反证法与放缩法]
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《反证法和放缩法》知识清单一、反证法反证法是一种间接证明的方法。
当我们要证明一个命题成立时,如果直接证明比较困难,那就可以考虑使用反证法。
反证法的基本思路是先假设命题的结论不成立,即提出与命题结论相反的假设。
然后,从这个假设出发,通过一系列正确的逻辑推理,得出矛盾的结果。
这个矛盾可以是与已知条件矛盾、与定理或公理矛盾、或者是自相矛盾。
由于推理过程是正确的,所以产生矛盾的原因只能是假设不成立,从而证明原命题的结论是正确的。
例如,证明“在一个三角形中,至少有一个内角小于或等于60 度”。
我们先假设三角形的三个内角都大于 60 度,那么三个内角之和就会大于 180 度,这与三角形内角和定理(三角形内角和为 180 度)矛盾,所以假设不成立,原命题成立。
反证法的一般步骤可以总结为:1、提出反设:假设命题的结论不成立。
2、推出矛盾:从反设出发,通过推理得出矛盾。
3、肯定结论:由于矛盾的出现,说明反设错误,从而证明原命题的结论正确。
反证法在数学证明中有着广泛的应用,尤其是在证明一些存在性、唯一性、否定性的命题时,往往能起到意想不到的效果。
二、放缩法放缩法是不等式证明中一种常用的方法。
其基本思想是将不等式中的某些项进行放大或缩小,从而使不等式变得更加简单,易于证明。
放缩的依据通常是不等式的基本性质、已知的不等式、函数的单调性等。
比如,要证明不等式\(A < B\),我们可以先将\(A\)适当放大得到\(A' \),使得\(A' < B\)易于证明;或者将\(B\)适当缩小得到\(B' \),使得\(A < B' \)易于证明。
常见的放缩技巧有:1、舍去或加上一些项,如:\(\frac{1}{n(n + 1)}<\frac{1}{n^2}\)。
2、将分子或分母放大(或缩小),如:\(\frac{1}{n} <\frac{1}{n 1}\)(\(n > 1\))。
3、利用基本不等式进行放缩,例如:若\(a, b\)均为正数,则\(a + b \geq 2\sqrt{ab}\)。
《证明不等式的基本方法反证法与放缩法》证明不等式的基本方法包括反证法和放缩法。
反证法是一种常用的证明不等式的方法,它的思路是假设不等式不成立,然后通过推理推出一个矛盾的结论,从而证明原不等式的成立。
放缩法是通过对不等式进行变形、放缩,将原不等式转化为一个更易证明的形式。
首先介绍反证法。
对于一个要证明的不等式,我们可以假设不等式不成立,即假设存在一些满足条件的变量使得不等式不成立。
然后通过对这个假设的推理,得出一个与已知条件相矛盾的结论,从而证明假设是错误的,进而证明原不等式的成立。
具体步骤如下:1.假设不等式不成立,即假设存在一些满足条件的变量使得不等式不成立。
2.根据已知条件和假设,对变量进行推理,得出结论。
3.利用这个结论推出与已知条件矛盾的结论。
4.由此可以得出假设是错误的,从而证明原不等式的成立。
举个例子来说明反证法的应用:对于不等式x+y>0,假设不等式不成立,即存在一些满足条件的x和y使得x+y≤0。
然后我们通过推理可以得到y≤-x,即y的取值范围在x的左侧。
然而,根据已知条件,对于任意的x和y,x+y的和都大于0,与假设矛盾。
因此,假设错误,原不等式成立。
接下来介绍放缩法。
放缩法是通过对不等式进行变形和放缩,将原不等式转化为一个更易证明的形式。
放缩法的关键在于找到合适的放缩因子和放缩方法。
具体步骤如下:1.根据不等式的特点,选择合适的放缩因子和放缩方法。
2.对不等式进行变形和放缩,将原不等式转化为一个更易证明的形式。
3.对新形式的不等式进行证明。
4.如果新形式的不等式成立,根据不等式的等价性,原不等式也成立。
举个例子来说明放缩法的应用:对于不等式(x + y)(y + z)(z + x) ≥ 8xyz,我们可以使用放缩法进行证明。
我们选择放缩因子2和放缩方法(x + y) ≥ 2√xy,可以得到(2√xy)(2√yz)(2√xz) ≥ 8xyz。
化简后得到(√xy)(√yz)(√xz) ≥ xyz,即x·y·z ≥ xyz,显然成立。
《反证法和放缩法》知识清单一、反证法反证法是一种间接证明的方法。
当我们要证明一个命题成立时,如果直接证明比较困难,就可以考虑使用反证法。
反证法的基本步骤:1、提出反设:首先假设要证明的命题不成立,也就是提出与原命题相反的假设。
2、推出矛盾:从反设出发,通过一系列的推理,得出与已知条件、定理、公理或者明显事实相矛盾的结果。
3、否定反设:由于推出了矛盾,所以说明反设是错误的,从而肯定原命题成立。
例如,要证明“在一个三角形中,最多只能有一个直角”。
我们先假设在一个三角形中可以有两个直角。
那么三角形的三个内角之和就会大于 180 度,这与三角形内角和定理(三角形的内角和等于 180 度)相矛盾。
所以假设不成立,即在一个三角形中最多只能有一个直角。
反证法在数学中的应用非常广泛,尤其是在证明一些存在性、唯一性的命题时,往往能起到意想不到的效果。
反证法的关键在于能够准确地提出反设,并通过合理的推理导出矛盾。
在导出矛盾的过程中,需要对所学的数学知识有扎实的掌握和灵活的运用。
二、放缩法放缩法是一种用于证明不等式的重要方法。
放缩的基本思路是:将不等式中的某些项进行放大或缩小,使得不等式的关系更加明显,从而达到证明的目的。
常见的放缩技巧:1、舍去或加上一些项:例如,在证明不等式时,如果某些项对证明结果影响不大,可以舍去,以达到放缩的效果。
2、放大或缩小分式的分子或分母:比如,将分式的分子放大或分母缩小,从而使分式的值变大;反之,将分子缩小或分母放大,分式的值变小。
3、利用基本不等式进行放缩:常见的基本不等式如均值不等式等,可以为放缩提供依据。
例如,要证明“当 n 为正整数时,1 + 1/2 + 1/3 +… + 1/n <2”。
我们可以这样进行放缩:1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 + 1/5 + 1/6 + 1/7 + 1/8 +… + 1/n< 1 + 1/2 +(1/4 + 1/4)+(1/8 + 1/8 + 1/8 + 1/8)+… +(1/2^k + 1/2^k +… + 1/2^k)= 1 + 1/2 + 1/2 + 1/2 +… + 1/2可以发现,这样的放缩使得式子变得更加简洁,便于证明不等式。
【反证法与放缩法】一、教材分析:在证明不等式的时候,在直接证明遇到困难的时候,可以利用不等式的传递性,把要证明的不等式加强为一个易证的不等式,即欲证A>B ,我们可以适当的找一个中间量C 作为媒介,证明A>C 且C>B,从而得到A>B.我们把这种把B 放大到C(或把A 缩小到C)的方法称为放缩法.放缩是一种重要的变形手段,但是放缩的对象以及放缩的尺度不易掌握,技巧性较强,这关系到证明的成败,往往需要根据具体的题目经过多次的探索和试验才能成功,因此必须多练. 比较常用的方法是把分母或分子适当放大或缩小(减去或加上一个正数)使不等式简化易证。
二、教学目标:1、知识与技能:掌握放缩法证明数列不等式的一些常见的放缩类型及其方法。
2、过程与方法:通过例题分析和练习,让学生了解放缩法证明数列中不等式的基本方法,掌握证明数列不等式的多方面技巧,从而培养学生的数学素养,提高学生的解题能力。
培养学生发现、分析、解决问题的能力。
3、情感、态度与价值观:在知识的学习过程中,体验数学的科学价值和应用价值,培养学生善于观察,勇于探索的良好习惯和严谨的科学态度。
三、教学重点:会用放缩法证明问题;了解放缩法的思考过程.四、教学难点:根据问题的特点,选择适当的证明方法.五、教学准备1、课时安排:1课时2、学情分析:在不等式的证明中,放缩法是一种综合性比较强的方法,放缩法证明数列不等式是数列中的难点内容,在近几年的高考中都有所考查,放缩法灵活多变,技巧性要求比较高,这就让同学们很困惑,在掌握了数列求和的基础上,非常有必要给同学们介绍用放缩法证明数列不等式。
同学们有一定的能力学习放缩法。
3、教具选择:多媒体六、教学方法: 启发诱导 合作探究七、教学过程1、自主导学:问题1.已知,0,0,0,,>>++>++abc ca bc ab c b a c b a 为实数,.0,0,0>>>c b a 求证:【反思】(1)此题用的证明方法有什么特点?(2)利用反证法证明不等式,一般有下面几个步骤:第一步 分清欲证不等式所涉及到的 ;第二步 作出与所证不等式 假定;第三步 从条件和假定出发,应用正确的推理方法,推出 ;第四步 断定产生矛盾结果的原因,在于开始所作的假定不正确,于是原证不等式成立.2、合作探究(1)分组探究:复习回顾:1.直接证明的两种基本证法:综合法和分析法2.这两种基本证法的推证过程和特点:注意强调:综合法是由因导果;分析法是执果索因3、在实际解题时,两种方法如何运用? (综合分析法)(1)通常用分析法提供思路,再由综合法写过程(2)“两边凑”4.反证法: 假设命题结论的反面成立,经过正确的推理,引出矛盾,因此说明假设错误,从而间接证明原命题成立,这样的的证明方法叫反证法。
反证法与放缩法
【学习目标】
1.理解反证法在证明不等式中的作用,掌握用反证法证明不等式的方法.
2.掌握放缩法证明不等式的原理,并会用其证明不等式.
【学习重难点】
1.利用反证法、放缩法证明不等式或常规问题是本节的热点.
2.在不等式的证明中,常与数列、三角结合,将放缩法渗透其中进行考查.(难点)
自学导引
1.反证法
先假设要证的命题不成立,以此为出发点,结合已知条件,应用公理、定义、定理,性质等进行正确的推理,得到和命题的条件(或已证明的定理、性质,明显成立的事实等) 的结论,以说明假设不正确,从而证明原命题成立,我们把它称为反证法.
想一想:哪些命题或不等式适合用反证法证明?
提示存在性命题、否定性命题、唯一性命题或结论中出现“至少”、“至多”、“全都”等字词的命题或不等式.
2.放缩法
将所需证明的不等式的值适当(或)使它由繁化简,达到证明目的.如果所要证明的不等式中含有分式,把分母放大,则相应分式的值,反之,把分母缩小,则分式的值.
试一试:用放缩法证明不等式常用的方法有哪些?
基础自测
1.实数a,b,c不全为0等价于().A.a,b,c均不为0
B.a,b,c中至多有一个为0
C.a,b,c中至少有一个为0
D.a,b,c中至少有一个不为0
解析a,b,c不全为0,等价于“a,b,c中至少有一个不为0”.
答案 D
答案 B
3.否定“自然数a、b、c中恰有一个为偶数”时正确的反设
为
().
A.a、b、c都是奇数
B.a、b、c都是偶数
C.a、b、c中至少有两个偶数
D.a、b、c中至少有两个偶数或都是奇数
解析三个自然数的奇偶情况有“三偶、三奇、二偶一奇、二奇一偶”4种,而自然数a、b、c中恰有一个为偶数只包含“二奇一偶”的情况,故反面的情况有3种,只有D项符合.
答案 D
题型一反证法证明不等式
【例1】已知:a+b+c>0,ab+bc+ca>0,abc>0.
求证:a>0,b>0,c>0.
[思维启迪] 利用反证法求证.
证明假设a、b、c不全是正数,
即至少有一个小于或等于0.
又abc>0,不妨假设a<0,则bc<0.
∵b+c>-a>0,∴-a(b+c)>0.
∴a(b+c)<0,又∵bc<0,∴bc+a(b+c)<0.
即ab+bc+ca<0.
这与已知ab+bc+ca>0矛盾.
∴假设不成立.
故a>0,b>0,c>0成立.
规律方法用反证法证明不等式,其实质是从否定结论出发,通过逻辑推理,导出与已知条件或公理相矛盾的结论,从而肯定原命题成立.
规律方法(1)用放缩法证明不等式的过程中,往往采用添项“添舍”放缩、分项放缩、函数的单调性放缩、重要不等式收缩等,放缩时要注意适度,否则不能同向传递.
[思维启迪] (1)问考查由递推关系式求通项的方法;
(2)问考查放缩法证明不等式.
(1)解∵an+1=2an+1(n∈N+),∴an+1+1=2(an+1),∴数列{an+1}是以a1+1=2为首项,2为公比的等比数列.
∴an+1=2n,即an=2n-1(n∈N+).
规律方法解数列不等式综合题要注意
①数列不等式综合题难度大,内容丰富,是考察数学能力的良好载体;
②数列问题重点在数列通项上,解决问题的方法也蕴含在其中,注意考察的方式;
③注意放缩的尺度,过大过小都不能解决问题.
方法技巧用反证法证明否定性结论
【示例】已知0<x<2,0<y<2,0<z<2,求证:x(2-y),y(2
-z),z(2-x)不都大于1.
[思路分析] 由题目可获取以下主要信息:
①x,y,z范围已知;
②要证明的为否定性结论.
解答本题可用反证法加以证明.
解法一假设x(2-y)>1且y(2-z)>1且z(2-x)>1均成立,
则三式相乘有:xyz(2-x)(2-y)(2-z)>1 ①
由于0<x<2,∴0<x(2-x)=-x2+2x=-(x-1)2+1≤1.
同理:0<y(2-y)≤1,且0<z(2-z)≤1,
∴三式相乘得:0<xyz(2-x)(2-y)(2-z)≤1 ②
②与①矛盾,故假设不成立.
∴x(2-y),y(2-z),z(2-x)不都大于1.
方法点评(1)当证明的结论中含有“不是”,“不都”,“不存在”等词语时,适于应用反证法,因为此类问题的反面比较具体.
(2)用反证法证明不等式时,推出的矛盾有三种表现形式①与已知相矛盾,②与假设矛盾,
③与显然成立的事实相矛盾.。