1、1.2 综合法和分析法教学过程:学生探究过程:合情推理分归纳推理和类比推理,所得的结论的正确性是要证明的,数学中的两大基本证明方法-直接证明与间接证明。若要证明下列问题:已知a,b0,求证教师活动:给出以上问题,让学生思考应该如何证明,引导学生应用不等式证明。教师最后归结证明方法。学生活动:充分讨论,思考,找出以上问题的证明方法设计意图:引导学生应用不等式证明以上问题,引出综合法的定义证明:因为,所以,因为,所以.因此, .P表示已知条件、已有的定义、定理、公理等,Q表示要证明的结论1. 综合法综合法:利用某些已经证明过的不等式(例如算术平均数与几何平均数定理)和不等式的性质推导出所要证明的不
2、等式成立,这种证明方法叫做综合法用综合法证明不等式的逻辑关系是:综合法的思维特点是:由因导果,即由已知条件出发,利用已知的数学定理、性质和公式,推出结论的一种证明方法例1、在ABC中,三个内角A,B,C的对边分别为,且A,B,C成等差数列, 成等比数列,求证ABC为等边三角形.分析:将 A , B , C 成等差数列,转化为符号语言就是2B =A + C; A , B , C为ABC的内角,这是一个隐含条件,明确表示出来是A + B + C =; a , b,c成等比数列,转化为符号语言就是此时,如果能把角和边统一起来,那么就可以进一步寻找角和边之间的关系,进而判断三角形的形状,余弦定理正好满
3、足要求于是,可以用余弦定理为工具进行证明证明:由 A, B, C成等差数列,有 2B=A + C 因为A,B,C为ABC的内角,所以A + B + C= 由 ,得B=.由a, b,c成等比数列,有.由余弦定理及,可得. 再由,得., 因此.从而A=C. 由,得A=B=C=.所以ABC为等边三角形解决数学问题时,往往要先作语言的转换,如把文字语言转换成符号语言,或把符号语言转换成图形语言等还要通过细致的分析,把其中的隐含条件明确表示出来例2、已知求证本题可以尝试使用差值比较和商值比较两种方法进行。 证明:1) 差值比较法:注意到要证的不等式关于对称,不妨设,从而原不等式得证。2)商值比较法:设
4、故原不等式得证。注:比较法是证明不等式的一种最基本、最重要的方法。用比较法证明不等式的步骤是:作差(或作商)、变形、判断符号。讨论:若题设中去掉这一限制条件,要求证的结论如何变换?2. 分析法证明数学命题时,还经常从要证的结论 Q 出发,反推回去,寻求保证 Q 成立的条件,明尸 2 成立,再去寻求尸 2 成立的充分条件尸 3 件、定理、定义、公理等)为止乞,再去寻求尸 1 成立的充分条件尸 2 ;为了证 直到找到一个明显成立的条件(已知条即使 Q 成立的充分条件尸 1 为了证明尸 1 成立,分析法:证明不等式时,有时可以从求证的不等式出发,分析使这个不等式成立的条件,把证明不等式转化为判定这些
5、条件是否具备的问题,如果能够肯定这些条件都已具备,那么就可以断定原不等式成立,这种方法叫做分析法用分析法证明不等式的逻辑关系是:分析法的思维特点是:执果索因分析法的书写格式: 要证明命题B为真, 只需要证明命题为真,从而有 这只需要证明命题为真,从而又有 这只需要证明命题A为真而已知A为真,故命题B必为真例3、求证证明:因为都是正数,所以为了证明只需证明展开得 即 因为成立,所以成立即证明了说明:分析法是“执果索因”,步步寻求上一步成立的充分条件,它与综合法是对立统一的两种方法分析法论证“若A则B”这个命题的模式是:为了证明命题B为真,这只需要证明命题B1为真,从而有这只需要证明命题B2为真,
6、从而又有这只需要证明命题A为真而已知A为真,故B必真在本例中,如果我们从“2125 ”出发,逐步倒推回去,就可以用综合法证出结论。但由于我们很难想到从“2125”入手,所以用综合法比较困难。事实上,在解决问题时,我们经常把综合法和分析法结合起来使用:根据条件的结构特点去转化结论,得到中间结论Q;根据结论的结构特点去转化条件,得到中间结论 P若由P可以推出Q成立,就可以证明结论成立下面来看一个例子例4 已知,且 求证:。分析:比较已知条件和结论,发现结论中没有出现角,因此第一步工作可以从已知条件中消去.观察已知条件的结构特点,发现其中蕴含数量关系,于是,由 2一2 得把与结论相比较,发现角相同,
7、但函数名称不同,于是尝试转化结论:统一函数名称,即把正切函数化为正(余)弦函数把结论转化为,再与比较,发现只要把中的角的余弦转化为正弦,就能达到目的证明:因为,所以将 代入,可得. 另一方面,要证即证 , 即证,即证,即证。由于上式与相同,于是问题得证。例5 证明:通过水管放水,当流速相同时,如果水管截面的周长相等,那么截面是圆的水管比截面是正方形的水管流量大分析:当水的流速相同时,水管的流量取决于水管截面面积的大小,设截面的周长为L,则周长为L的圆的半径为,截面积为;周长为L的正方形边长为,截面积为所以本题只需证明证明:设截面的周长为L,依题意,截面是圆的水管的截面面积为,截面是正方形的水管的截面面积为,所以本题只需证明为了证明上式成立,只需证明 两边同乘以正数,得因此,只需证明上式是成立的,所以这就证明了,通过水管放水,当流速相同时,如果水管截面的周长相等,那么截面是圆的水管比截面是正方形的水管流量大说明:对于较复杂的不等式,直接运用综合法往往不易入手,因此,通常用分析法探索证题途径,然后用综合法加以证明,所以分析法和综合法经常是结合在一起使用的巩固练习:第81页练习1 , 2 , 3课后作业:第84页 1,2, 3