合情推理与演绎推理教学设计
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《合情推理与演绎推理》教学设计(4)
一、考情分析
从近几年的高考试题来看,归纳推理、类比推理、演绎推理等问题是高考的热点. 归纳推理、类比推理大部分在选择题或填空题中出现,为中低档题,突出“小而巧”,主要考查类比推理、归纳推理的能力.演绎推理大多出现在解答题中,为中高档题目,在知识交汇点处命题,考查学生的逻辑推理能力,以及分析问题、解决问题的能力.
二、教学目标
① 知识与技能
(1)了解合情推理的含义,能进行归纳推理和类比推理,体会并认识合情推理在数学发现中的作用.
(2)了解演绎推理的含义,理解合情推理和演绎推理的联系和差异;掌握演绎推理的“三段论”,能运用“三段论”进行一些简单的演绎推理.
② 过程与方法
(1)经历合情推理发现数学结论和规律的过程,感受数学再创造的快乐;
(2)感受并体会演绎推理的规则与过程,规范严谨地进行逻辑推理.
③ 情感态度与价值观
(1)培养学生应用数学的意识和创新精神,体验数学发现的快乐;
(2)培养学生认识数学的科学价值与人文价值,养成理性思维的习惯.
教学重点和难点
教学重点:运用归纳推理和类比推理发现数学规律,解决数学问题.
教学难点:运用合情推理发现结论和演绎推理证明结论.
教学课时:1课时
三、教法分析
根据上述考情和目标分析,贯彻启发性教学原则,体现以教师为主导,学生为主体的教学思想. 结合本班学生的实际情况和数学学习能力,尽可能让学生通过独立思考和合作交流的方式自主发现规律与结论,并探究证明方法,让学生充分体验数学发现的快乐. 必要时教师恰当引导,并及时对学生的解答进行评价.
四、教学程序
教 学 过 程 设 计
意 图
(一)知识梳理
1. 归纳推理与类比推理 2. 演绎推理与“三段论”
(二)考点整合
考点一:归纳推理
例1. (1)(2011山东理)设函数2xfxx(),观察:
12xfxfxx
21()(())fxffx34xx
32()(())fxffx78xx
43()(())fxffx1516xx
……
根据以上事实,由归纳推理可得可以推测:
当nN 且时,1()(())nnfxffx .
(2)(2012陕西理)观察下列不等式
213122
231151233
474131211222
……
照此规律,第五个...不等式为 .
(3)(2013陕西理)观察下列等式:
22123
2221263 学生在课前复习课本基础知识的基础上,系统地归纳知识点和方法.
学生仔细观察等式结构和特点,从横向和纵向两个角度结合发现规律.进一步感受高考命题规律与方向.
学生从课本熟悉的情景入手,充分利用图形,拾级而上,自主归纳推理,发现规律与结2222124310
照此规律, 第个等式可为 .
例2. 小石子中的数学问题
(1)(2009湖北理)古希腊人常用小石子在沙滩上摆成各种形状来研究数.比如:
他们研究过图1中的1,3,6,10,…,由于这些数能够表示成三角形,将其称为三角形数;类似的,称图2中的1,4,9,16,…这样的数为正方形数.下列数中既是三角形数又是正方形数的是 ( )
(2)(2012湖北文)传说古希腊毕达哥拉斯学派的数学家经常在沙滩
上画点或用小石子表示数. 他们研究过如图所示的三角形数:
将三角形数1,3,6,10,记为数列,将可被5整除的三角形数按从小到大的顺序组成一个新数列.可以推测:
(Ⅰ)是数列中的第________项;
(Ⅱ)21kb________.(用k表示)
(3)(2013湖北理)古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数.如三角形数1,3,6,10,…,第个三角形数为论,体验数学发现的快乐.体会高考源于课本,高于课本和在知识的交汇点命题的思想.
写出足够多的项,从特殊项入手,发现一般规律.同时渗透“子数列”的思想,为高等数学级数的学习做铺垫.
此题难度较大,可以小组讨论,必要时教师引导,分别从二次项和一次项系数入手纵向找规律.
学生从2111222nnnn,记第个边形数为,Nnk3k,以下列出了部分边形数中第个数的表达式:
三角形数 211,322Nnnn
正方形数 2,4Nnn
五边形数 231,522Nnnn
六边形数 2,62Nnnn
……
可以推测,Nnk的表达式,由此计算10,24N .
考点二:类比推理与演绎推理
例3.(1)(2013聊城模拟)已知命题:“若数列是等比数列,且0na,则数列12()nnnbaaanN也是等比数列”.类比这一性质,你能得到关于等差数列的一个什么性质?并证明你的结论.
(2) 在平面几何中有如下结论:正三角形的内切圆面积为,外接圆面积为,则1214SS.推广到空间可得类似的结论.已知正四面体PABC的内切球体积为,外接球体积为,则12VV( )
A. 18 B. 19 C. 164 D.
127
3. 命题“有些有理数是无限循环小数,整数是有理数,所以整数是无限循环小数”是假命题,推理错误的原因是
( ) 等比数列类比到等差数列,自主发现规律,并给予证明.
鼓励学生从二维大胆类比推理到三维,得出结论.
学生充分分析式子特点,归纳推理得出结论,然后尝试用三角恒等变换知识给予证明.
A.使用了归纳推理 B.使用了类比推理
C.使用了“三段论”,但推理形式错误
D.使用了“三段论”,但小前提错误
考点三:合情推理与证明
例4.(2012福建理)某同学在一次研究性学习中发现,以下五个式子的值都等于同一个常数.
(1)00020217cos13sin17cos13sin;
(2)00020215cos15sin15cos15sin;
(3)00020212cos18sin12cos18sin;
(4)sin2(-18°)+cos248°-sin(-18°)cos48°;
(5)sin2(-25°)+cos255°-sin(-25°)cos55°.
(I)试从上述五个式子中选择一个,求出这个常数;
(II)根据(Ⅰ)的计算结果,将该同学的发现推广为三角恒等式,并证明你的结论.
(三)小结
1.归纳推理是由部分到整体,由个别到一般的推理,在进行归纳时,要先根据已知的部分个体,把它们适当变形,使其具有统一的表现形式,便于观察发现其规律,找出它们之间的联系,从而归纳出一般结论.
2.类比推理是由特殊到特殊的推理,是两类类似的对象之间的推理,其中一个对象具有某个性质,则另一个对象也具有类似的性质.在进行类比时,要充分考虑已知对象性质的推理过程,仿照推导类比对象的性质.
3.理解演绎推理“三段论”的逻辑结构,能够应用其证明猜想的结论.
(四)布置作业
《红对勾》活页:课时作业第三十八课时.
五、方案设计说明 美籍匈牙利数学家波利亚曾说:“直观洞察和逻辑证明是感知真理的两种不同方式……直观的洞察可能远远超前于形式逻辑的证明.”新课程强调着重培养学生创新精神和实践能力,而合情推理能力的培养正是实现这一目标的重要方法.本节课从近几年的高考真题和模拟题中精心选择试题,创设问题情景,鼓励学生运用合情推理大胆猜测结论,体验数学发现的乐趣,然后用演绎推理证明.养成“观察——归纳(类比)——猜想——论证”的思维习惯.