高考数学一轮复习 13-2 直接证明与间接证明课件 新人教A版
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高考数学一轮总复习 14.2 直接证明与间接证明教案理 新人教A 版典例精析题型一 运用综合法证明【例1】设a >0,b >0,a +b =1,求证:1a +1b +1ab ≥8. 【证明】因为a +b =1, 所以1a +1b +1ab =a +b a +a +b b +a +b ab =1+b a +1+a b +a +b ab ≥2+b a a b •+a +b (a +b 2)2=2+2+4=8,当且仅当a =b =12时等号成立. 【点拨】在用综合法证明命题时,必须首先找到正确的出发点,也就是能想到从哪里起步,我们一般的处理方法是广泛地联想已知条件所具备的各种性质,逐层推进,从已知逐渐引出结论.【变式训练1】设a ,b ,c >0,求证:a2b +b2c +c2a≥a+b +c. 【证明】因为a ,b ,c >0,根据基本不等式,有a2b +b≥2a,b2c +c≥2b,c2a+a≥2c. 三式相加:a2b +b2c +c2a+a +b +c≥2(a+b +c). 即a2b +b2c +c2a≥a+b +c. 题型二 运用分析法证明【例2】设a 、b 、c 为任意三角形三边长,I =a +b +c ,S =ab +bc +ca.求证:I2<4S.【证明】由I2=(a +b +c)2=a2+b2+c2+2(ab +bc +ac)=a2+b2+c2+2S , 故要证I2<4S ,只需证a2+b2+c2+2S <4S ,即a2+b2+c2<2S.欲证上式,只需证a2+b2+c2-2ab -2bc -2ca <0,即证(a2-a b -ac)+(b2-bc -ba)+(c2-ca -cb)<0,只需证三括号中的式子均为负值即可,即证a2<ab +ac ,b2<bc +ba ,c2<ca +cb ,即a <b +c ,b <a +c ,c <a +b ,显然成立,因为三角形任意一边小于其他两边之和.故I2<4S.【点拨】(1)应用分析法易于找到思路的起始点,可探求解题途径.(2)应用分析法证明问题时要注意:严格按分析法的语言表达;下一步是上一步的充分条件.【变式训练2】已知a >0,求证:a2+1a2-2≥a+1a -2. 【证明】要证a2+1a2-2≥a+1a-2,只要证a2+1a2+2≥a+1a + 2. 因为a >0,故只要证(a2+1a2+2)2≥(a+1a +2)2, 即a2+1a2+4a2+1a2+4≥a2+2+1a2+22(a +1a )+2, 从而只要证2a2+1a2≥2(a +1a), 只要证4(a2+1a2)≥2(a2+2+1a2),即a2+1a2≥2, 而该不等式显然成立,故原不等式成立.题型三 运用反证法证明【例3】 若x ,y 都是正实数,且x +y >2.求证:1+x y <2或1+y x<2中至少有一个成立. 【证明】假设1+x y <2和1+y x <2都不成立.则1+x y ≥2,1+y x≥2同时成立. 因为x >0且y >0,所以1+x ≥2y 且1+y≥2x,两式相加得2+x +y≥2x+2y ,所以x +y≤2,这与已知条件x +y >2相矛盾.因此1+x y <2与1+y x<2中至少有一个成立. 【点拨】一般以下题型用反证法:①当“结论”的反面比“结论”本身更简单、更具体、更明确;②否定命题,唯一性命题,存在性命题,“至多”“至少”型命题;③有的肯定形式命题,由于已知或结论涉及到无限个元素,用直接证明形式比较困难因而往往采用反证法.【变式训练3】已知下列三个方程:x2+4ax -4a +3=0;x2+(a -1)x +a2=0;x2+2ax -2a =0,若至少有一个方程有实根,求实数a 的取值范围.【解析】假设三个方程均无实根,则有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧----+--<0.)2(4)(2<0,4)1(<0,)34(4)4(2222a a a a a a由(4a)2-4(-4a +3)<0,得4a2+4a -3<0,即-32<a <12; 由(a -1)2-4a2<0,得(a +1)(3a -1)>0,即a <-1或a >13; 由(2a)2-4(-2a)<0,得a(a +2)<0,即-2<a <0.以上三部分取交集得M ={a|-32<a <-1},则三个方程至少有一个方程有实根的实数a 的取值范围为∁RM ,即{a|a ≤-32或a≥-1}. 总结提高分析法与综合法各有其优缺点:分析法是执果索因,比较容易寻求解题思路,但叙述繁琐;综合法叙述简洁,但常常思路阻塞.因此在实际解题时,需将两者结合起来运用,先用分析法寻求解题思路,再用综合法简洁地叙述解题过程.从逻辑思维的角度看,原命题“p ⇒q”与逆否命题“⌝q ⇒⌝p”是等价的,而反证法是相当于由“⌝q”推出“⌝p”成立,从而证明了原命题正确.因此在运用反证法的证明过程中要特别注意条件“ q”的推理作用.综合法与分析法在新课标中第一次成为独立的显性的课题,预测可能有显性的相关考试命题.反证法证明的关键是在正确的推理下得出矛盾,这个矛盾可以是与已知矛盾,或与假设矛盾或与定义、公理、公式事实矛盾等.。