高中数学新人教版B版精品教案《2.2.2 反证法》
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反证法教学设计
[学习目标]
1、知识与技能:理解反证法的概念,掌握反证法证题问题的步骤;
2、过程与方法:通过生活实例归纳反证法的概念,通过数学问题体会反证法证明问题的步骤;
3、情感、态度与价值观:通过反证法的学习,培养正难则反的逆向思维,认识反证法在数学发展中的重要作用。
[重点] 反证法的概念,一般步骤
[难点] 结合条件、假设及所学知识进行合理变形推出矛盾
[教法] 启发引导式教学法
[学法] 小组讨论合作探究法
[学习过程]
一、课题的引入及概念的形成
①活动探究
通过活动发现“任意13个同学中必有同一个月生日的同学”,启发学生思考问题的必然性,结合生活实际可以给出证明:如果任意13个同学中没有同一个月生日的同学,那月份至少有13个月,而实际只有12个月,矛盾,所以原结论正确。
②故事情境
通过“道旁李苦”的故事,引导学生用同样的方法去分析:假设李子甜的,而李树长在路边,那李子早应该被人采光了,而事实是果实累累,矛盾,所以假设错误(李子不是甜的),原结论成立(李子是苦的)。
③结合生活实际举例:应用这种方法解决问题的例子并加以说明?
通过以上例子的分析,引出课题:反证法。
让学生体会反证法,并归纳出反证法的概念:假设原命题结论不成立,即结论的反面成立,经过正确推理,得出矛盾,因此说明假设错误,从而原结论成立。
二、归纳步骤,典例讲解
结合定义和实例归纳出反证法证明问题的步骤(三步):反设,归谬,结论。
通过典例讲解,体会“反设”,“归谬”,“结论”三步在证明时的具体应用、易错点和难点。
例1:已知直线ba,和平面,如果ba,,且ba//,求证://a 分析:这是线面平行的判定定理,立体几何中的很多证明常采用反证法。
证明:假设直线a和平面有公共点,
设Aa,
ba//,
bA
在平面内,过A作直线bc//,
ca//,
cAcA,,
Aca,这与ca//矛盾,
所以假设错误,//a
反证法在数学证明中的应用很广泛,除了可以证明几何问题也可以证明代数问题。
例2、求证:2是无理数(小组合作完成证明)
分析:有理数是可以写成既约分数的数,要用数学符号语言将有理数,偶数等表达出来,在对等式进行变形推导出矛盾。
证明:假设2不是无理数,即是有理数
于是存在互质的正整数nm,,使得nm2,
从而就有nm2 ,所以222nm,所以m为偶数
于是可设km2(k是正整数),从而有 2224nk,即222kn,所以n也为偶数这与假设“nm,互质”矛盾,
所以假设错误,从而2是无理数
数学史渗透:无理数的发现——第一次数学危机
希帕索斯在求正方形的对角线时,当边长为1时,对角线的长度(2 )不能用有理数(整数或整数之比)去表示,导致了当时认识上的危机,从而产生了第一次数学危机。
后来欧多克斯和狄德金于1872年给出的无理数的解释与现代解释基本一致。
三、概念深化
通过几何代数这两个例题,应该能更好的体会用反证法证明问题的三步。
(1)反设:正确写出命题的否定。 注意常用词语的否定:
(2)归谬:在命题条件下,从假设出发,对等式或不等式进行恰当变形,结合已知定理,结论,事实等进行推理,导出矛盾。
矛盾的可能有:①与已知条件矛盾;②与假设矛盾;③与定义、定理、事实矛盾等。
(3)结论:说明假设错误,原命题结论正确。
四、课堂练习
已知000abccabcabcba,,,证明:0cba,,
证明:假设cba,,至少有一个0,
0abc,不妨设0c,0ab,0cabcab,
0)(cabcabc,0ab,0cba,与条件0cba矛盾,所以假设错误,0cba,,。
五、课堂小结
通过本节的学习,同学们体会了数学中非常重要的间接证明法,即反证法。数学中很多重要的证明就是采用反证法证明的,比如:质数有无穷多个的证明,同学们自己下来看书。
当直接证明命题结论比较困难时,常常采用反证法证明。反证法就是正难则反的思想,要体会用逆向思维去解决问题。
反证法证明问题的基本步骤是 反设 、 归谬 、 结论
(用六个字概括),希望同学能恰当地运用这种方法证明一些简单的命题。
六、布置作业
本节课后练习
板 书 设 计
词语 大于 不小于 等于 是 都是 至少1个 至多1个
否定 小于或等于 小于 不等于 不是 不都是 一个没有 至少2个
步骤: 例2、解答过程
反设
归谬