高中数学人教B版 (2019)必修 第一册2.2.1 不等式及其性质课文内容ppt课件
展开1.掌握综合法、分析法证明问题的过程和推理特点,能灵活选用综合法、分析法证明简单问题.
2.了解反证法的定义,掌握反证法的推理特点.掌握反证法证明问题的一般步骤,能用反证法证明一些简单的命题.
数学家给出了“上帝不是万能的”的证明过程.证明:假设上帝是万能的,那么上帝能做任何事,就让他制造一块自己都搬不动的大石头,如果他造不出来,就说明他不是万能的,如果他造出来了,但他又搬不动,这与假设矛盾.所以,上帝不是万能的.数学家采用了哪种证明命题的方法?常见的证明方法有哪些呢?这节课我们一起来研究不等式的证明方法.
问题1 阅读下面的证明过程,证明方法有何特点?
从已知条件出发,综合利用各种结果,经过逐步推导最后得到结论的方法,在数学中通常称为 法.综合法最重要的推理形式为 ,其中p是已知或者已得出的结论,所以综合法的实质就是不断寻找 .
1.用P表示已知条件、已有的定义、定理、公理等,Q表示所要证明的结论,则综合法可用框图表示为:
2.综合法实际上是寻求使命题成立的必要条件,即由因导果.
∵c
∵c
综合法处理问题的三个步骤
(1)已知a>b,e>f,c>0.求证:f-ac
问题2 阅读下面的证明过程,证明方法有何特点?
而上式显然成立,所以结论成立.
提示 证明过程是由结论出发,逆推寻求条件.
从要证明的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直到最后,把要证明的结论归结为判定一个明显成立的条件(已知条件、公理、定理等)为止.分析法最重要的推理形式为 ,其中p是需要证明的结论,所以分析法的实质就是不断寻找结论成立的 .
1.用Q表示要证明的结论,则分析法可用框图表示为:
2.分析法实际上是寻求使结论成立的充分条件,即执果索因.3.综合法和分析法为直接证明法.
所以要证的不等式成立.
分析法证明数学命题的过程是逆向思维,即结论⇐…⇐…⇐…已知,因此,在叙述过程中,“要证”“只需证”“即证”等词语必不可少,否则会出现错误.
只需证a+b-1-ab<0,即证(a-1)(1-b)<0.因为a>1,b>1,所以a-1>0,1-b<0,即(a-1)(1-b)<0成立,所以原不等式成立.
问题3 阅读下面的证明过程,证明方法有何特点?
提示 假设结论不成立,逐步推出矛盾.
首先假设结论的否定成立,然后由此进行推理得到矛盾,最后得出假设不成立.这种得到数学结论的方法通常称为反证法,反证法是一种间接证明的方法.
1.假设结论不成立,即结论的否定成立,可将其作为条件.2.常见的主要矛盾有:与数学公理、定理、公式、定义或已被证明了的结论相矛盾;与公认的简单事实矛盾.3.反证法适宜证明存在性、唯一性、带有“至少有一个”或“至多有一个”等字样的一些数学问题.
已知x∈R,a=x2+ ,b=2-x,c=x2-x+1,试证明a,b,c至少有一个不小于1.
假设a,b,c均小于1,即a<1,b<1,c<1,则有a+b+c<3,
这与a+b+c<3矛盾,假设不成立,故a,b,c至少有一个不小于1.
反证法证明问题的一般步骤
∵x>0,y>0,∴1+y≥2x,1+x≥2y,两式相加得2+(x+y)≥2(x+y).∴x+y≤2,这与已知中x+y>2矛盾.∴假设不成立,原命题成立.
1.知识清单:三种证明方法的步骤.2.方法归纳:综合法、分析法、反证法.3.常见误区:综合法证明中不等式性质使用不当,反证法中假设不正确.
1.用反证法证明某命题时,对结论“自然数a,b,c中恰有一个偶数”正确的反设是A.自然数a,b,c中至少有两个偶数B.自然数a,b,c中至少有两个偶数或都是奇数C.自然数a,b,c都是奇数D.自然数a,b,c都是偶数
“恰有一个”否定是“至少有两个或一个也没有”,故选B.
∵35>11,∴原不等式成立.以上证明应用了A.分析法B.综合法C.分析法与综合法配合使用D.反证法
该证明方法符合分析法的定义,故选A.
3.(多选)应用反证法推出矛盾的推导过程中,可以把下列哪些作为条件使用A.结论的反设 B.已知条件C.定义、公理、定理等 D.原结论
反证法的“归谬”是反证法的核心,其含义是:从命题结论的反设(即把“反设”作为一个新的已知条件)及原命题的条件出发,引用一系列论据进行正确推理,推出与已知条件、定义、定理、公理等相矛盾的结果.
4.(多选)下列命题中,不正确的是
∵a0.
当c<0时,ac>bc⇒a∴c≠0,又c2>0,∴a5.甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中只有一位获奖.有人走访了四位歌手,甲说:“乙或丙获奖”;乙说:“甲、丙都未获奖”;丙说:“丁获奖”;丁说:“丙说的不对”.若四位歌手中只有一个人说的是真话,则获奖的歌手是______.
假设甲获奖,则甲、乙、丙都说了假话,丁说了真话,满足题意,故获奖的歌手是甲.
2.分析法又称执果索因法,若用分析法证明:“设a>b>c,且a+b+c=0,求证 ”索的因应是A.a-b>0 B.a-c>0C.(a-b)(a-c)>0 D.(a-b)(a-c)<0
⇐(a+c)2-ac<3a2⇐a2+2ac+c2-ac-3a2<0⇐-2a2+ac+c2<0⇐2a2-ac-c2>0⇐(a-c)(2a+c)>0⇐(a-c)(a-b)>0.
3.用反证法证明命题:“a,b∈N,ab可被5整除,那么a,b中至少有一个能被5整除”时,假设的内容应为A.a,b都能被5整除B.a,b都不能被5整除C.a,b不都能被5整除D.a不能被5整除
“至少有一个”的否定是“一个也没有”,即“a,b都不能被5整除”.
4.①已知p3+q3=2,证明:p+q≤2.用反证法证明时,可假设p+q≥2;②若a,b∈R,|a|+|b|<1,求证:方程x2+ax+b=0的两根的绝对值都小于1.用反证法证明时可假设方程有一根x1的绝对值大于或等于1,即假设|x1|≥1.以下结论正确的是A.①与②的假设都错误B.①的假设正确;②的假设错误C.①与②的假设都正确D.①的假设错误;②的假设正确
对于①,结论的否定是p+q>2,故①中的假设错误;对于②,其假设正确,故选D.
A.P>Q B.P=QC.P∵P>0,Q>0,∴要比较P,Q的大小关系,只需比较P2,Q2的大小关系,
∵(a+3)(a+4)=a2+7a+12>a2+7a=a(a+7).∴Q2>P2.∴P
7.给出四个条件:①b>0>a;②0>a>b;③a>0>b;④a>b>0,能推得成立的是________.
所以①②④能使它成立.
8.要使 成立,a,b应满足的条件是_____________或者____________.
∴当ab>0时,ba.
9.已知a≥b>0,求证:2a3-b3≥2ab2-a2b.
方法一 要证明2a3-b3≥2ab2-a2b成立,只需证2a3-b3-2ab2+a2b≥0,即2a(a2-b2)+b(a2-b2)≥0,即(a+b)(a-b)(2a+b)≥0.∵a≥b>0,∴a-b≥0,a+b>0,2a+b>0,∴(a+b)(a-b)(2a+b)≥0成立,∴2a3-b3≥2ab2-a2b.
方法二 ∵a≥b>0,∴a2≥b2,a2-b2≥0,2a+b>0,∴(a2-b2)(2a+b)≥0,∴2a3-b3-2ab2+a2b≥0,∴2a3-b3≥2ab2-a2b.
∴x=0,与条件x>0矛盾.
11.在“一带一路”知识测验后,甲、乙、丙三人对成绩进行预测.甲:我的成绩比乙高.乙:丙的成绩比我和甲的都高.丙:我的成绩比乙高.成绩公布后,三人成绩互不相同且只有一个人预测正确,那么三人按成绩由高到低的次序为A.甲、乙、丙 B.乙、甲、丙C.丙、乙、甲 D.甲、丙、乙
由于三人成绩互不相同且只有一个人预测正确.若甲预测正确,则乙、丙预测错误,于是三人按成绩由高到低的次序为甲、乙、丙;若甲预测错误,则甲、乙按成绩由高到低的次序为乙、甲,再假设丙预测正确,则乙、丙按成绩由高到低的次序为丙、乙,于是甲、乙、丙按成绩由高到低排序为丙、乙、甲,从而乙的预测也正确,与事实矛盾;若甲、丙预测错误,则可推出乙的预测也错误.综上所述,三人按成绩由高到低的次序为甲、乙、丙.
12.设a,b,c均为正实数,P=a+b-c,Q=b+c-a,R=c+a-b,则“PQR>0”是“P,Q,R同时大于0”的A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件
首先,若P,Q,R同时大于0,则必有PQR>0成立.其次,若PQR>0,且P,Q,R不都大于0,则必有两个为负,不妨设P<0,Q<0,即a+b-c<0,b+c-a<0,所以b<0,与b>0矛盾.故P,Q,R都大于0.所以“PQR>0”是“P,Q,R同时大于0”的充要条件.
13.用“>”或“<”填空:
∴bc-ad>0∴ad
故只需a≠b且a,b都不小于零即可.
15.设a,b是两个实数,给出下列条件:①a+b=1;②a+b=2;③a+b>2;④a2+b2>2.其中能推出“a,b中至少有一个大于1”的条件是______.(填序号)
若a=b=1,则a+b=2,故②不能推出.若a=-2,b=1,则a2+b2>2,故④不能推出.对于③,若a+b>2,则a,b中至少有一个大于1.反证法:假设a≤1且b≤1,则a+b≤2与a+b>2矛盾,因此假设不成立,故a,b中至少有一个大于1.
16.已知a,b,c是互不相等的非零实数,用反证法证明三个方程ax2+2bx+c=0,bx2+2cx+a=0,cx2+2ax+b=0中至少有一个方程有两个相异实根.
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