反证法与缩放法
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《证明不等式的基本方法反证法与放缩法》
证明不等式的基本方法包括反证法和放缩法。反证法是一种常用的证明不等式的方法,它的思路是假设不等式不成立,然后通过推理推出一个矛盾的结论,从而证明原不等式的成立。放缩法是通过对不等式进行变形、放缩,将原不等式转化为一个更易证明的形式。
首先介绍反证法。对于一个要证明的不等式,我们可以假设不等式不成立,即假设存在一些满足条件的变量使得不等式不成立。然后通过对这个假设的推理,得出一个与已知条件相矛盾的结论,从而证明假设是错误的,进而证明原不等式的成立。
具体步骤如下:
1.假设不等式不成立,即假设存在一些满足条件的变量使得不等式不成立。
2.根据已知条件和假设,对变量进行推理,得出结论。
3.利用这个结论推出与已知条件矛盾的结论。
4.由此可以得出假设是错误的,从而证明原不等式的成立。
举个例子来说明反证法的应用:
对于不等式x+y>0,假设不等式不成立,即存在一些满足条件的x和y使得x+y≤0。然后我们通过推理可以得到y≤-x,即y的取值范围在x的左侧。然而,根据已知条件,对于任意的x和y,x+y的和都大于0,与假设矛盾。因此,假设错误,原不等式成立。 接下来介绍放缩法。放缩法是通过对不等式进行变形和放缩,将原不等式转化为一个更易证明的形式。放缩法的关键在于找到合适的放缩因子和放缩方法。
具体步骤如下:
1.根据不等式的特点,选择合适的放缩因子和放缩方法。
2.对不等式进行变形和放缩,将原不等式转化为一个更易证明的形式。
3.对新形式的不等式进行证明。
4.如果新形式的不等式成立,根据不等式的等价性,原不等式也成立。
举个例子来说明放缩法的应用:
对于不等式(x + y)(y + z)(z + x) ≥ 8xyz,我们可以使用放缩法进行证明。我们选择放缩因子2和放缩方法(x + y) ≥ 2√xy,可以得到(2√xy)(2√yz)(2√xz) ≥ 8xyz。化简后得到(√xy)(√yz)(√xz) ≥
【反证法与放缩法】
一、教材分析:在证明不等式的时候,在直接证明遇到困难的时候,可以利用不等式的传递性,把要证明的不等式加强为一个易证的不等式,即欲证A>B,我们可以适当的找一个中间量C作为媒介,证明A>C且C>B,从而得到A>B.我们把这种把B放大到C(或把A缩小到C)的方法称为放缩法.放缩是一种重要的变形手段,但是放缩的对象以及放缩的尺度不易掌握,技巧性较强,这关系到证明的成败,往往需要根据具体的题目经过多次的探索和试验才能成功,因此必须多练. 比较常用的方法是把分母或分子适当放大或缩小(减去或加上一个正数)使不等式简化易证。
二、教学目标:
1、知识与技能:掌握放缩法证明数列不等式的一些常见的放缩类型及其方法。
2、过程与方法:通过例题分析和练习,让学生了解放缩法证明数列中不等式的基本方法,掌握证明数列不等式的多方面技巧,从而培养学生的数学素养,提高学生的解题能力。培养学生发现、分析、解决问题的能力。
3、情感、态度与价值观:在知识的学习过程中,体验数学的科学价值和应用价值,培养学生善于观察,勇于探索的良好习惯和严谨的科学态度。
三、教学重点:会用放缩法证明问题;了解放缩法的思考过程.
四、教学难点:根据问题的特点,选择适当的证明方法.
五、教学准备
1、课时安排:1课时
2、学情分析:在不等式的证明中,放缩法是一种综合性比较强的方法,放缩法证明数列不等式是数列中的难点内容,在近几年的高考中都有所考查,放缩法灵活多变,技巧性要求比较高,这就让同学们很困惑,在掌握了数列求和的基础上,非常有必要给同学们介绍用放缩法证明数列不等式。同学们有一定的能力学习放缩法。
3、教具选择:多媒体
六、教学方法: 启发诱导 合作探究
七、教学过程
1、自主导学:
问题1.已知,0,0,0,,abccabcabcbacba为实数,
.0,0,0cba求证:
《反证法与放缩法》 讲义
一、反证法
反证法是一种间接证法。当我们要证明一个命题为真时,先假设这个命题为假,然后从这个假设出发,通过一系列正确的逻辑推理,推出一个与已知条件、定理、公理等相互矛盾的结果,从而得出假设不成立,原命题为真的结论。
反证法的一般步骤可以概括为:
1、 反设:假设所要证明的结论不成立,而设结论的反面成立。
2、 归谬:从反设和已知条件出发,通过一系列正确的逻辑推理,得出矛盾。
3、 结论:由矛盾判定反设不成立,从而肯定原命题的结论成立。
为了更好地理解反证法,我们来看几个例子。
例 1:证明根号 2 是无理数。
假设根号 2 是有理数,那么它可以表示为一个既约分数 p/q(p、q
为互质的正整数)。
即根号 2 = p/q ,两边平方得到 2 = p²/q² ,则 p² = 2q² 。
因为 2q² 是偶数,所以 p² 是偶数,从而 p 也是偶数。 设 p = 2m(m 为正整数),代入 p² = 2q² 得到 4m² = 2q² ,即
2m² = q² 。
所以 q 也是偶数,这与 p、q 互质矛盾。
因此,根号 2 是无理数。
例 2:证明在一个三角形中,不能有两个角是钝角。
假设在一个三角形中有两个角是钝角,不妨设∠A 和∠B 是钝角,即∠A>90°,∠B>90°。
那么∠A + ∠B + ∠C > 180°,这与三角形内角和为 180°矛盾。
所以在一个三角形中,不能有两个角是钝角。
反证法在数学证明中有着广泛的应用,它常常能使一些看似难以直接证明的问题变得简单明了。但在使用反证法时,需要注意正确地作出反设,以及准确地找出矛盾所在。
二、放缩法
放缩法是不等式证明中一种常用的方法。它的基本思想是:将不等式中的某些项适当放大或缩小,使不等式变得简单,从而便于证明。
放缩法的关键在于放缩的适度。如果放缩过度,可能会导致证明错误;如果放缩不足,则无法达到证明的目的。
常见的放缩技巧有:
【高中数学】高中数学知识点:反证法与放缩法
反证法的定义:
有些不等式不能用问题的已知条件直接证明。我们可以通过一种间接的方法——反证法,即通过否定原始结论——推导矛盾——来证明它们,从而达到肯定原始结论的目的。
放缩法的定义:
为了把原来的不等式扩大或缩小为可以简化的形式,更常用的方法是扩大或缩小分母,或适当地(减法或加正数)简化不等式,使其易于证明。
反证法证题的步骤:
如果a为真,则验证B为真。
共分三步:
(1) 提出与结论相反的假设;如果负数的对边是非负数,则正数的对边是非正数,即0和负数;
(2)从假设出发,经过推理,得出矛盾;(必须由假设出发进行推理否则不是反证法或证错);
(3) 从矛盾中判断假设是不正确的,因此肯定命题的结论是正确的矛盾:与现有的所有结论如定义、公理、定理、公式和性质相矛盾,甚至自相矛盾。
反证法是一种间接证明命题的基本方法。在证明一个数学命题时,如果运用直接证明法比较困难或难以证明时,可运用反证法进行证明。
收缩法的意义:
放缩法理论依据是不等式的传递性:若,a
伸缩法操作:
若求证p
一
二
<…
N ,再证恰有p
N
注:(1)只能在同一方向上缩回,不能在相反方向上缩回。
(2)不能放(缩)得太大(小),否则不会有最后的p
N