浅谈反证法的原理及应用

反证法论文：浅谈反证法及其应用摘要:本文主要介绍了反证法及反证法的常用场合,本文把反证法的常用场合分为八点,分别是:①命题结构采取否定形式,结论反面却是肯定判断;②有关唯一性的问题;③命题结论是“至多”“至少”形式;④命题结论涉及无限集或数目不确定的对象;⑤某些起始命题。

⑥难证的逆命题;⑦命题结论的反面较结论本身具体、简单、直接证明难以下手时;⑧直接论证不习惯,不适应。

关键词:反证法反设归谬结论矛盾一、什么是反证法1589年,25岁的意大利科学家伽俐略,登上比萨斜塔,同时丢了两个不同的铁球,用实验推翻了古希腊科学家亚里士多德的“不同重量的物体从高处下落的速度与其重量成正比”的错误论断,这是众所周知的。

但你可能不知道,伽俐略还进行了如下的推理论证:假设亚里士多德的断言是正确的。

设物体a比物体b重得多,则a应比b先落地,现在把a 和b捆在一起成为物体a+b。

一方面由于a+b比a重,它应比a先落地;另一方面,由于a比b落得快,a、b一起时,b应“拉了a的后腿”,使a下落的速度减慢,所以,a+b应比a先落地,有应比a后落地,这个矛盾来源于亚里士多德的断言。

因此,亚里士多德的断言是错误的。

伽俐略的论证是有力的,逻辑性极强的,而伽俐略所用的方法,就是我们现在要介绍的反证法。

反证法是一种间接法,它是先提出一个与命题的结论相反的假设。

然后,从这个假设出发经过正确的推理,导致矛盾,从而否定相反的假设,达到肯定原命题正确的一种方法。

用反证法证明一个命题的步骤大体上可以分为三个步骤:（1）反设——假设待证结论不成立,亦即肯定待证结论的反面,并将其作为增加条件,添加到给定的题设中去。

（2）归谬——从题设和反设出发,通过推理和论证,最终推出矛盾。

（3）结论——说明待证命题结论的反面不能成立,再根据排中律（否定反面,肯定正面）,从而肯定欲证命题的结论。

二、反证法的分类按照反设所涉及到的情况的多少,反证法可以分为归谬反证法与穷举反证法。

如何利用高一数学中的反证法解题在高一数学的学习中，我们会接触到许多解题方法，反证法便是其中一种极具魅力和实用性的方法。

反证法，简单来说，就是先假设命题的结论不成立，然后通过推理导出矛盾，从而得出假设不成立，原命题成立的结论。

接下来，让我们一起深入探讨如何利用反证法来解题。

一、反证法的基本原理反证法的核心思想是“正难则反”。

当直接证明一个命题比较困难时，我们就考虑从它的反面入手。

假设原命题的结论不成立，然后基于这个假设进行一系列的推理。

如果在推理过程中出现了矛盾，比如与已知的定理、定义、公理或者题设条件相矛盾，那么就说明这个假设是错误的，从而也就证明了原命题的结论是正确的。

例如，要证明“一个三角形最多只能有一个直角”这个命题。

如果直接证明，可能会感觉无从下手。

但我们用反证法，假设一个三角形有两个或三个直角，那么三个内角之和就会大于 180 度，这与三角形内角和为 180 度的定理相矛盾，从而证明原命题成立。

二、适用反证法的常见题型1、结论为“否定性”的命题当命题的结论是“不存在”“不可能”“不是”等否定形式时，常常适合使用反证法。

比如，证明“在一个凸多边形中，不可能存在五个内角都为钝角”。

我们先假设存在这样的凸多边形，然后通过内角和的计算推出矛盾。

2、结论为“唯一性”的命题如果要证明某个对象是唯一的，直接证明可能比较复杂，此时反证法就派上用场了。

例如，证明“过直线外一点，有且只有一条直线与已知直线平行”。

假设过该点不止一条直线与已知直线平行，然后推出矛盾。

3、结论为“至多”“至少”的命题对于“至少”“至多”这类命题，反证法也是一个有效的工具。

比如，证明“一个班级中，至少有两名同学的生日在同一个月”。

假设没有两名同学的生日在同一个月，那么最多只有 12 名同学，这与班级人数通常多于 12 人相矛盾。

三、反证法的解题步骤1、反设首先，提出与原命题结论相反的假设。

需要注意的是，反设一定要全面、准确，不能遗漏任何可能的情况。

浅谈反证法的原理和应用1. 反证法的基本原理反证法（reductio ad absurdum），也称背证法，是一种常用于证明命题的方法。

它基于当我们需要证明一个命题时，我们可以假设命题的反面为真，然后通过推理和论证，最终推导出矛盾的结论。

这种矛盾的产生表明了我们最初的假设是错误的，因此我们可以推断原命题是成立的。

反证法的基本原理可以总结为以下几点： - 假设命题的反面为真。

- 通过推理和论证，从这个假设出发得出一个矛盾的结论。

- 根据矛盾的产生，可以推断命题的反面是错误的，因此原命题是成立的。

2. 反证法的应用场景反证法在数学、逻辑学以及其他科学领域都有广泛的应用。

它可以用于证明某些命题的正确性，或者在推理过程中说明某些假设的错误。

下面将介绍一些反证法的典型应用场景。

2.1. 证明存在性在一些数学问题中，我们需要证明存在某个对象，这时可以使用反证法。

假设不存在这个对象，然后通过推理得出矛盾，从而推断出这个对象是存在的。

例如，我们要证明存在一个无理数 x，使得 x 的平方等于 2。

可以假设不存在这样的无理数，而所有的数的平方都不等于 2。

然后通过数学推理，可以得出矛盾的结论，从而推断出这样的无理数存在。

2.2. 证明唯一性反证法也可以用于证明某个对象的唯一性。

假设存在两个或多个不同的对象满足某个条件，然后通过推理得出矛盾的结论，从而推断这些对象是不存在或者不唯一的。

例如，我们要证明平方根是唯一的。

可以假设存在两个不同的平方根，然后通过推理得出矛盾的结论，从而推断平方根是唯一的。

2.3. 证明等式或不等式在数学中，我们常常需要证明某个等式或不等式成立。

反证法可以用于这种情况下的证明。

假设等式或不等式不成立，然后通过推理得出矛盾的结论，从而推断等式或不等式是成立的。

例如，我们要证明若 a 和 b 是两个正实数，且 a+b=0，则 a=b=0。

可以假设 a和 b 不等于 0，然后通过推理得出矛盾的结论，从而推断 a 和 b 必须等于 0。

浅谈反证法的原理及应用反证法，又称证伪法或间接法，是一种在数学、逻辑、科学研究等领域中常用的推理方法。

它的原理是通过运用“假设与矛盾”来证明一些命题的真假。

本文将从原理及应用两个方面对反证法进行较为详细的探讨。

首先，反证法的原理是基于一种简单的思想，即“法则排中”。

法则排中指的是一种选择原则，即一些命题或假设的否定必然与命题或假设的肯定二者之一成立，不能同时不成立，也不能同时成立。

这一点在逻辑推理中是一个很重要的基础前提。

基于这个原理，反证法的步骤通常分为两步：首先，假设待证明的命题为假，或者是反证法的前提条件；然后，在假设的前提下推出矛盾的结论。

如果假设的前提推导出的结论与已知事实相矛盾，那么我们就可以推出反证法的结论：原命题一定为真。

反证法常用于排除假设，证明一些猜想或命题的正确性，及判定一些命题或猜想是恒真、恒假、或有矛盾的。

在数学中应用最为广泛，它可以用来证明存在性命题、唯一性命题、等价性命题等。

通过反证法可以帮助我们证明一些难以直接证明的问题，缩小问题的解空间，从而达到简化证明过程的目的。

其次，反证法还被广泛应用于科学研究中。

在科学研究中，我们常常面临一些复杂的问题，很难直接找到证据来证明一些假设或猜想的真实性。

这时候，反证法就可以帮助我们通过推理和逻辑来推翻一些不成立的假设，从而不断缩小问题的解空间，最终得出一些有关真实性的结论。

举个例子来说明，假设一些科学家提出了一个新的物理学理论，他认为光速可以超过光速。

为了验证这一假设，其他科学家可以采用反证法来进行证明。

首先，假设光速确实可以超过，从而推导出一系列与已有物理定律或实验证据相矛盾的结论。

如果我们得出了与实验证据相矛盾的结论，那么我们就可以推翻这个假设，证明光速不能超过光速。

反证法在科学研究中还可以用来判断一些理论的可行性。

当一个理论受到广泛质疑时，科学家可以尝试通过反证法来验证该理论。

假设该理论为真，然后推导出一些与已有实证研究相矛盾的结论。

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。

反证法在逻辑论证中的使用逻辑论证是一种通过合理的推理和论证来证明某个命题的方法。

在逻辑论证中，反证法是一种重要的推理方法，它通过假设命题的否定，推导出矛盾的结论，从而证明原命题的正确性。

本文将探讨反证法在逻辑论证中的使用。

一、反证法的基本原理反证法的基本原理是通过推理，假设命题的否定，然后从这个假设中推导出矛盾的结论，从而证明原命题的正确性。

反证法的关键在于通过推理过程中的矛盾，来推翻假设的否定。

二、反证法的使用示例为了更好地理解反证法的使用，以下举例说明：假设有一个命题：“所有的A都是B”。

我们可以通过反证法来证明这个命题的正确性。

首先，我们假设存在一个A，它不是B。

然后，我们通过推理来推导出一个矛盾的结论。

假设A不是B，那么根据命题“所有的A都是B”，我们可以推出一个新的命题：“存在一个A，它不是B”。

但是，这与我们的假设矛盾，因为我们假设了所有的A都是B，而现在却存在一个A不是B，这是一个矛盾。

因此，我们可以得出结论：所有的A都是B，即原命题成立。

三、反证法的优点和局限性反证法作为一种逻辑推理方法，具有一定的优点和局限性。

优点之一是反证法的推理过程相对简单明确，容易理解和运用。

通过假设命题的否定，推导出矛盾的结论，从而证明原命题的正确性。

其次，反证法可以用来证明某些命题的唯一性。

在一些情况下，通过反证法可以排除其他可能性，从而得出某个命题的唯一性。

然而，反证法也有一定的局限性。

首先，反证法只能证明命题的正确性，而不能证明其错误性。

其次，反证法的推理过程依赖于假设的否定，如果这个假设本身就是错误的，那么反证法就无法得出正确的结论。

四、反证法在实际生活中的应用反证法在逻辑论证中的应用不仅限于学术领域，它在实际生活中也有广泛的应用。

例如，在数学中，反证法常常用于证明某个定理的正确性。

通过假设定理的否定，然后通过推理来推导出矛盾的结论，从而证明定理的正确性。

在科学研究中，反证法也经常被用来推翻某些假设或理论。

如何理解反证法？
⼀、什么是反证法
1、定义：反证法，是⼀种论证⽅式，⾸先假设某命题不成⽴，即在原命题的条件下，结论不成⽴，然后推理论证出与定义、定理或已知条件相⽭盾，从⽽得出原假设不成⽴的结论，从反⾯得出原命题成⽴。

2、说明：反证法属于“间接证明法”⼀类，即从反⽅向来证明的⼀种证明⽅法，即：肯定题设⽽否定结论，从⽽得出⽭盾。

具体的讲，就是从反论题⼊⼿，把命题结论的否定当作条件，使之得到与条件相⽭盾，从⽽肯定命题的结论，最终使命题得到证明。

3、应⽤：反证法经常运⽤在数学中。

当论题从正⾯不容易或不能得到证明时，就需要运⽤反证法，即从下⾯证明困难时想法从其反⾯来论证。

4、解题思路：可以概括为“否定→得出⽭盾→再否定”。

即从否定结论开始，得出⽭盾，达到新的否定，可以认为反证法的基本思想就是辩证的“否定之否定”。

⼆：原理
1、反证法的证明原理是：“⼀个命题与其逆否命题同真假”的结论。

如关于“⼤于”“⼩于”“等于”的问题。

⼤于的反义：⼩于或等于。

都⼤于的反义：⾄少有⼀个不⼤于。

⼩于的反义：⼤于或等于。

都⼩于的反义：⾄少有⼀个不⼩于。

2、步骤：步骤：
1）假设命题结论不成⽴，即假设结论的反⾯成⽴。

2）从这个命题出发，经过推理证明得出⽭盾。

3）由⽭盾判断假设不成⽴，从⽽肯定命题的结论正确。

3、反证法适⽤的典型题型：
1）唯⼀性命题
2）否定性题
3）“⾄多”，“⾄少”型命题
三、实例。

浅谈反证法在中学数学中的应用反证法是一种间接法，证明定理的一种方法，先提出和定理中的结论相反的假定，然后从这个假定中得出和已知条件相矛盾的结果来，这样就否定了原来的假定而肯定了定理，也叫归谬法. 反证法是一种间接证法，它不直接证明论题“若A则B”（即A→B）为真，而是从反面去证明它的否定命题“既A且B”为假，从而肯定“若A则B”为真的证明方法.1.2 反证法的来源1.2.1 古希腊的反证法反证法,无论是逻辑上的还是数学上的，它的概念都是一致的.即是反证法是证明的一种方法.西方数学在毕达哥拉斯学派的影响下，认为万物皆数.但随着这个表征数学史第一次危机“根号2”的问题的出现，使得希腊人重新审视了自己的数学，这最终导致希腊人放弃了以数为基础的几何.1.2.2 中国古代数学的反证法在我们中国的传统数学中，本身对于演绎的证明一般就不太重视，而且中国传统逻辑学的不完备，尽管我们中国的先辈们认识到了一些逻辑规律，并且在魏晋时期就已经大兴辩难之风，但是他们大多使用的都是类似于反驳，在他为《九章算术》作注释时也多次采用了归谬论证法，墨子也使用归谬法.但是应该指出，明确的反证法的用法却是凤毛麟角，在这一点上与西方存在着差别极大，而在中国数学中，即便是刘徽这位我国古代在理论与逻辑方面都很擅长的数学大师，也只是用到了反驳(如：举反例).1.2.3 反证法的其他来源① 墨子的“归谬法”例如：“学之益也,说在诽者.”通过证明“学习无益”是假，而得到“学习有益”的命题是真.这是一个非常有意思的反证法的特例.而将其归为归谬论证欠妥切，归谬是反驳的一种方法，显然在这里是证明一个命题为真.② 刘徽的“证伪法”在我们的数学中，我们都只将证明与反驳对应为直接证明、归谬法(如反例法)与间接证明(如反证法).从这意义来说,刘徽他并没有使用过反证法，他仅仅只是在使用归谬法，只是在推翻一些假命题，即在证伪.1.3 反证法的一般步骤学习反证法应把握它的一般步骤:反设：假定所要证的结论不成立，而设结论的反面（否定命题）成立；归谬：将“反设”作条件，由此出发经过正确的推理，导出矛盾——与已知条件、已知的公理、定义、定理及明显的事实矛盾或自相矛盾.结论：因为推理正确，产生矛盾的原因在于“反设”的谬误.既然结论的反面不成立，从而肯定了结论成立.具体方法：命题r=在C下，若A则B反证：若A则￢B，证明￢B与A的矛盾例1求证 A(原论题)证明 (1)设非A真(非A为反论题)(2)如果非A，则B(B为由非A推出的论断)(3)非B(已知)(4)所以，并非非A(根据充分条件假言推理的否定后件式)(5)所以，A(非非A=A).例2如果a是大于1的整数，而所有不大于a的素数都不能整除a，则a是素数.证明假设a是合数，记a=bc (b、c∈Z，且b， c＞1)，由于a不能被大于1且不大于a的素数整除，所以b＞a，c＞a，从而bc＞a，这与假设a=bc矛盾，故a是素数.2. 反证法的适用范围究竟什么样的命题可以用反证法来证呢？当然没有绝对的标准，但证题的实践告诉我们：下面几种命题一般用反证法来证比较方便.2.1否定性命题即结论以“没有……”“不是……”“不能……”等形式出现的命题，直接证法一般不易入手，而反证法有希望成功.例3 求证：在一个三角形中，不能有两个角是钝角.已知：∠A，∠B，∠C是三角形ABC的三个内角.求证：∠A，∠B，∠C中不能有两个钝角.证明假如∠A，∠B，∠C中有两个钝角，不妨设∠A＞900,且∠B＞900，则∠A+∠B+∠C＞1800.这与“三角形内角和为1800”这一定理相矛盾. 故∠A，∠B均大于900不成立.所以一个三角形不可能有两个钝角.2.2限定式命题即结论中含有“至多”、“至少”、“不多于”或“最多”等词语的命题.例4 求证：素数有无穷多个.证明假设素数只有n个： P1、P2……Pn，取整数N=P1?P2……Pn+1，显然N不能被这几个数中的任何一个整除.因此，或者N本身就是素数（显然N不等于“P1、P2、……Pn中任何一个），或者N含有除这n个素数以外的素数r，这些都与素数只有n个的假定相矛盾，故素数个数不可能是有限的.2.3某些存在性命题例5 设x，y∈(0,1)，求证:对于a, b∈R ,必存在满足条件的x，y，使|xy - ax - by|≥31成立.证明假设对于一切x，y∈〔0 , 1〕使|xy - ax- by| ＜31恒成立，令x = 0， y = 1 ，则|b|＜31令x = 1 ， y = 0，得| a| ＜31令x = y = 1,得| 1 - a - b| ＜31.但| 1 -a - b| ≥1 - | a| - | b| ＞1 -31-31=31产生矛盾，故欲证结论正确.2.4一些不等量命题的证明如：不等式，反证法是证明它的一种重要方法，但当结论反面有无穷多种情况时，一般不宜用反证法.2.5基本命题例6. 求证：两条相交直线只有一个交点.已知：如图，直线a、b相交于点P，求证：a、b只有一个交点.证明假定a，b相交不只有一个交点P，那么a, b至少有两个交点P、Q.于是直线a是由P、Q两点确定的直线，直线b也是由P、Q两点确定的直线，即由P、Q两点确定了两条直线a，b.与已知公理“两点只确定一条直线”相矛盾，则a，b不可能有两个交点，于是两条相交直线只有一个交点.2.6整除性问题例7. 设a、b都是整数，a2+b2 能被3整除，求证：a和b都能被3整除.证明假设a、b不都能被3整除.分三种情况讨论：（1）a、b都不能被3整除，因a不能被3整除，故a2不能被3整除，同理，b2不能被3整除，所以a2+b2也不能被3整除，矛盾.（2）a能被3整除，b不能被3整除，可得a2能被3整除，b2不能被3整除，故a2+b2也不被3整除，矛盾.（3）同理可证第三种情况.由（1）（2）（3）得，原命题成立.参考文献[1]赵雄辉.证明的方法[M].湖南：湖南人民出版社.2001：85-92.[2]龙朝阳.反证法的理论基础与适用范围[J].安顺师专学报.1999（2）：40-46.[3]陈国祥.适合用反证法证明的几类问题[J].中学数学教学参考.1994（7）：22-23.[4]颜长安.反证法初探[J].数学通讯. 2001（13）：22-24.[5]高珑珑.反证法例说[J].中学数学月刊. 1997（4）：33-35.[6]徐加生.例谈正难则反的解题策略[J]. 数学教学研究.1999（4）：12-13.。