用反证法证明几何问题
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反证法应用举例李新良反证法是数学学习中常用的一种方法,而且有很多命题只能用它去证明。
反证法在立体几何中用得最多,课本中有很多定理如直线和平面的平行判定定理、平面和平面的平行判定定理等都是采用反证法来证明的。
一. 证明两条直线是异面直线例1. 求证:分别和两条异面直线AB 和CD 同时相交的直线AC 、BD 是异面直线。
证明:如图1所示,假设AC 和BD 不是异面直线,则AC 和BD 在同一平面内。
设这个平面为α,由AC BD ⊂⊂αα,,知A 、B 、C 、D ∈α,故AB CD ⊂⊂αα,。
这与AB 和CD 是异面直线矛盾,于是假设不成立,故直线AC 和BD 是异面直线。
图1二. 证明有关“唯一性”的命题例2. 已知a 与b 是异面直线,求证:过a 且平行于b 的平面只有一个。
证明:如图2所示,假设过直线a 且平行于直线b 的平面有两个,分别为α和β。
在直线a 上取点A ,过b 和A 确定一个平面γ,且γ与α、β分别交于过点A 的直线c 、d 。
由b//α,知b//c 。
同理b//d ,故c//d 。
这与c 、d 相交于点A 矛盾,故假设不成立。
原结论成立。
图2三. 证明直线在平面内例3. 已知直线a ⊂平面α,点A ∈平面α,直线AB//a ,求证:A B ⊂α。
证明:如图3所示,假设 AB 不在平面α内。
因为A ∈α,所以AB A α=。
由于a ⊂α,从而由异面直线判定定理知AB 与a 是异面直线,这与AB//a 矛盾。
因此假设不成立,故A B ⊂α。
图3四. 证明直线与平面的位置关系例4. 求证:两条平行线中一条直线与一个平面相交,那么另一条也与这个平面相交。
已知:a b a A //,平面, α=如图4所示。
求证:直线b 和平面α必相交。
图4证明:假设b 和平面α不相交,即b b ⊂αα或//(1)若b ⊂α,因为a b a //,⊄α,所以a//α,这与a A α=相矛盾。
(2)如图5所示,如果b//α,因为a//b ,所以a 和b 确定一个平面β,显然平面α与平面β相交。
几何证明中的反证法与逆否命题几何证明是数学中的一个重要部分,它通过推理、论证和证明来得出结论。
在几何证明中,有两种常用的推理方法,即反证法和逆否命题。
本文将详细介绍和比较这两种方法,并探讨它们在几何证明中的应用。
一、反证法反证法是一种证明方法,它通过假设命题的否定,然后推导出矛盾的结论来证明原命题的正确性。
在几何证明中,反证法常常被用来证明两点、两线、两角之间的关系。
例如,我们要证明一个三角形的三条边满足某个条件,可以先假设三角形的三条边不满足该条件,然后推导出与已知事实相矛盾的结论,从而证明原命题的正确性。
反证法有时也用于证明一些定理的逆否命题。
逆否命题是指将一个命题的否定和逆命题互换的命题。
通过使用反证法,我们可以证明原命题的逆否命题的正确性。
二、逆否命题逆否命题是指将一个命题的否定和逆命题互换得到的命题。
在几何证明中,逆否命题常常被用来简化证明过程或推断结论。
逆否命题常用于证明一些条件性的命题。
例如,当我们需要证明一个线段的长度等于另一个线段的长度时,可以使用逆否命题的推导。
首先,我们假设线段的长度不相等,并推导出与已知条件矛盾的结论,从而证明原命题的正确性。
逆否命题还可以用于证明两个几何图形的相似性。
通过对几何图形的边长、角度等进行逆否命题的推导,我们可以判断出两个几何图形是否相似。
三、反证法与逆否命题的比较反证法和逆否命题都是常用的证明方法,它们在几何证明中发挥着重要的作用。
然而,它们的应用范围和推理过程有一些区别。
反证法的优点在于可以直接证明原命题的正确性,尤其适用于证明两点、两线、两角之间的关系。
但反证法的推理过程相对复杂,需要假设并推导出与已知事实相矛盾的结论。
逆否命题的优点在于可以简化证明过程或推断结论,尤其适用于证明条件性的命题和相似性的问题。
逆否命题的推理过程相对简单,只需要得到与已知条件相反的结论即可。
四、几何证明中的应用在几何证明中,反证法和逆否命题经常被用于证明定理、推断结论和解决问题。
解决几何证明问题的二十五大方法在数学的学习中,几何证明问题常常让同学们感到头疼。
但其实,只要掌握了合适的方法,这些问题也能迎刃而解。
下面就为大家介绍解决几何证明问题的二十五大方法。
方法一:综合法综合法是从已知条件出发,通过一系列的推理和运算,最终得出结论。
这是最基本也是最常用的方法之一。
比如已知一个三角形的两边和夹角,我们就可以利用余弦定理求出第三边。
方法二:分析法分析法是从结论入手,逐步寻求使结论成立的条件。
例如要证明一个四边形是平行四边形,我们先分析平行四边形的定义和判定条件,然后再看已知条件能否满足这些判定条件。
方法三:反证法先假设命题的结论不成立,然后通过推理得出矛盾,从而证明原命题成立。
比如证明“在一个三角形中,不能有两个钝角”,我们就可以假设三角形中有两个钝角,然后推出与三角形内角和定理相矛盾的结果。
方法四:同一法当一个命题的条件和结论所指的对象都唯一存在时,通过证明所作图形与已知图形重合,来证明命题成立。
方法五:数学归纳法常用于证明与自然数有关的命题。
先证明当 n 取第一个值时命题成立,然后假设当 n=k 时命题成立,证明当 n=k+1 时命题也成立。
方法六:构造法通过构造辅助图形来帮助证明。
比如构造全等三角形、相似三角形、平行四边形等。
方法七:等量代换法利用等量关系进行代换,从而简化证明过程。
方法八:割补法将不规则的图形割补成规则的图形,便于计算和证明。
方法九:面积法通过计算图形的面积来证明一些几何关系。
方法十:向量法利用向量的运算和性质来证明几何问题。
方法十一:坐标法建立坐标系,将几何问题转化为代数问题进行求解。
方法十二:比例法根据相似三角形的对应边成比例等性质来证明。
方法十三:中线加倍法在三角形中,将中线延长一倍,构造全等三角形。
方法十四:截长补短法在证明线段的和差关系时,通过截长或补短,构造全等三角形。
方法十五:旋转法将图形绕着某一点旋转一定的角度,使条件集中。
方法十六:对称法利用图形的对称性来证明。
空间几何证明题的解题方法解题方法是解决几何证明题的关键。
在空间几何的学习中,遇到证明题是常有的事情。
本文将介绍几种常见的解题方法,帮助读者更好地应对空间几何证明题。
一、归纳法归纳法是证明题中常用的方法之一。
通过观察、分析已知条件和结论之间的关系,归纳出一般规律,再用具体例子验证这一规律的正确性。
在解决证明题时,首先要对已知条件进行分析,将其归纳为几种特殊情况,并观察它们与结论之间的联系。
然后通过具体实例验证这一规律是否成立。
最后在证明中运用归纳法,将已知条件的特殊情况逐一证明,得出结论的正确性。
二、反证法反证法是一种常见的解决几何证明题的方法。
它通过假设结论不成立,利用逻辑推理和已知条件推出与已知条件相矛盾的结论,从而推翻假设,得出结论的正确性。
在运用反证法解题时,首先要根据已知条件和结论的关系提出猜测,然后假设结论不成立,推出与已知条件相矛盾的结论。
最后通过分析这一矛盾来证明猜测的正确性。
三、构造法构造法是一种通过构造特殊图形或方法来解决几何证明题的方法。
在解决证明题时,可以根据已知条件和结论的要求,通过构造特殊的图形或方法,使得所构造的图形或方法与问题的条件相符。
通过观察其性质和关系得出结论的正确性。
构造法能够将问题转化为图形或方法的可视化表现,有助于理解和解决问题。
四、相似性相似性是空间几何证明题中常用的解题方法之一。
在解决证明题时,可以通过发现几何图形的相似性质和性质之间的关系,推导出结论的正确性。
相似性可以用比例关系来表示,通过构造合适的比例关系,运用比例的性质来证明结论。
五、平行性平行性是空间几何证明题中常用的方法之一。
在解决证明题时,可以通过分析几何图形中的平行性质,用平行线的性质和平行线之间的关系来推导出结论的正确性。
在解决证明题时,可以利用平行线的性质来推导出其他线段的相等关系、角的相等关系和比例关系等。
六、共线性共线性是解决空间几何证明题的常用方法之一。
在解决证明题时,可以通过观察几何图形中的点、线、面的位置关系,分析它们是否共线,从而推导出结论的正确性。
浅谈“反证法”在高中数学的应用反证法,又称归谬法,是一种通过否定或质疑对方的论点,从而证明自己观点正确性的方法。
这种证明方法在高中数学中有着广泛的应用,下面我们就来谈谈反证法在高中数学中的应用。
反证法的原理是:如果一个命题的结论是错误的,那么这个命题的前提也必须是错误的。
这个原理基于逻辑推理的矛盾性,即如果一个命题的前提和结论之间存在矛盾,那么这个命题就是错误的。
根据这个假设,推导出与原命题的结论相矛盾的结论;说明这个矛盾的结论与原命题的结论是矛盾的,从而证明原命题的结论是正确的。
下面我们通过一个实例来说明反证法在高中数学中的应用:例题:求证:在任意三角形ABC中,至少有一个内角小于或等于60度。
证明:假设在三角形ABC中,所有内角都大于60度,即每个内角都大于60度。
根据三角形内角和定理,三角形内角和为180度,因此三角形ABC的内角和大于180度。
但是,这与三角形内角和定理相矛盾,因为三角形的内角和不可能大于180度。
因此,我们的假设是错误的,至少有一个内角小于或等于60度。
通过这个例子,我们可以看到反证法的应用范围很广,可以用来证明各种类型的命题,包括数量关系、不等式、函数性质等等。
虽然反证法在高中数学中有着广泛的应用,但是并不是所有的命题都可以使用反证法来证明。
一般来说,反证法适用于那些结论是“至多”、“至少”等形式的命题,因为这些命题的结论可以被否定。
如果命题的结论是“等于”、“不等于”等形式,那么就不适合使用反证法。
反证法是一种非常重要的数学证明方法,在高中数学中有着广泛的应用。
通过掌握反证法的原理和步骤,我们可以更好地理解和掌握数学中的各种知识点,提高自己的数学素养。
使用反证法也可以培养我们的逻辑思维能力,让我们更加严谨、准确地思考问题。
因此,我们应该认真学习反证法,并将其应用到实际生活中去。
在中学数学的学习过程中,我们经常会遇到一些看似简单但实际上需要巧妙思维才能解决的问题。
这时候,反证法就像是一把利剑,能帮助我们破解难题。
几何证明中的反证法与归纳法在几何学中,证明是一种基本的思维方式。
为了证明一个几何问题的正确性,数学家们使用了许多不同的方法。
其中,反证法和归纳法是两种常见的证明方法,它们在几何证明中发挥着重要的作用。
本文将详细介绍几何证明中的反证法和归纳法,并探讨它们在解决几何问题中的应用。
一、反证法反证法是一种常用的证明方法,它通过假设问题的对立面,推导出矛盾的结论,以此证明原命题的正确性。
在几何证明中,反证法可以用来证明很多命题,特别是与平行线和垂直线相关的命题。
例如,我们要证明两条平行线之间的夹角等于180度。
首先,我们假设这两条线之间的夹角小于180度。
然后,通过推理和几何定理,我们可以得出两条平行线之间的夹角等于180度的矛盾结论。
因此,我们可以得出结论,两条平行线之间的夹角等于180度。
通过反证法可以简洁地证明一个命题的正确性,因为它只需假设一个假设,并通过推理得出矛盾的结论。
然而,反证法并不适用于所有的几何问题,有时候需要更加直接的证明方法,比如归纳法。
二、归纳法归纳法是一种证明数学命题的常用方法,它通过从特殊情况出发,逐步推广至一般情况,以此证明一个命题的正确性。
在几何证明中,归纳法常常用于证明关于面积、周长和角度的命题。
例如,我们要证明一个三角形的内角和等于180度。
首先,我们证明一个等边三角形的内角和等于180度。
然后,我们假设一个等腰三角形的内角和等于180度。
最后,我们通过推理可以得出结论,在一个任意的三角形中,内角和也等于180度。
通过归纳法可以一步步地推导出结论,从特殊到一般,使证明过程更加具体有效。
然而,归纳法的使用有时需要构造特定的几何图形,并且证明过程可能相对复杂。
在一些情况下,我们需要结合其他证明方法,如反证法,以获得更好的证明效果。
总结:在几何证明中,反证法和归纳法是两种常见的证明方法。
反证法通过假设问题的对立面,推导出矛盾的结论,以此证明命题的正确性。
归纳法则通过从特殊到一般的推广方式,证明命题在所有情况下的正确性。
反证法在初中数学解题中的应用探讨反证法是初中数学中常用的一种证明方法,是通过假设命题不成立,推导出矛盾的结果,从而证明原命题成立。
反证法在数学证明中具有重要的作用,同时也在数学解题中有很多应用。
一、应用举例1. 直角三角形定理的证明要证明直角三角形定理,可以使用反证法。
假设三角形不是直角三角形,即三条边不能成直角,那么三条边呈现的几何形状就是一个锐角三角形和一个钝角三角形。
由于锐角三角形的每个角都小于90度,所以它的三角度数之和小于180度。
因此,它的两条短边加起来肯定小于斜边的长度,这与勾股定理不符合。
同理,对于钝角三角形,由于它的两条短边加起来肯定大于斜边的长度,也不符合勾股定理,因此可以得出结论:三角形必须为直角三角形。
2. 二次不等式当我们需要解决类似于x²+2x<3这样的不等式时,可以先假设x²+2x≥3,即假设不等式右边小于左边。
那么可以将不等式两边移项得到x²+2x-3≥0,然后可以因式分解得到(x+3)(x-1)≥0。
根据符号法可以知道方程的解集为(-∞,-3]∪[1,∞),由此可以得到原始不等式的解集为(-3,1)。
3. 对于奇偶性问题的判断对于奇偶性问题,可以使用反证法。
首先,假设一个数n为奇数,那么可以得到2n为偶数,可是,如果2n为偶数,那么n一定为偶数。
因此,我们可以得出结论:如果n是奇数,那么2n一定是偶数;反之,如果2n是偶数,那么n一定是偶数。
二、反证法的特点1. 简单实用反证法是初中数学中最为简单实用的证明方法之一。
这种证明方法可以减少证明的复杂度和时间,使证明更加简单和直观。
通过假设未知量在某种前提情况下为错误的来证明未知量的正确性。
2. 适用范围广反证法的适用范围非常广泛,可以处理大多数数学问题。
特别是在数学证明中,它通常用来证明那些难证或没有直观的结论。
在不少数学分支中,反证法是解题的重要手段。
3. 可以检验猜想的正确性使用反证法不仅可以证明一个结论,还可以证明一个猜想的错误性。
用反证法证明两直线平行同位角相等标题:反证法:揭示两条平行直线同位角相等的奥秘导语:在几何学中,两条平行直线之间是存在着一些奇妙的关系的。
本文将运用反证法证明两条平行直线的同位角是相等的,让我们一同探索这个有趣而重要的几何原理。
1. 什么是反证法?反证法是数学证明中常用的一种方法。
它通过假设待证明的命题不成立,再推导出矛盾的结论来证明原命题的正确性。
在证明两条平行直线同位角相等时,我们可以使用反证法来得出结论。
2. 两直线平行的定义在几何学中,我们说两条直线平行,当且仅当它们在同一平面内且没有交点。
记为l||m,其中l和m为两条直线。
3. 什么是同位角?同位角是指两条平行直线与一条穿越它们的直线所形成的角。
如下图所示:```———(l)———/ \/ \/_____\————(m)————```在上图中,直线l和m是平行的,直线n穿过它们,形成的4对角分别为∠1、∠2、∠3和∠4。
我们要证明的是∠1 = ∠3以及∠2 = ∠4。
4. 证明过程假设∠1 ≠ ∠3,即∠1和∠3不相等。
那么我们可以得出结论,两条直线l和n上的两个锐角之和不等于两条直线m和n上的两个锐角之和。
当一条直线与另一条直线相交时,形成的两对同位角之和为180度。
故有:∠1 + ∠2 ≠ 180° (1)∠3 + ∠4 ≠ 180° (2)由于直线n与直线l、m相交,所以∠1 + ∠2 = 180°以及∠3 + ∠4 = 180°。
由(1)和(2)的假设可知,直线n与直线m和直线l相交后的两个锐角之和与180度不相等,这与事实不符。
我们得出结论,在两条平行直线中,同位角是相等的。
即:∠1 = ∠3,∠2 = ∠45. 理解与总结通过反证法,我们证明了两条平行直线之间的同位角是相等的。
这个结论在几何学中具有广泛的应用,尤其是在解决角度相等问题时。
我们可以理解同位角相等的原理是由直线的平行性所决定的。
用反证法证明两直线平行同位角相等一、引言在几何学中,同位角是指在两条平行线被一条横截线切割所形成的相对角。
而当两条直线平行时,它们对应的同位角是相等的,这是一个基本的几何性质。
本文将以反证法的方式来证明两直线平行时同位角相等这一性质。
二、反证法的基本思路反证法是一种证明方法,通过假设某命题的否定,来推导出矛盾的结论,从而证明该命题的正确性。
在证明两直线平行时同位角相等的性质时,我们可以利用反证法来假设同位角不相等,然后推导出矛盾的结论,从而证明同位角相等的命题成立。
三、假设同位角不相等假设存在两条直线L1和L2,它们被一条横截线l所切割,形成同位角A、B、C和D。
现在我们假设同位角A和B不相等,即A≠B。
根据几何知识,我们知道如果L1和L2是平行的,那么它们对应的同位角是相等的,即A=B。
四、推导矛盾的结论现在我们根据假设进行推导,由于A≠B,那么根据对立角性质即A+B=180°,同时根据平行线性质,同位角相等即A=B=(180°-C)。
由此得到矛盾:A=B=(180°-C)。
五、结论根据上述推导过程,我们可以得出矛盾的结论,即假设同位角不相等的情况下,推导出了矛盾结论,从而证明了同位角相等的命题成立。
六、个人观点和理解通过本文的反证法证明过程,我们可以清晰地理解两直线平行时同位角相等的性质。
这一性质是几何学中的基本定理之一,也是其他定理的基础。
在解决几何问题时,能够灵活运用同位角相等的性质,对于推导结论和解题思路非常有帮助。
在学习几何学时,我们应该深入理解同位角相等的性质,并能够灵活应用到解题中。
七、总结与回顾在本文中,我们使用了反证法来证明了两直线平行时同位角相等的基本性质。
通过假设同位角不相等,然后推导出矛盾的结论,从而证明了同位角相等的命题成立。
在几何学中,反证法是一种常用的证明方法,能够帮助我们更深入地理解和应用基本几何性质。
希望本文的内容能够对您有所帮助,也能够增进对同位角相等性质的理解。
65yttrgoi用反证法证明几何专题
对于一个几何命题,当用直接证法比较困难时,则可采用间接证法,反证法就是一种间接证法,它不是直接去证明命题的结论成立,而是去证明命题结论的反面不能成立。
从而推出命题的结论必然成立,它给我们提供了一种可供选择的新的证题途径,掌握这种方法,对于提高推理论证的能力、探索新知识的能力都是非常必要的。
下面我们对反证法作一个简单介绍。
一、反证法的概念:
(又称归谬法、背理法)是一种论证方式,不直接从题设推出结论,而是从命题结论的反面出发,引出矛盾,从而证明命题成立,这样的证明方法叫做反证法。
二、反证法的基本思路:
首先假设所要证明的结论不成立,然后再在这个假定条件下进行一系列的正确逻辑推理,直至得出一个矛盾的结论来,并据此否定原先的假设,从而确认所要证明的结论成立。
这里所说的矛盾是指与题目中所给的已知条件矛盾,或是与数学中已知定理、公理和定义相矛盾,还可以是与日常生活中的事实相矛盾,甚至还可以是从两个不同角度进行推理所得出的结论之间相互矛盾(即自相矛盾)。
三、反证法的一般步骤:
(1)假设命题的结论不成立;
(2)从这个假设出发,经过推理论证得出矛盾;
(3)由矛盾判定假设不正确,从而肯定命题的结论正确。
简而言之就是“反设-归谬-结论”三步曲。
在应用反证法证题时,一定要用到“反设”,否则就不是反证法。
用反证法证题时,如果欲证明的命题的方面情况只有一种,那么只要将这种情况驳倒了就可以,这种反证法又叫“归谬法”;如果结论的方面情况有多种,那么必须将所有的反面情况一一驳倒,才能推断原结论成立,这种证法又叫“穷举法”。
归缪法
穷举法
四、适用范围
“反证法”宜用于证明否定性命题、唯一性命题、“至少”“至多”命题和某些逆命题等,一般地说“正难则反”凡是直接法很难证明的命题都可考虑用反证法。
五、反证法在平面几何中的应用
例1.已知:AB、CD是⊙O内非直径的两弦(如图1),求证AB与CD不能互相平分。
(1)
证明:假设AB与CD互相平分于点M、则由已知条件AB、CD均非⊙O直径,
可判定M不是圆心O,连结OA、OB、OM。
∵OA=OB,M是AB中点
∴OM⊥AB (等腰三角形底边上的中线垂直于底边)
同理可得:OM⊥CD,从而过点M有两条直线AB、CD都垂直于OM
这与已知的定理相矛盾。
故AB与CD不能互相平分。
例2(穷举法) 直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半。
假设 如图,在△ABC ,∠ABC=d,M 是AB 的中点。
求证 CM=AM=BM
证明:CM 与AM 的大小关系有穷举而互斥的三种:CM>AM ,CM<AM ,CM=AM
1°如CM>AM ,则CM>BM.于是,由△ACM 和△BCM 得 ∠A >∠ACM,∠B >∠BCM
相加的∠A +∠B >∠C,即2d-∠C >∠C,或∠C<d,与假设矛盾. 2° 若CM<AM,则CM<BM.仿上推出∠C>d,也与假设矛盾. 结论反面的这两款都不成立,所以结论成立;
CM=AB.证毕
例3、已知:在四边形ABCD 中,M 、N 分别是AB 、DC 的中点,且MN =
(AD +BC )。
求证:AD ∥BC
证明:假设AD
BC ,连结ABD ,并设P 是BD 的中点,再连结MP 、PN 。
在△ABD 中 ∵BM =MA ,BP =PD ∴MP
AD ,同理可证PN
BC
从而MP +PN =(AD +BC ) ①
这时,BD 的中点不在MN 上
若不然,则由MN ∥AD ,MN ∥BC ,得AD ∥BC 与假设AD BC 矛盾,于是M 、P 、N 三点不
共线。
从而MP +PN >MN ② 由①、②得
(AD +BC )>MN ,这与已知条件MN =
(AD +BC )相矛盾,故假设AD BC
不成立,所以AD ∥BC 。
例4.求证六边形都等于1的凸六边形至少有一条对角线的长不大于
3。
证明:假设存在一个边长为1的凸六边形ABCDEF ,其中每一条对角线之长均大于
3 ,
如图:作
则 那么六边形的内角和大于
这与六边形的内角和等于 °矛盾
所以命题成立。
例5 求证: 凸多边形的锐角不能多于三个。
证明:凸多边形有一个特点,
内角和=(总内角和–2)×180°
假设内角数为n ,其中锐角数为4,钝角数为n-4,
(2)
D
M
A
C
B
,
60︒〉∠∴ABM ︒
〉∠120ABM A C BM ⊥︒
=⨯︒72061202
3
≥∠∴SinABM ︒7203
,1〉==AC BC AB ΘM
F
E
B
C
则有内角和=180°×(n-2)=锐角和+钝角和
即180°×(n-2)<90×4+钝角和
即180°×(n-4)<钝角和
注意到(n-4)为钝角数,所以钝角和应该小于180°×(n-4),与上式矛盾,故不成立。
对于锐角数大于4的情况,同理可证。
例6 求证:直线与圆最多只有两个交点。
证明:假设一直线l与⊙O有三个不同的交点A、B、C,
M、N分别是弦AB、BC的中点。
∵OA=OB=OC
∴在等腰△OAB和△OBC中
OM⊥AB,ON⊥BC
从而过O点有两条直线都垂直于l,这是不可能的,故假设不能成立。
因此直线与圆最多只有两个交点。
五、在立体几何中的应用
例7 证明两条直线是异面直线
求证:分别和两条异面直线AB和CD同时相交的直线AC、BD是异面直线。
证明:假设AC和BD不是异面直线,则AC和BD在同一平面内,设这个平面为α,由,
知,故。
这与AB和CD是异面直线矛盾,于是假设不成立,故直线AC和BD是异面直线。
课后作业
1.求证:在平面上,不存在这样的凸四边形ABCD,使△ABC、△BCD、△CDA、△DAB都是锐角三角形。
2.在△ABC中,AB=AC,P是内部一点且∠APB>∠APC,求证:PB<PC。
参考答案:
1.证明:假设存在凸四边形ABCD,
使△ABC、△BCD、△CDA、△DAB都是锐角三角形。
则∠A+∠B+∠C+∠D<360°。
这与四边形ABCD中∠A+∠B+∠C+∠D=360°矛盾。
故假设不能成立,所以原命题成立
2.证明:假设PB PC,即PB>PC或PB=PC
(1)当PB>PC时(如图)
在△PBC中,可得<PCB>∠PBC
∵AB=AC
∴∠ABC=∠ACB,从而∠ABP>∠ACP①
在△BAP与△CAP中
∵AB=AC,AP=AP,PB>PC
∴∠BAP>∠CAP②
由①②和三角形内角和定理,可得∠APB<∠APC,这与已知∠APB>∠APC相矛盾。
(2)当PB=PC时,在△APB与△APC中
∵AP=AP,BP=CP,AB=AC
∴△ABP≌△ACP,∴∠APB=∠APC
这与已知∠APB>∠APC相矛盾,
由(1)(2)可知假设PB PC不成立。
故PB>PC。