高中数学人教A版选修1-2课件:第2章 推理与证明 2.1.2
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2.1.2演绎推理教学设计整体设计教材分析《演绎推理》是高中数学中的基本思维过程,是根据一个或几个已知的判断来确定一个新的判断的思维过程,也是人们学习和生活中经常使用的思维方式,是正确进行逻辑推理必不可少的基础知识,是高考热点.演绎推理具有证明结论、整理和构建知识体系的作用,是公理体系中的基本推理方法.本节内容相对比较抽象,教学中应紧密结合已学过的生活实例和数学实例,让学生了解演绎推理的含义,并在上一节学习的基础上,了解合情推理与演绎推理之间的联系与差异,同时纠正推理过程中可能犯的典型错误,增强学生的好奇心,激发出潜在的创造力,使学生能正确应用合情推理和演绎推理去进行一些简单的推理,证明一些数学结论.课时划分1课时.教学目标1.知识与技能目标了解演绎推理的含义,了解合情推理与演绎推理之间的联系与差别,能正确地运用演绎推理,进行简单的推理.2.过程与方法目标了解和体会演绎推理在日常生活和学习中的应用,培养学生的逻辑推理能力,使学生学会观察,大胆猜想,敢于归纳、挖掘其中所包含的推理思路和思想;明确演绎推理的基本过程,提高学生的创新能力.3.情感、态度与价值观通过本节课的学习,体验推理源于实践,又应用于实践的思想,激发学生学习的兴趣,培养学生勇于探索、创新的个性品质.重点难点重点:正确地运用演绎推理进行简单的推理证明.难点:了解合情推理与演绎推理之间的联系与差别.教学过程引入新课观察与思考:新学期开始了,班里换了新的老师,他们是林老师、王老师和吴老师,三位老师分别教语文、数学、英语.已知:每个老师只教一门课;林老师上课全用汉语;英语老师是一个学生的哥哥;吴老师是一位女教师,她比数学老师活泼.问:三位老师各上什么课?活动设计:让学生带着浓厚的兴趣,先独立思考,然后小组交流.引导分析:启发学生把自己的思考过程借助于下列表格展示出来,从而解决问题.注意与学生交流.学情预测:开始学生的回答可能不全面、不准确,但在其他学生的不断补充、纠正下,会趋于准确.活动结果:林老师——数学,王老师——英语,吴老师——语文.设计意图本着“兴趣是最好的老师”的原则,结合生活中具体的实例,激发学生学习的兴趣,让学生体会“数学来源于生活”,创造和谐积极的学习气氛,体会演绎推理的现实意义.探究新知判断下列推理是合情推理吗?分析推理过程,明确它们的推理形式.(1)所有的金属都能导电,铜是金属,所以,铜能够导电.(2)一切奇数都不能被2整除,(2100+1)是奇数,所以,(2100+1)不能被2整除.(3)三角函数都是周期函数,tanα是三角函数,所以,tanα是周期函数.活动设计:学生口答,教师板书.学情预测:学生积极思考片刻,有学生举手回答且回答准确.活动结果:以上推理不是合情推理,它们的推理形式如下:(1)所有的金属都能导电,第一段铜是金属,第二段所以,铜能够导电.第三段(2)一切奇数都不能被2整除,第一段(2100+1)是奇数,第二段所以,(2100+1)不能被2整除.第三段(3)三角函数都是周期函数,第一段tanα是三角函数,第二段所以,tanα是周期函数.第三段提出问题:对于上面的三个推理,它们的推理形式有什么特点?活动设计:学生独立思考,并自由发言.学情预测:通过观察和分析,学生有足够的能力来解决上面所提问题.活动结果:上面的例子都有三段,是以一般的判断为前提,得出一些个别的、具体的判断:(1)所有的金属都能导电,大前提铜是金属,小前提所以,铜能够导电.结论(2)一切奇数都不能被2整除,大前提(2100+1)是奇数,小前提所以,(2100+1)不能被2整除.结论(3)三角函数都是周期函数,大前提tanα是三角函数,小前提所以,tanα是周期函数.结论教师:演绎推理的定义:从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,这种推理称为演绎推理.1.演绎推理是由一般到特殊的推理;2.“三段论”是演绎推理的一般模式,包括(1)大前提——已知的一般原理;(2)小前提——所研究的特殊情况;(3)结论——根据一般原理,对特殊情况做出的判断.设计意图通过对演绎推理概念的学习,体会以“三段论”模式来说明演绎推理的特点,从中概括出演绎推理的推理过程,对演绎推理是一般到特殊的推理有一个直观的认识,训练和培养学生的演绎推理能力.理解新知提出问题:在应用“三段论”进行推理的过程中,得到的推理结论一定正确吗?为什么?例如:(1)所有阔叶植物都是落叶的,葡萄树是阔叶植物,所以,葡萄树都是落叶的.(2)因为所有边长都相等的凸多边形是正多边形,而菱形是所有边长都相等的凸多边形,所以菱形是正多边形.(3)英雄难过美人关,我难过美人关,所以,我是英雄.活动设计:学生独立思考,先有学生自由发言,然后教师小结并形成新知.学情预测:学生们在积极思考,对(2)(3)两个小题的结论产生分歧,意见不统一.活动结果:(1)推理形式正确,前提正确,结论正确.(2)推理形式正确,大前提错误,结论错误.(3)推理形式错误(大、小前提没有连接起来),结论错误.教师:通过上面的学习,学生们对演绎推理和“三段论”模式都有了更深的了解,其中特别注意:(1)三段论的基本格式M—P(M是P)(大前提)S—M(S是M)(小前提)S—P(S是P)(结论)(2)三段论推理的依据,用集合的观点来理解:若集合M的所有元素都具有性质P,S 是M的一个子集,那么S中所有元素也都具有性质P.(3)在演绎推理中,只有前提和推理形式都正确,结论才是正确的.设计意图通过所举的例子,教师可以了解学生对演绎推理和三段论模式的理解程度,明确概念的内涵和外延,加深理解,及时更正学生在认识推理中产生的错误和偏差.提出问题:合情推理与演绎推理有什么区别与联系?活动设计:学生独立思考,先由学生自由发言,然后教师小结并形成新知.活动结果:设计意图通过比较合情推理与演绎推理的区别与联系,有助于学生更清晰地理解和掌握这两种推理方法,并能灵活应用.运用新知例1如图,在锐角三角形ABC 中,AD ⊥BC ,BE ⊥AC ,D ,E 是垂足,求证:AB 的中点M 到D ,E 的距离相等.思路分析:根据三段论的推理过程进行证明.证明:(1)因为有一个内角是直角的三角形是直角三角形,——大前提 在△ABC 中,AD ⊥BC ,即∠ADB =90°,——小前提 所以△ABD 是直角三角形.——结论(2)因为直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,——大前提 因为DM 是直角三角形ABD 斜边上的中线,——小前提 所以DM =12AB.——结论同理EM =12AB.所以DM =EM.点评:通过对上述问题的证明,挖掘其中包含的推理思路,使学生明确演绎推理的基本过程,突出演绎推理中的“大前提”“小前提”和“结论”.巩固练习由①正方形的对角线相等;②平行四边形的对角线相等;③正方形是平行四边形,根据“三段论”推理得出一个结论,则这个结论是( )A .正方形的对角线相等B .平行四边形的对角线相等C .正方形是平行四边形D .其他 答案:A例2证明函数f(x)=-x 2+2x 在(-∞,1)内是增函数.思路分析:证明本例所依据的大前提是:在某个区间(a ,b)内,如果f ′(x)>0,那么函数y =f(x)在这个区间内单调递增.小前提是f(x)=-x 2+2x 在(-∞,1)内有f ′(x)>0,这是证明本例的关键. 证明:f ′(x)=-2x +2,因为当x ∈(-∞,1)时,有1-x>0, 所以f ′(x)=-2x +2=2(1-x)>0,于是,根据“三段论”,可知f(x)=-x 2+2x 在(-∞,1)内是增函数.点评:通过对上述问题的证明,挖掘其中包含的推理思路,使学生明确演绎推理的基本过程,并加深对演绎推理的认识.教师:许多学生能写出证明过程,但不一定非常清楚证明的逻辑规则,因此在表述证明过程时往往显得杂乱无章,通过这两个例子的教学,应当使这种状况得到改善.变练演编(1)已知a ,b ,m 均为正实数,且b<a ,求证:b a <b +ma +m.(2)已知△ABC 的三条边分别为a ,b ,c ,则1+ <1+.思路分析:(1)中根据演绎推理的证明过程进行证明;(2)中不必证明,答案不唯一. 证明:(1)不等式两边乘以同一个正数,不等式仍成立,——大前提 b<a ,m>0,——小前提 所以mb<ma.——结论不等式两边加上同一个数,不等式仍成立,——大前提 mb<ma ,ab =ab ,——小前提所以ab +mb<ab +ma ,即b(a +m)<a(b +m).——结论 不等式两边除以同一个正数,不等式仍成立,——大前提 b(a +m)<a(b +m),a(a +m)>0,——小前提所以,b (a +m )a (a +m )<a (b +m )a (a +m ),即b a <b +m a +m .——结论(2)c 1+c <a +b 1+a +b (答案不唯一,例如a1+a <c +b 1+c +b). 点评:通过证明(1)中不等式成立,感知条件与结论的不唯一性,例如:已知a ,b ,m 均为正实数,若a<b ,求证:a b <a +mb +m.(2)中加强学生思维的灵活性、分析问题的深刻性.活动设计:学生讨论交流并回答问题,老师对不同的合理答案给予肯定,将所有发现的结论一一列举,并由学生予以评价.设计意图通过变练演编,使学生对演绎推理的认识不断加深,同时培养学生逻辑思维的严谨性. 达标检测1.下列表述正确的是( )①归纳推理是由部分到整体的推理;②归纳推理是由一般到一般的推理;③演绎推理是由一般到特殊的推理;④类比推理是由特殊到一般的推理;⑤类比推理是由特殊到特殊的推理.A .①②③B .②③④C .②④⑤D .①③⑤2.有这样一段演绎推理“有些有理数是真分数,整数是有理数,则整数是真分数”,结论显然是错误的,是因为( )A .大前提错误B .小前提错误C .推理形式错误D .非以上错误3.有一段演绎推理是这样的:“直线平行于平面,则平行于平面内的所有直线;已知直线平面α,直线平面α,直线b ∥平面α,则直线b ∥直线a ”,结论显然是错误的,这是因为( )A .大前提错误B .小前提错误C .推理形式错误D .非以上错误 答案:1.D 2.C 3.A课堂小结1.知识收获:(1)演绎推理的定义:从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,这种推理称为演绎推理.演绎推理是由一般到特殊的推理.(2)“三段论”是演绎推理的一般模式,包括大前提——已知的一般原理;小前提——所研究的特殊情况;结论——根据一般原理,对特殊情况做出的判断.2.方法收获:利用演绎推理判断进行证明的方法与步骤:①找出大前提;②找出小前提;③根据“三段论”推出结论.3.思维收获:培养和训练学生严谨缜密的逻辑思维.布置作业课本本节练习1、2、3.补充练习基础练习1.把“函数y=x2+x+1的图象是一条抛物线”恢复成三段论.2.下面说法正确的有()(1)演绎推理是由一般到特殊的推理;(2)演绎推理得到的结论一定是正确的;(3)演绎推理的一般模式是“三段论”形式;(4)演绎推理的结论的正误与大前提、小前提和推理形式有关.A.1个B.2个C.3个D.4个3.下列几种推理过程是演绎推理的是()A.5和22可以比较大小B.由平面三角形的性质,推测空间四面体的性质C.东升高中高二年级有15个班,1班有51人,2班有53人,3班有52人,由此推测各班都超过50人D.预测股票走势图4.已知△ABC,∠A=30°,∠B=60°,求证:a<b.证明:∵∠A=30°,∠B=60°,∴∠A<∠B,∴a<b,画线部分是演绎推理的()A.大前提B.小前提C.结论D.三段论5.用演绎推理法证明y=x是增函数时的大前提是______.答案:1.解:二次函数的图象是一条抛物线(大前提),函数y=x2+x+1是二次函数(小前提),所以,函数y=x2+x+1的图象是一条抛物线(结论).2.C 3.A 4.B 5.增函数的定义拓展练习6.S为△ABC所在平面外一点,SA⊥平面ABC,平面SAB⊥平面SBC.求证:AB⊥BC.证明:如图,作AE⊥SB于E.∵平面SAB⊥平面SBC,∴AE⊥平面SBC,∴AE⊥BC.又∵SA⊥平面ABC,∴SA⊥BC.∵SA∩AE=A,SA⊂平面SAB,AE⊂平面SAB,∴BC⊥平面SAB.∵AB⊂平面SAB,∴AB⊥BC.设计说明由于这节课概念性、理论性较强,一般的教学方式会使学生感到枯燥乏味,为此,激发学生的学习兴趣是上好本节课的关键.教学中始终要注意以学生为主,让学生在自我思考、相互交流中去总结概念“下定义”,去体会概念的本质属性.学生对于演绎推理和三段论的理解,需要经过一定时间的体会,先给出学生常见问题的解决步骤,结合以前所学的知识来解决问题,在教学中经常借助这些概念表达、阐述和分析问题.引导学生从日常生活中的推理问题出发,激发学生的学习兴趣,结合学生熟知的旧知识归纳新知识,同时在应用新知的过程中,将所学的知识条理化,使学生的认知结构更趋于合理.备课资料例1小王、小刘、小张参加了今年的高考,考完后在一起议论.小王说:“我肯定考上重点大学.”小刘说:“重点大学我是考不上了.”小张说:“要是不论重点不重点,我考上肯定没问题.”发榜结果表明,三人中考取重点大学、一般大学和没考上大学的各有一个,并且他们三个人的预言只有一个人是对的,另外两个人的预言都同事实恰好相反.可见() A.小王没考上,小刘考上一般大学,小张考上重点大学B.小王考上一般大学,小刘没考上,小张考上重点大学C.小王没考上,小刘考上重点大学,小张考上一般大学D.小王考上一般大学,小刘考上重点大学,小张没考上解析:根据推理知识得出结论.答案:C例2已知直线l、m,平面α、β,且l⊥α,m∥β,给出下列四个命题:(1)若α∥β,则l⊥m;(2)若l⊥m,则α∥β;(3)若α⊥β,则l∥m;(4)若l∥m,则α⊥β.其中正确命题的个数是()A.1 B.2C.3 D.4解析:根据演绎推理的定义,逐一判断结论的正误.由直线和平面、平面和平面平行和垂直的判定定理、性质定理,可知应选B.答案:B点评:以准确、完整地理解条件为基础,才能判断命题的正误.例3函数y=f(x)在(0,2)上是增函数,函数y=f(x+2)是偶函数,则f(1),f(2.5),f(3.5)的大小关系是______.解析:根据函数的性质进行判断.∵函数y=f(x)在(0,2)上是增函数,∴0<x+2<2,即-2<x<0.∴函数y=f(x+2)在(-2,0)上是增函数.又∵函数y=f(x+2)是偶函数,∴函数y=f(x+2)在(0,2)上是减函数.由图象可得f(2.5)>f(1)>f(3.5).故应填f(2.5)>f(1)>f(3.5).答案:f(2.5)>f(1)>f(3.5)点评:根据函数的基本性质,结合三段论的推理模式可得.例4已知lg2=m,计算lg0.8.分析:利用所学的推理知识解决问题.解:lga n=nlga(a>0),——大前提lg8=lg23,——小前提lg8=3lg2.——结论lg ab=lga-lgb(a>0,b>0),——大前提lg0.8=lg 810,——小前提所以lg0.8=lg8-1=3lg2-1=3m-1.——结论点评:找出三段论的大前提与小前提即可得到答案.设计者:李效三2018年5月22日星期二。