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2013届新课标高考文科数学一轮总复习课件:第44讲 间接证明与直接证明.ppt

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资源描述

1、1了解直接证明的两种基本方法分析法和综合法;了解分析法和综合法的思考过程、特点 2了解间接证明的一种基本方法反证法,了解反证法的思考过程、特点 112231 .NPQPQQQQQQQ一般的,利用已知条件和某些数学定义、定理、公理等,经过一系列的推理论证,最后推导出所要证明的结论成立,这种证明方法叫做综合法用 表示已知条件、已有的定义、定理、公理等,表示所要证明的结论,则综合法可用框图表示为:综合法11223().2QQPPPPP一般的,从要证明的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直至最后,把要证明的结论归纳为判定一个明显成立的条件 已知条件、定理、定义、公理等 这种证明的方法叫做分析法用

2、表示要证明的结论,则分析法可用框图表示为:得到一个明显成分析法立的条件 123定义:一般的,假设原命题的结论不成立,经过正确的推理,最后得出矛盾,因此说明假设错误,从而证明了原命题成立,这样的证明方法叫做反证法用反证法导出的矛盾主要有:与假设矛盾;与数学公理、定理、定义、公式或与已被证明了的结论矛盾;与公认的简单事反证法实矛盾4.QPPQ在解决问题时,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;根据结论的特点去转化条件,得到中间结论 若由可以推出 成立,就可以证明结论成立在证明一个问题时,如果不容易从条件到结论证明时,可采取分析的方法或者是间接证明的方法反证法

3、有时证明一道题需多应用法并用 1.已知函数 f(x)lg1x1x.若 f(a)b,则f(a)等于()AaBbC.1bD1b【解析】易证 f(x)lg1x1x是奇函数,所以 f(a)f(a)b.2.若 a,bR,且 ab,有下列四个式子a2ab2b2;a5b5a3b2a2b3;a2b22(ab1);abba2.其中一定成立的有()A4 个B3 个C2 个D1 个【解析】因为 a2b22a2b2(a1)2(b1)20,所以 a2b22a2b2,一定成立,均可找到反例 3.用反证法证明命题“三角形的内角中至少有一个不大于 60”时,假设正确的是()A假设三内角都不大于 60B假设三内角都大于 60C

4、假设三内角至多有一个大于 60D假设三内角至多有两个大于 60【解析】“至少有一个不大于的否定”为“都大于”4.分析法是从要证明的结论出发,逐步寻找使结论成立的()A充分条件B必要条件C充要条件D等价条件【解析】分析法是寻找结论成立的充分条件,故选 A.5.在整数集 Z 中,被 5 除所得余数为 k 的所有整数组成一个“类”,记为k,即k5nk|nZ,k0,1,2,3,4.给出如下四个结论:20111;33;Z01234;整数 a,b 属于同一“类”的充要条件是“ab0”其中,正确结论的个数为()A1B2C3D4【解析】2011540211,所以正确;35(1)23,所以不正确;Z01234,

5、正确;若整数 a,b 属于同一“类”,则 a5mk,b5nk,k0,1,2,3,4,则 ab5(mn)00,所以正确由以上,正确,故选 C.一 用综合法证明【例 1】已知点 P 是直角三角形 ABC 所在平面外的一点,O 是斜边 AB 的中点,并且 PAPBPC,求证:PO平面 ABC.【分析】要证明 PO平面 ABC,也就是要证明 PO 垂直于平面 ABC 内的两条相交直线【证明】连接 OC,OP,如图所示,因为 AB 是 RtABC 的斜边,O 是 AB 的中点,所以 OAOBOC.又因为 PAPBPC,所以POAPOBPOC,所以POAPOBPOC.因为POAPOB180,所以POAPO

6、B90,所以POC90.即 POOA,POOC,且 AOOCO,所以 PO平面 ABC.【点评】综合法证明立体几何问题,以立体几何的公理、定理、定义为基础,以递推的性质为依据进行推理论证,因此,关键是找到与要证结论相匹配的公理、定理、判定定理及其性质同时综合法必须保证前提是正确的,推理形式合乎逻辑,才能保证结论成立 已知 a,b,c 为正实数,abc1.求证:a2b2c213.素材1【证明】方法 1:a2b2c21313(3a23b23c21)133a23b23c2(abc)213(3a23b23c2a2b2c22ab2ac2bc)13(ab)2(bc)2(ca)20.所以 a2b2c213.

7、方法 2:因为(abc)2a2b2c22ab2ac2bca2b2c2a2b2a2c2b2c2,所以 3(a2b2c2)(abc)21,所以 a2b2c213.方法 3:设 a13,b13,c13.因为 abc1,所以 0.所以 a2b2c2(13)2(13)2(13)21323()2221322213.所以 a2b2c213.二用分析法证明 【例 2】已知 abc,且 abc0,求证:b2ac 3a.【分析】本例可从结果入手,执果索因,逐步推证出恒成立的条件【证明】要证 b2ac 3a,只需证 b2ac3a2,只需证 b2a(ab)0,只需证(ab)(2ab)0,只需证(ab)(ac)0.因为

8、 abc,所以 ab0,ac0,所以(ab)(ac)0,显然成立,故原不等式成立【点评】当所证命题不知从何入手时,有时可以运用分析法获得解决,特别是对于条件简单而结论复杂的题目,往往行之有效,对含有根式的证明问题要注意分析法的使用 若 a、b、c 是不全相等的正数,请用分析法证明:lgab2 lgbc2 lgca2 lgalgblgc.素材2【证明】要证 lgab2 lgbc2 lgca2 lgalgblgc成立即证 lg(ab2 bc2 ca2)lg(abc)成立,只需证明ab2 bc2 ca2 abc 成立因为ab2 ab0,bc2 bc0,ca2 ca0,所以ab2 bc2 ca2 ab

9、c0(*)成立又因为 a、b、c 是不全相等的正数所以(*)式等号不成立,所以原不等式成立三用反证法证明【例 3】若 a,b,c 均为实数,且 ax22y2,by22z3,cz22x6.求证:a,b,c 中至少有一个大于 0.【证明】假设 a,b,c 都不大于 0,即 a0,b0,c0.因为 ax22y2,by22z3,cz22x6,所以 x22y2y22z3z22x6(x1)2(y1)2(z1)2(3)0.又因为(x1)2(y1)2(z1)20,30,所以(x1)2(y1)2(z1)2(3)0.式与式矛盾,所以假设不成立,即 a,b,c 中至少有一个大于 0.【点评】(1)反证法证明问题的一

10、般步骤是:(1)反设:假设所要证明的结论不成立,也就是假设在已知条件下,存在与要证明的结论相反的情形;(2)归谬:由反设出发,结合已知条件,通过正确的逻辑推理,推得矛盾;(3)存真:由所得的矛盾断言反设不真,从而肯定原命题的正确性 求证:三条抛物线 ycx22axb,yax22bxc,ybx22cxa(a、b、c 为非零实数)中至少有一条与 x 轴有交点素材3【证明】假设三条抛物线与 x 轴均无交点,则方程 cx22axb0 的判别式 14a24bc0.同理,24b24ac0,34c24ab0,则 1234a24b24c24ab4bc4ac0,所以 2(ab)22(bc)22(ca)20,这与

11、 2(ab)22(bc)22(ca)20 相矛盾,故假设不成立所以三条抛物线中至少有一条与 x 轴有交点 备选例题(2011淮南模拟)在ABC 中,三个内角 A、B、C 的对边分别为 a、b、c,若 1ab 1bc3abc,试问:A,B,C 是否成等差数列,若不成等差数列,请说明理由;若成等差数列,请给出证明【解析】A,B,C 成等差数列,下面用综合法给出证明因 为1ab 1bc 3abc,所 以 abcababcbc 3,所以 cab abc1,所以 c(bc)a(ab)(ab)(bc),所以 b2a2c2ac.在ABC 中,由余弦定理,得 cosBa2c2b22ac ac2ac12.因为 0B180,所以 B60,所以 AC2B120,所以 A、B、C 成等差数列1综合法的特点:从“已知”看“可知”,逐步推向“未知”,其逐步推理,实际上寻找它的必要条件 2分析法的特点:从“未知”看“需知”,逐步靠拢“已知”,其逐步推理,实际上是寻找它的充分条件 3反证法的步骤:分清命题的条件和结论;作出命题结论不成立的假设;由假设出发,应用正确的推理方法,推理出矛盾的结果;否定假设,从而间接的证明结论

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