟最后过桥，共用3秒； 这样四次过桥共用4+15+7+3＝29秒，在燃料用完前全家都 过了桥。 三位男士志刚、建华、天明分别和秀兰、丽梅、爱英结为夫妻，并且每个家庭都生了一个儿子，名字叫做豆豆、棒棒、壮壮，我们并不知道他们之间确定的配对关系，只知道如下几条线索：天明不是爱英的丈夫，也不是棒棒的父亲；秀兰不是建华的妻子，也不是豆豆的母亲；如果兰兰的父亲是建华或天明，爱英就是壮壮的母亲；如果爱英是志刚或建华的妻子，丽梅就不是豆豆的母亲。 请问：这三个家庭是如何搭配的？ 解： 已知： 1、天明不是爱英的丈夫，也不是棒棒的父亲； 2、秀兰不是建华的妻子，也不是豆豆的母亲； 3、如果兰兰的父亲是建华或天明，爱英就是壮壮的母 逻辑推理大全之演绎推理 演绎推理 1.推理及其分类 所谓推理，是指由一个或几个已知的判断推导出另外一个新的判断的思维形式。一切推理都必须由前提和结论两部分组成。一般来说，作为推理依据的已知判断称为前提，所推导出的新的判断则称为结论。推理大体分为直接推理和间接推理。只有一个前提的推理叫直接推理。例如： 有的高三学生是共产党员，所以有的共产党员是高三学生。 一般有两个或两个以上前提的推理就是间接推理。例如： 贪赃枉法的人必会受到惩罚，你们一贯贪赃枉法，所以今天你们终于受到法律的制裁和人民的惩罚。 一般说，间接推理又可以分为演绎推理、归纳推理和类比推理等三种形式。(1)演绎推理。所谓演绎推理，是指从一般性的前提得出了特殊性的结论的推理。例如： 贪赃枉法的人是必定会受到惩罚的，你们一贯贪赃枉法，所以，你们今天是必定要受到法律的制裁、人民的惩罚的。 这里，“贪赃枉法的人是必定会受到惩罚的”是一般性前提，“你们一贯贪赃枉法”是特殊性前提。根据这两个前提推出”你们今天是必定要受到法律的制裁和人民的惩罚的”这个特殊性的结论。 演绎推理可分为三段论、假言推理和选言推理。 (2)归纳推理。归纳推理是从个别到一般，即从特殊性的前提推出普遍的一般的结论的一种推理。一般情况下，归纳推理可分为完全归纳推理、简单枚举归纳推理。 完全归纳推理，也叫完全归纳法，是指根据某一类事物中的每一个别事物都具有某种性质，推出该类事物普遍具有这种性质的结论。正确运用完全归纳推理，要求所列举的前提必须完全，不然推导出的结论会产生错误。例如： 在奴隶社会里文学艺术有阶级性；在封建社会里文学艺术有阶级性；在资本主义社会里文学艺术有阶级性；在社会主义社会里文学艺术有阶级性；所以，在阶级 福利：本教程由捡漏优惠券（https://www.doczj.com/doc/0c14978802.html, ）整理提供 领红包：支付宝首页搜索“527608834”即可领取支付宝红包哟 领下面余额宝红包才是大红包，一般都是5-10元 支付的时候把选择余额宝就行呢 每天都可以领取早餐钱哟！ 2020年高考理科数学《推理与证明》题型归纳与训练 合情推理与演绎推理 题型一 归纳推理 1 与数字有关的等式的推理 【易错点】 例1观察下列等式： ????sin π3－2＋????sin 2π3－2＝43 ×1×2； ????sin π5－2＋????sin 2π5－2＋????sin 3π5－2＋????sin 4π5－2＝43×2×3； ????sin π7－2＋????sin 2π7－2＋????sin 3π7－2＋…＋????sin 6π7－2＝43×3×4； ????sin π9－2＋????sin 2π9－2＋????sin 3π9－2＋…＋????sin 8π9－2＝43 ×4×5； … 照此规律，????sin π2n ＋1－2＋????sin 2π2n ＋1－2＋????sin 3π2n ＋1－2＋…＋??? ?sin 2n π2n ＋1－ 2＝__________. 【答案】 4 3 ×n ×(n ＋1) 【解析】观察等式右边的规律：第1个数都是4 3，第2个数对应行数n ，第3个数为n ＋1. 2 与不等式有关的推理 例2已知a i >0(i ＝1,2,3，…，n )，观察下列不等式： a 1＋a 2 2≥a 1a 2； a 1＋a 2＋a 33≥3 a 1a 2a 3； a 1＋a 2＋a 3＋a 44≥4 a 1a 2a 3a 4； … 照此规律，当n ∈N *，n ≥2时，a 1＋a 2＋…＋a n n ≥______. 【答案】 n a 1a 2…a n 1、S先生、P先生、Q先生他们知道桌子的抽屉里有16张扑克牌：红桃A、Q、4，黑桃J、8、4、 2、7、3，草花K、Q、5、4、6，方块A、5。约翰教授从这16张牌中挑出一张牌来，并把这张牌的点数告诉P先生，把这张牌的花色告诉Q先生。这时，约翰教授问P先生和Q先生：你们能从已知的点数或花色中推知这张牌是什么牌吗于是，S先生听到如下的对话： P先生：我不知道这张牌。 Q先生：我知道你不知道这张牌。 P先生：现在我知道这张牌了。 Q先生：我也知道了。 听罢以上的对话，S先生想了一想之后，就正确地推出这张牌是什么牌。请问：这张牌是什么牌 2、有A、B、C、D、E、F和G等七位国务议员能参加Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号议案的表决。按照议会规定，有四位或者四位以上议员投赞成票时，一项议案才可以通过。并且每个议员都不可弃权，必须对所有议案作出表决。已知: （1）A反对这三项议案 （2）其他每位议员至少赞成一项议案，也至少反对一项议案 （3）B反对Ⅰ号议案 （4）G反对Ⅱ号和Ⅲ号议案 （5）D和C持同样态度 （6）F和G持同样态度 问题： （1）赞成Ⅰ号议案的议员是哪一位 A．B B．C C．D D．E E．G （2）Ⅱ号议案能得到的最高票数是： A．2 B．3 C．4 D．5 E．6 （3）下面的断定中，哪一个是错的： A．B和C同意同一议案； B．B和G同意同一议案； C．B一票赞成，两票反对； D．C两票赞成，一票反对； E．F一票赞成，两票反对。 （4）如果三个议案中某一个议案被通过，下列哪一位议员肯定投赞成呢： A．B B．C C．E D．F E．G （5）如果E的表决跟G一样，那么，我们可以确定: A．Ⅰ号议案将被通过； B．Ⅰ号议案将被否决； C．Ⅱ号议案将被通过； D．Ⅱ号议案将被否决； E．Ⅲ号议案将被通过。 （6）如果C赞成Ⅱ号和Ⅲ号议案，那么，我们可以确定: A．Ⅰ号议案将被通过； B．Ⅰ号议案将被否决； C．Ⅱ号议案将被通过； D．Ⅱ号议案将被否决； E．Ⅲ号议案将被通过。 3、假设有一个池塘，里面有无穷多的水。现有2个空水壶，容积分别为5升和6升。问题是如何只用这2个水壶从池塘里取得3升的水。请写出过程 2020年高考第二轮专题复习（教学案）：逻辑与推理 考纲指要： 掌握常用的逻辑用语，包括命题与量词，基本逻辑联结词以及充分条件、必要条件与命题的四种形式，合情推理和演绎推理、直接证明与间接证明、数学归纳法（理科）等内容。 考点扫描： 1．常用逻辑用语：（1）命题及其关系；（2）简单的逻辑联结词；（3）全称量词与存在量词 2．推理与证明：（1）合情推理与演绎推理；（2）直接证明与间接证明。 考题先知： 例1。已知p |1－ 3 1-x |≤2,q :x 2－2x +1－m 2 ≤0(m >0),若?p 是?q 的必要而不充分条件，求实数m 的取值范围 分析：利用等价命题先进行命题的等价转化，搞清晰命题中条件与结论的关系，再去解不等式，找解集间的包含关系，进而使问题解决 解由题意知 命题若?p 是?q 的必要而不充分条件的等价命题即逆否命题为p 是q 的充分不必要条件 p :|1－ 31-x |≤2?－2≤31-x －1≤2?－1≤31 -x ≤3?－2≤x ≤10 q :x 2－2x +1－m 2 ≤0?［x －(1－m )］［x －(1+m )］≤0 * ∵p 是q 的充分不必要条件， ∴不等式|1－3 1-x |≤2的解集是x 2－2x +1－m 2 ≤0(m >0)解集的子集 又∵m >0 ∴不等式*的解集为1－m ≤x ≤1+m ∴? ??≥≥????≥+-≤-91 10121m m m m ，∴m ≥9， ∴实数m 的取值范围是［9，+∞) 点评：对四种命题以及充要条件的定义实质理解不清晰是解此题的难点，对否命题，学生本身存在着语言理解上的困难 例2．已知函数()(),02 32 32≠++-=a cx x a x a x g （I ）当1=a 时，若函数()x g 在区间()1,1-上是增函数，求实数c 的取值范围； （II ）当2 1 ≥a 时， 逻辑推理 一、情境导入（5分钟） 1、师：鸡兔同笼，头5个，鸡兔各有多少只？ 生：鸡如果是1只，兔就是4只。 生：鸡如果是2只，兔就是3只。 生：鸡如果是3只，兔就是2只。 生：鸡如果是4只，兔就是1只。 师：同学们说的很好，我们只知道他们的总头数是5，还没有办法确定鸡兔各有多少只。 师：现在加上一个条件：鸡兔同笼，头5个，腿鸡兔各有多少只？请同学们列表计 生：汇报。 教师用课件逐步展示出表格里的 数据。 师：经过列表，你们发现哪种情况 符合题目要求呢？ 生：鸡3只，兔2只，3×2+2×4=14（条）腿。 师：刚才我们经过大胆的尝试与猜测，把鸡兔的只数进行逐一列表，找出了符合题目的答案。实际这个题目，我们还可以有更加简洁的列表方法。 如，我们可以大胆的猜测鸡的只数为2只，兔就是3只，腿的总数为2×2+3×4=16 与题目中的腿总数多2条，就要减少1只兔，增加1只鸡。这样就符合题目要求了。 2、师继续点拨：在总头数不变的情况下，腿的总数减少6条，应该怎么办？ 生：增加3只鸡，减少3只兔。 师继续点拨：在总头数不变的情况下，腿的总数增加2条，应该怎么办？ 生：增加1只兔，减少1只鸡。 师继续点拨：在总头数不变的情况下，腿的总数增加4条，应该怎么办？ 生：增加2只兔，减少2只鸡。 二、新授（15分钟） 1、学习【知识要点】 师：1.逻辑推理是运用已知的若干判断去获得一个新判断的思维方法。在推理过程中，常需要否定一些错误的可能性，去获得正确的结论。解决这类问题常用的方法都有哪些？ 生：假设法、画图法、列表法等 师:还有我们以前学习的直接法、排除法等。 师：逻辑推理问题的解决，需要我们深入地理解条件和结论，分析关键所在，找到突破口，进行合情合理的推理，最后做出正确的判断。这些解决问题的策略需要我们活学活用。下面让我们到实战场上挑战吧。 出示： 【例1】小明把一枚硬币握在手中，请甲、乙、丙三个小朋友猜哪只手里握有硬币. 甲说：“左手没有，右手有”；乙说：“右手没有，左手有”；丙说：“不会两手都没有，我猜左手没有”。 小明说三人中有一人两句话都说错了，一人两句话都猜对了，一人对一句错一句。问小明的哪只手中有硬币？ 师：看到这道题，你想到了哪一种解决问题的策略呢？ 生：假设法 生：列表法 生：排除法 师：同学们想到了这么多的解决问题的策略，下面请同学们利用自己选择的策略解决问题吧。 生汇报： 生：我用的是假设法。假设甲说的全对，则乙说的就会全错；丙说的不会两手都没有（对），我猜左手没有（对），推知乙、丙两人说话的内容不符合条件，所以这种 趣味数学小故事三篇 下面就是一个小故事，是一个数字之间的故事。 有一天，数字卡片在一起吃午饭的时候，最小的一位说起话来了。 0弟弟说：“我们大家伙儿，一起拍几张合影吧，你们觉得怎么样？”0的兄弟姐妹们一口齐声的说：“好啊。” 8哥哥说：“0弟弟的主意可真不错，我就做一回好人吧，我老8供应照相机和胶卷，好吧？” 老4说话了：“8哥，好是好，就是太麻烦了一点，到不如用我的数码照相机，就这么定了吧。” 于是，它们变忙了起来，终于+号帮它们拍好了，就立刻把数码照相机送往冲印店，冲是冲好了，电脑姐姐身手想它们要钱，可它们到底谁付钱呢？它们一个个呆呆的望着对方，这是电脑姐姐说：“一共5元钱，你们一共十一个兄弟姐妹，平均一人付多少元钱？” 在它们十一个人中，就数老六最聪明，这回它还是第一个算出了结果，你知道它是怎么算出来的吗？ 唐僧师徒摘桃子 一天，唐僧命徒弟悟空、八戒、沙僧三人去花果山摘些桃子。不长时间，徒弟三人摘完桃子高高兴兴回来。师父唐僧问：你们每人各摘回多少个桃子？ 八戒憨笑着说：师父，我来考考你。我们每人摘的一样多，我筐里的桃子不到100个，如果3个3个地数，数到最后还剩1个。你算算，我们每人摘了多少个？ 1 沙僧神秘地说：师父，我也来考考你。我筐里的桃子，如果4个4个地数，数到最后还剩1个。你算算，我们每人摘了多少个？ 悟空笑眯眯地说：师父，我也来考考你。我筐里的桃子，如果5个5个地数，数到最后还剩1个。你算算，我们每人摘多少个？ 唐僧很快说出他们每人摘桃子的个数。你知道他们每人摘多少个桃子吗？ 给数字一个生命 小朋友们，当你轻轻地打开数学书的时候，是否看到了数字们微笑的脸?咦?数字怎么是活着的呢?当然是活着的喽!他们各有不同的性格。 你看，一向认为自己个头最高、腰板总是挺得直直的“1”，是多么傲慢呀。 他可以整除所有的数，但是他除了自身之外却不能被别的数整除，真可谓是“独霸将军”。 但是“2”却很和善，所以他和他的倍数们成了很好的朋友。听说过什么是质数吗?那些家伙在数字界中有点与众不同。他们很固执，相互缠在一起，挂在筛子上怎么都打不散，总是抱成团。怎么样，数字们都拥有不同的个性吧。因此，我们不能忽视他们的生命。据说，数字们也时常组织聚会呢。这种聚会根据不同的目的和时间而定，同样的数字可以参加不同种类的聚会。当听到“自然数集合”时，所有的自然数就会聚集在一起，但是当听到“整数集合”时，刚刚集合在自然数队伍里的数字们就会跟着整数的队伍走。 2 逻辑学中规则归纳 第二章概念 定义的规则： 1.定义项与被定义项在外延上必须全同 2.定义项不得直接或简介地包含被定义项 3.定义必须清楚明确 划分的规则： 1.划分所得各子项外延之和应等于母项的外延 2.划分所得各子项应当互相排斥 3.每次划分必须按同一标准进行 4. 第四章简单判断及其推理 三段论的规则 关系判断： 不能以非对称关系判断作为前提进行推理 不能以非传递关系判断作为前提进行推理 混合关系推理： 1.前提中的性质判断必须是肯定推理 2.前提中两个相同项（相当于中项）至少有一个项是周延的 3.在前提中不周延的项，在结论中也不得周延 4.前提中关系判断是肯定的，则结论中的关系判断也必须是肯定的 5.前提中的关系判断是否定的，则结论中的关系判断也必须是否定的 6. 真值判断 在逻辑演算中，先列出小括号中的逻辑式，再列出中括号中的逻辑形式 当且仅当所有联言肢为真时，联言判断为真；当；联言判断为真时，所有联言肢为真 全部选言肢中只要有一个为真，则相容选言判断为真；只有当全部选言肢为假时，相容选言判断才是假的 相容选言推理只有一个正确的推理形式，即否定肯定式 相容选言推理规则是: 1、否定一部分选言肢，就要肯定另一部分选言肢 2、肯定一部分选言肢，不能否定另一部分选言肢 不相容选言推理规则是： 1、否定一部分选言肢，就要肯定另一部分选言肢 2、肯定一部分选言肢，就要否定另一部分选言肢 选言肢穷尽是选言前提真的充分条件，却不是其必要条件 充分条件假言判断的逻辑性质：有之则必然，无之未必然 必要条件假言判断的逻辑性质：有之未必然，无之必不然 充分必要条件假言判断逻辑性质：有之则必然，无之必不然 由此可得充分条件假言推理推理规则： 肯定前件就要肯定后件（充分条件：有之则必然） 否定前件不能否定后件（充分条件：无之未必然） 否定后件就要否定前件（必要条件：无之必不然） 肯定后件不能肯定前件（必要条件：有之未必然） 必要条件假言判断和充分条件相似，只不过是位置换一下而已只要记住上面那四条：有之则无之则即可 重言式有： 充分条件假言推理的肯定前件式 充分条件假言推理的否定后件式 必要条件假言推理的否定前件式 必要条件假言推理的肯定后件式 相容选言推理的否定肯定式（否定其中一个得出肯定另一方个的结论） 联言推理的分解式 反三段论：三段论形式正确，结论不成立，一前提成立，可推出另一前提不成立 高中数学演绎推理综合测试题（有答案） 选修2-2 2.1.2 演绎推理 一、选择题 1．“∵四边形ABCD是矩形，四边形ABCD的对角线相等”，补充以上推理的大前提是() A．正方形都是对角线相等的四边形 B．矩形都是对角线相等的四边形 C．等腰梯形都是对角线相等的四边形 D．矩形都是对边平行且相等的四边形 [答案] B [解析] 由大前提、小前提、结论三者的关系，知大前提是：矩形是对角线相等的四边形．故应选B. 2．“①一个错误的推理或者前提不成立，或者推理形式不正确，②这个错误的推理不是前提不成立，③所以这个错误的推理是推理形式不正确．”上述三段论是() A．大前提错 B．小前提错 C．结论错 D．正确的 [答案] D [解析] 前提正确，推理形式及结论都正确．故应选D. 3．《论语学路》篇中说：“名不正，则言不顺；言不顺，则 事不成；事不成，则礼乐不兴；礼乐不兴，则刑罚不中；刑罚不中，则民无所措手足；所以，名不正，则民无所措手足．”上述推理用的是() A．类比推理 B．归纳推理 C．演绎推理 D．一次三段论 [答案] C [解析] 这是一个复合三段论，从“名不正”推出“民无所措手足”，连续运用五次三段论，属演绎推理形式．4．“因对数函数y＝logax(x0)是增函数(大前提)，而y＝log13x是对数函数(小前提)，所以y＝log13x是增函数(结论)”．上面推理的错误是() A．大前提错导致结论错 B．小前提错导致结论错 C．推理形式错导致结论错 D．大前提和小前提都错导致结论错 [答案] A [解析] 对数函数y＝logax不是增函数，只有当a1时，才是增函数，所以大前提是错误的． 5．推理：“①矩形是平行四边形，②三角形不是平行四边形，③所以三角形不是矩形”中的小前提是() 1、传说唐僧去西天取经，路上遇见3个人，其中有2个人是“说谎国”人，有1人是“老实国”人。唐僧想知道，他们谁是老实国人，于是问他们3人：“你们是哪个国家的人？” 第一个人说：“我是老实国人。” 第二个人说话的声音很小，唐僧没听清楚。 第三个人说：“第二个人是说自己是老实国人，我是老实国人。” 根据他们的回答，你能判断谁是老实国人吗？ 解析：假设第三个人说的是真话，与题目条件相背，排除。 假设第三个人说的是假话，第一个是老实人说老实话，成立。 2、甲乙丙丁四位同学在操场上踢足球，打碎了教室的玻璃窗，有人问他们时，他们的回答如下： 甲：玻璃是丙也可能是丁打碎的；乙：是丁打碎的； 丙：我没有打坏玻璃丁：我才不干这种事 老师知道，有三位同学是不会说谎的，请问是谁打碎了玻璃？ 解析：（假设法）一一假设假设乙说谎（因为有三个同学说真话）丁 3、在一星期的七天中，狼在星期一、二、三讲假话，其余各天讲真话，狐狸在星期四、五、六讲假话，其余各天都讲真话。 （1）狼说：“昨天是我说谎的日子。”狐狸说：“昨天也是我说谎的日子。”那么今天星期几？假设狼说的是真话四 （2）一天，狼和狐狸都化了装，使人不容易认它们。一个说“我是狼。”另一个说：“我是狐狸。”那么先说的是狼还是狐狸？这一天是星期几？ 解析：假设第一句话是真话，第一只是狼，所在的日子是在四，五，六，日，现在来推断第二句话，如果在四，五，六，狐狸说的是假话，所以“我是狐狸”是假话。如果是在星期日，“我是狐狸”是真话，同样，与狐狸的身份相符。假设成立。 假设第一句话是假话，第一只是狐狸，狐狸在四，五，六说假话，现在来推断第二句话，狼在四五六说真话，第二句“我是狐狸”是真话，与我们的假 初中经典趣味数学题（一） 教学目的：通过这6道经典数学题，应用简单的整数运算让学生体验数学在实际生活中的应用，激发数学学习兴趣，培养逻辑 思维。 教学难点：依据所给条件，通过逻辑推理建立数学关系式。 课时：1课时 1.有27颗珍珠,其中一颗是假的,但外观和真的一样,只是比真的珍珠轻一点.问:最少用天平称几次(不用砝码),就一定可以把假的珍珠找出来? 解答：3次 第一次把27颗珍珠分成3等份,取其中2份放天平两端称量,如果天平偏斜,则考虑轻的那9颗珍珠,如果不偏斜,则考虑没有称量的那9颗;同理,将这9颗珍珠再分成3等份,,取其中2份放天平两端称量,再次得到3颗"可疑"的珍珠,取出两颗称量,如果天平偏斜,则轻的是次品~否则没称量的是次品 2.埃及同中国一样，也是世界上著名的文明古国，古代埃及人处理分数与众不同，他们一般只使用分子为1的分数，例如用1/3+1/15表 示2/5，用1/4+1/7+1/28来表示3/7等等，现在用90个埃及分子1/2，1/3，1/4，1/5，......。1/90。1/91，其中是否再取10个数，加上正负号后使它们的和为-1，若存在，请写出这10个数，若不存在，请说明理由。 解答:一解： －1=－1/5－1/6－1/8－1/9－1/10－1/12－1/15－1/18－1/20－1/24 二解： 1-1/2+1/2-1/3+1/3-1/4+1/4-1/5+1/5-1/6+1/6-1/7+1/7-1/8+1/8-1/9+1/ 9-1/10=1-1/10 所以： 1/2+1/6+1/12+1/20+1/30+1/42+1/56+1/72+1/90+1/10=1 即： -1/2-1/6-1/12-1/20-1/30-1/42-1/56-1/72-1/90-1/10=-1 3下诗出于清朝数学家徐子云的著作，请算出诗中有多少僧人？ 巍巍古寺在云中，不知寺内多少僧。 三百六十四只碗，看看用尽不差争。 逻辑关系方正图 反对关系：不同真可同假 下反对关系：可同真不同假 差等关系：上真下真，下假上假，其余不定 矛盾关系：一真一假 相容选言推理有两条规则： 规则1：否定一部分选言支，就要肯定另一部分选言支。 规则2：肯定一部分选言支，不能否定另一部分选言支。 根据规则，相容选言推理只有一个正确的形式，即否定肯定式：p或者q 非p ___________ 所以，q 或者 p或者q 非q ___________ 所以，p 例如： 不相容选言推理有两条规则： 规则1：否定一部分选言支，就要肯定另一部分选言支。 规则2：肯定一部分选言支，就要否定另一部分选言支。 根据规则，不相容选言推理有两个正确的形式： （1）否定肯定式 要么p，要么q 非p ___________ 所以，q （2）肯定否定式 要么p，要么q p ___________ 所以，非q 充分条件假言推理有两条规则： 规则1：肯定前件，就要肯定后件；否定前件，不能否定后件。 规则2：否定后件，就要否定前件；肯定后件，不能肯定前件。根据规则，充分条件假言推理有两个正确的形式： （1）肯定前件式 如果p，那么q p ___________ 所以，q （2）否定后件式 如果p，那么q 非q ___________ 所以，非p 例如： 必要条件假言推理有两条规则： 规则1：否定前件，就要否定后件；肯定前件，不能肯定后件。 规则2：肯定后件，就要肯定前件；否定后件，不能否定前件。根据规则，必要条件假言推理有两个正确的形式： （1）否定前件式 只有p，才q 非p ___________ 所以，非q （2）肯定后件式 高中数学演绎推理综合测试题（有答案）选修2-2 2.1.2 演绎推理 一、选择题 1．“∵四边形ABCD是矩形，四边形ABCD的对角线相等”，补充以上推理的大前提是() A．正方形都是对角线相等的四边形 B．矩形都是对角线相等的四边形 C．等腰梯形都是对角线相等的四边形 D．矩形都是对边平行且相等的四边形 [答案] B [解析]由大前提、小前提、结论三者的关系，知大前提是：矩形是对角线相等的四边形．故应选B. 2．“①一个错误的推理或者前提不成立，或者推理形式不正确，②这个错误的推理不是前提不成立，③所以这个错误的推理是推理形式不正确．”上述三段论是() A．大前提错 B．小前提错 C．结论错 D．正确的 [答案] D [解析]前提正确，推理形式及结论都正确．故应选D. 3．《论语学路》篇中说：“名不正，则言不顺；言不顺，则事 不成；事不成，则礼乐不兴；礼乐不兴，则刑罚不中；刑罚不中，则民无所措手足；所以，名不正，则民无所措手足．”上述推理用的是() A．类比推理 B．归纳推理 C．演绎推理 D．一次三段论 [答案] C [解析]这是一个复合三段论，从“名不正”推出“民无所措手足”，连续运用五次三段论，属演绎推理形式． 4．“因对数函数y＝logax(x0)是增函数(大前提)，而y＝log13x 是对数函数(小前提)，所以y＝log13x是增函数(结论)”．上面推理的错误是() A．大前提错导致结论错 B．小前提错导致结论错 C．推理形式错导致结论错 D．大前提和小前提都错导致结论错 [答案] A [解析]对数函数y＝logax不是增函数，只有当a1时，才是增函数，所以大前提是错误的． 5．推理：“①矩形是平行四边形，②三角形不是平行四边形，③所以三角形不是矩形”中的小前提是() 1.7 推 理 理 论 从假设前提利用推理规则得到其他命题，即形成结论的过程就是推理，这是研究逻辑的主要目标。 1.7.1 蕴含与论证 1．推理的含义与形式 [定义1-22] 当且仅当p →q 为永真式时，称为p 蕴含q （logical implication ），记作p q ?，或p q 。此时，称p 为前提，q 为p 的有效结论或逻辑结论，也称为q 可由p 逻辑推出。得出此逻辑关系的过程称为论证。 [辨析] 由于仅在p 为1而q 为0时公式p q →为0，可见，p q →永真意味着不可能存在前件p 为1而后件q 为0的情况，或者说，若p q ?，则只要前件p 为1，后件q 也一定为1。因此，p q ?也称为“永真蕴含” ，即p 永真蕴含q 。 [延伸] 通常，定理（theorem ）被解释为“经过受逻辑限制的证明为真的陈述”，就是指对“在一定条件成立的情况下必然产生某个（些）结论”的陈述。因此，定理证明也就是对蕴含关系的论证。当然，通常只有重要或有趣的陈述才被视为定理。 所有逻辑推理的实质就是证明p q ?，也就是证明p q →为永真式。例如，以下是一个简单的初等数学证明题目： 已知a 、b 、c 为实数，且22a b bc -=，0c ≠，则有2/(/1)a c b b c =+。 如果记 p ：22a b bc -=，q ：0c ≠，r ：2/(/1)a c b b c =+ 则上述论证要求可描述为： p q r ∧? 证明的目的就是说明：若前提p q ∧正确，则结论r 也正确，即证明p q r ∧→为永真式。 通常的逻辑推理问题都会由一组前提来推断一个逻辑结论，此时的多个前提可写成合取式12n H H H ∧∧∧ ，或写成用逗号分隔的命题序列H 1, H 2, ..., H n ，即论证要求可写作： 12n H H H C ∧∧∧? ，或12,...,n H H H C ?，，或 12n H H H C ∧∧∧ ，或12,...,,n H H H C 可见，论证A C 、A C ?或A C →是永真式都是同义的，且前提也可以用集合表示，如： 12{,..,},.n H H H C 在数学上，总是要求前提为真，从而推导出有效的结论，并不需要研究从假的前提能得到什么结论，且推理形式与前提的排列次序无关。尽管由前提A 到结论C 的推理一般记作A C ，如 推理与证明 【三年高考】 1. 【2017课标II ，文9】甲、乙、丙、丁四位同学一起去向老师询问成语竞赛的成绩，老师说，你们四人中有2位优秀，2位良好，我现在给甲看乙、丙的成绩，给乙看丙的成绩，给丁看甲的成绩，看后甲对大家说：我还是不知道我的成绩，根据以上信息，则 A.乙可以知道两人的成绩 B.丁可能知道两人的成绩 C.乙、丁可以知道对方的成绩 D.乙、丁可以知道自己的成绩 【答案】D 【解析】由甲的说法可知乙、丙一人优秀一人良好，则甲丁一人优秀一人良好，乙看到丙的结果则知道自己的结果，丁看到甲的结果则知道自己的结果，故选D. 2. 【2017北京，文14】某学习小组由学生和教师组成，人员构成同时满足以下三个条件： （ⅰ）男学生人数多于女学生人数； （ⅱ）女学生人数多于教师人数； （ⅲ）教师人数的两倍多于男学生人数． ①若教师人数为4，则女学生人数的最大值为__________． ②该小组人数的最小值为__________． 【答案】6,12 【解析】设男生数，女生数，教师数为,,a b c ，则2,,,c a b c a b c >>>∈N ，第一小问：max 846a b b >>>?=， 第二小问：min 3,635,412.c a b a b a b c =>>>?==?++= 3. 【2016高考新课标2文数】有三张卡片，分别写有1和2，1和3，2和3. 甲，乙，丙三人各取走一张卡片，甲看了乙的卡片后 说：“我与乙的卡片上相同的数字不是2”，乙看了丙的卡片后说：“我与丙的卡片上相同的数字不是1”， 丙说：“我的卡片上的数字之和不是5”，则甲的卡片上的数字是________________. 【答案】1和3 【解析】由题意分析可知甲的卡片上数字为1和3，乙的卡片上数字为2和3，丙卡片上数字为1和2. 4.【2016高考山东文数】观察下列等式： 数学初中竞赛 逻辑推理 专题训练 ．选择题 则不同的站位方法有（ ） 3．仪表板上有四个开关，每个开关只能处于开或者关状态，如果相邻的两个开关不能同时 是开的，那么所有不同的状态有（ ） 6．﹣2 和 2对应的点将数轴分成 3 段，如果数轴上任意 n 个不同的点中至少有 3 个在其中 之 一段，那么 n 的最小值是（ ） 1．某校九年级 6 名学生和 1 位老师共 7 人在毕业前合影留念 站成一行） ，若老师站在中间， A ．6种 B ． 120种 C ．240 种 D ．720 种 2．钟面上有十二个数 1， 2， 3，?， 12．将其中某些数的前面添上一个负号，使钟面上所 有数之代数和等于零，则至少要添 n 个负号，这个数 n 是（ A ．4 B ．5 C ．6 D ．7 A ．6 种 B ．7种 4．小明训练上楼梯赛跑．他每步可上 同方法共有（ ） （注：两种上楼梯的方法，只要有 A ．15 种 B ．14 种 5．如图， 2× 5 的正方形网格中， C ． 8 种 D ．9 种 2 阶或 3 阶（不上 1 阶），那么小明上 12 阶楼梯的不 1 步所踏楼梯阶数不相同，便认为是不同的上法． ） C ．13种 D ．12 种 5张 1×2的矩形纸片将网格完全覆盖，则不同的覆盖 A ．3 种 B ．5种 C ． 8 种 D ．13 种 C ．7 D ．8 A ．5 B ．6 10．如图所示，韩梅家的左右两 侧各摆了 3 盆花，韩梅每次按照以下规则往家中搬一盆花， 先 选择左侧还是右侧，然后搬该侧离家最近的，要把所有的花搬到家里，共有（ ） 种不同的搬花顺序． A ． 8 B ． 12 C ．16 D ．20 11．如图，在一块木板上均匀钉了 9颗钉子， 用细绳可以像图中那样围成三角形， 在这块木 板上，还可以围成 x 个与图中三角形全等但位置不同的三角形，则 x 的值为 （ ） 7．计算机中的堆栈是一些连续的存储单元，在每个堆栈中数据的存入、取出按照“先进后 出''的原则．如图，堆栈（ 1）的 2 个连续存储单元已依次存入数据 b ，a ，取出数据的 顺序是 a ， b ；堆栈（ 2）的 3 个连续存储单元已依次存人数据 e ， d ， c ，取出数据的顺序 则是 c ，d ，e ，现在要从这两个堆栈中取出这 5 个数据（每次取出 1 个数据），则不同顺 序的取法的种数有（ A ．5种 B ．6种 C ．10种 D ．12 种 8．用六根火柴棒搭成 4 个正三角形 （如图），现有一只虫子从点 A 出发爬行了 5 根不同的火 D ．7 条 并使每条边的两端异色， 若共有 3 种颜色可供使 用（并不要求每种颜色都用上） ，则不同的涂色方法为（ ）种． A ．6 B ． 12 C ．18 D ． 24 C ．6条 9．将四边 ABCD 的每个顶点涂上一种颜 色，最新高考-高考数学逻辑推理与证明复数框图 精品
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