推理证明之反证法(201911整理)
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数学推理与证明中的逆否命题和反证法总
结
数学中的逆否命题和反证法是常用的推理和证明方法。
它们在
逻辑上是等价的,可以帮助我们得到结论或证伪一个陈述。
逆否命题
逆否命题是指将一个条件陈述的逆否形式作为新的命题。
例如,对于条件陈述"如果P,则Q",其逆否命题为"如果非Q,则非P"。
逆否命题与原命题是等价的,即当原命题成立时,逆否命题也一定
成立。
逆否命题在数学推理中的应用十分广泛。
通过证明逆否命题为真,我们可以得到原命题的正确性。
这是因为逆否命题与原命题是
等价的,如果逆否命题成立,那么原命题也一定成立。
反证法
反证法是一种常用的证明方法,通过假设目标结论为假,然后推导出与已知事实矛盾的结论,从而证明目标结论为真。
反证法的基本思路是通过反设目标结论的否定形式,然后通过推理和推导,逐步得出与已知事实相矛盾的结论。
这样一来,我们就可以推断出目标结论的正确性。
反证法常用于证明一些不存在的情况或者证伪某些命题。
它是一种精巧而有效的证明方法,可以简化繁琐的证明过程。
总的来说,逆否命题和反证法是数学推理中常用的方法。
它们可以帮助我们得出结论或证伪一个命题。
在使用这些方法时,我们应该充分理解其原理和适用条件,并进行合理的推理和推导。
以上是关于数学推理与证明中逆否命题和反证法的总结。
反证法(又称背理法)是一种论证方式,他首先假设某命题不成立(即在原命题的条件下,结论不成立),然后推理出明显矛盾的结果,从而下结论说原假设不成立,原命题得证。
反证法与归谬法相似,但归谬法不仅包括推理出矛盾结果,也包括推理出不符事实的结果或显然荒谬不可信的结果。
1定义反证法常称作Reductio ad absurdum,是拉丁语中的“转化为不可能”。
2原理很多教科书中提到反证法时,只简单地讲了反证法的逻辑原理是逆否命题和原命题的真假性相同。
但是实际的操作过程还用到了另一个原理,即:原命题和原命题的否定是对立的存在:原命题为真,则原命题的否定为假;原命题为假,则原命题的否定为真。
这一点可以从集合论的角度理解。
3操作过程1)原理若原命题:p≧q为真先对原命题的结论进行否定,即写出原命题的否定:p≧非q从这个否定的结论出发,推出矛盾,即命题:非q≧p为假(即存在矛盾)从而该命题的否定为真:非q≧非p为真再利用原命题和逆否命题的真假性一致,即原命题:p≧q为真2)误区否命题与命题的否定是两个不同的概念命题的否定只针对原命题的结论进行否定。
而否命题同时否定条件和结论:原命题:p≧q否命题:非p≧非q命题的否定:p≧非q原命题与否命题的真假性没有必然联系,但原命题和原命题的否定却是对立的存在,一个为真另一个必然为假。
4解释反证法是“间接证明法”一类,是从反方向证明的证明方法,即:肯定题设而否定结论,经过推理导出矛盾,从而证明原命题。
法国数学家阿达玛(Hadamard)对反证法的实质作过概括:“若肯定定理的假设而否定其结论,就会导致矛盾”。
具体地讲,反证法就是从反论题入手,把命题结论的否定当作条件,使之得到与条件相矛盾,肯定了命题的结论,从而使命题获得了证明。
在应用反证法证题时,一定要用到“反设”,否则就不是反证法。
用反证法证题时,如果欲证明的命题的方面情况只有一种,那么只要将这种情况驳倒了就可以,这种反证法又叫“归谬法”;如果结论的方面情况有多种,那么必须将所有的反面情况一一驳倒,才能推断原结论成立,这种证法又叫“穷举法”。
反证法解释
反证法指的是一种推理方式,也称为间接证明法。
它的基本思想
是通过假设对立面的一个命题为真,推导出一系列矛盾的命题,从而
证明原命题为假。
换言之,反证法就是通过证明原命题的否定命题
(反命题)的矛盾来间接地证明原命题的真实性。
举个例子,假设我们要证明:所有的整数都是有理数。
我们可以
采用反证法:假设存在一个整数x,它不是有理数。
那么根据x不是有理数的定义,它必须是无理数。
但是,我们知道所有无理数都可以表
示为一个无限不循环小数。
这与整数的特性不符,因为整数是有限的,不可能无限不循环。
因此,我们的假设是错误的,即所有整数都是有
理数。
通过反证法,我们根据对立命题的矛盾性,证明了原命题的正确性。
这种方法在形式逻辑、数学证明以及论证中都经常被使用。