第二章推理与证明讲义
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2.1合情推理与演绎推理
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学习目标:
1.了解合情推理的含义,能利用归纳和类比进行简单的推理;
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2.了解演绎推理的含义,掌握演绎推理的基本模式,能利用“三段论”进6
行简单的推理.
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重点:用归纳和类比进行推理,做出猜想;用“三段论”证明问题.
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难点:用归纳和类比进行合情推理,做出猜想。
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学习策略:
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①合情推理、演绎推理几乎涉及数学的方方面面的知识,代表研究性命题
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的发展趋势
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②合情推理中的归纳、类比都是具有创造性的或然推理.不论是由大量的实
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例,经过分析、概括、发现规律的归纳,还是由两系统的已知属性,通过比较、14
联想而发现未知属性的类比,它们的共同点是,结论往往超出前提所控制的范15
围,所以它们是“开拓型”或“发散型”的思维方法.也正因为结论超出了前提16
的管辖范围,前提也就无力保证结论必真,所以归纳类比都是或然性推理.
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③演绎推理所得的结论完全蕴含于前提之中,所以它是“封闭型”或“收
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敛型”的思维方法.只要前提真实,逻辑形式正确,结论必然是真实的.
知识要点梳理
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知识点一:推理的概念根据一个或几个已知事实(或假设)得出一个判断,这
种思维方式叫做推理.从结构上说,推理一般由两部分组成,一部分是已知的
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事实(或假设)叫做前提,一部分是由已知推出的判断,叫做结论.
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知识点二:合情推理根据已有的事实和正确的结论(包括定义、公理、定理24
等)、实验和实践的结果、个人的经验和直觉等,经过观察、分析、比较、联想、25
归纳、类比等推测出某些结果的推理过程。其中归纳推理和类比推理是最常见26
的合情推理。
1.归纳推理
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(1)定义:由某类事物的部分对象具有某些特征,推出该类事物的全部对29
象都具有这些特征的推理,或者由个别事实概括出一般结论的推理,称为归纳推理(简称归纳)。
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(2)一般模式:部分整体,个体一般
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(3)一般步骤:
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①通过观察个别情况发现某些相同性质;
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②从已知的相同的性质中猜想出一个明确表述的一般性命题;
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③检验猜想.
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(4)归纳推理的结论可真可假
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归纳推理一般都是从观察、实验、分析特殊情况开始,提出有规律性的猜38
想;一般地,归纳的个别情况越多,就越具有代表性,推广的一般性命题就越39
可靠.由于归纳推理的前提是部分的、个别的事实,因此归纳推理的结论超出了前提所界定的范围,其前提和结论之间的联系不是必然的,而是或然的,所以
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归纳推理所得的结论不一定是正确的.
2.类比推理
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(1)定义:由两类对象具有某些类似特征和其中一类对象的某些已知特征,44
推出另一类对象也具有这些特征的推理称为类比推理(简称类比).
(2)一般模式:特殊特殊
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(3)类比的原则:可以从不同的角度选择类比对象,但类比的原则是根据47
当前问题的需要,选择恰当的类比对象.
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(4)一般步骤:
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①找出两类对象之间的相似性或一致性;
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②用一类对象的已知特征去推测另一类对象的特征,得出一个明确的命
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题(猜想);
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③检验猜想.
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(5)类比推理的结论可真可假
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类比推理中的两类对象是具有某些相似性的对象,同时又应是两类不同的55
对象;一般情况下,如果类比的相似性越多,相似的性质与推测的性质越相关,56
那么类比得出的命题就越可靠.类比结论具有或然性,所以类比推理所得的结论57
不一定是正确的。
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知识点三:演绎推理
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(1)定义:从一般性的原理出发,按照严格的逻辑法则,推出某个特殊情况下的结论的推理,叫做演绎推理. 简言之,演绎推理是由一般到特殊的推理.60
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(2)一般模式:“三段论”是演绎推理的一般模式,常用的一种格式
①大前提——已知的一般原理;
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②小前提——所研究的特殊情况;
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③结论——根据一般原理,对特殊情况作出的结论.
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(3)用集合的观点理解“三段论”
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若集合的所有元素都具有性质,是的子集,那么中所有元素都67
具有性质
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(4)演绎推理的结论一定正确
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演绎推理是一个必然性的推理,因而只要大前提、小前提及推理形式正确,70
那么结论一定是正确的,它是完全可靠的推理。
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规律方法指导
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合情推理与演绎推理的区别与联系
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(1)从推理模式看:
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①归纳推理是由特殊到一般的推理.
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②类比推理是由特殊到特殊的推理.
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③演绎推理是由一般到特殊的推理.
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(2)从推理的结论看:
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①合情推理所得的结论不一定正确,有待证明。
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②演绎推理所得的结论一定正确。
(3)总体来说,从推理的形式和推理的正确性上讲,二者有差异;从二者
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在认识事物的过程中所发挥的作用的角度考虑,它们又是紧密联系,相辅相成82
的。合情推理的结论需要演绎推理的验证,而演绎推理的内容一般是通过合情83
推理获得的;演绎推理可以验证合情推理的正确性,合情推理可以为演绎推理84
提供方向和思路.
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经典例题透析
类型一:归纳推理
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1.用推理的形式表示数列的前项和的归纳过程.
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举一反三:【变式1】用推理的形式表示等差数列1,3,5,…,(2-1),…
的前项和的归纳过程.
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【变式2】设,计算的91
值,同时归纳结果所具有的性质,并用验证猜想的结论是否正确.
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2.平面内的1条直线把平面分成2部分,2条相交直线把平面分成4 93
部分,3条相交但不共点的直线把平面分成7部分,n条彼此相交而无三条共点94
的直线,把平面分成多少部分?
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举一反三:【变式1】图(a)、(b)、(c)、(d)为四个平面图形
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(1)数一数,每个平面图各有多少个顶点?多少条边?它们将平面各分成98
了多少个区域?(2)推断一个平面图形的顶点数,边数,区域数之间的关系.
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类型二:类比推理
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3.在三角形中有下面的性质:
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(1)三角形的两边之和大于第三边;
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(2)三角形的中位线等于第三边的一半,且平行于第三边;
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(3)三角形的三条内角平分线交于一点,且这个点是三角形的内心;
(4)三角形的面积,(为三角形的三边长,为三角105
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形的内切圆半径).
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请类比写出四面体的有关性质.
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类型三:演绎推理
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4.已知:在空间四边形中,、分别为、的中点,110
用三段论证明:∥平面
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例4 变112
式2
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举一反三:【变式1】有一位同学利用三段论证明了这样一个问题:
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证明:因为所有边长都相等的凸多边形是正多边形,…………大前提
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而菱形是所有边长都相等的凸多边形,…………………………小前提
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所以菱形是正多边形.………………………………………………结论
(1)上面的推理形式正确吗?(2)推理的结论正确吗?为什么?
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【变式2】如图2-1-8所示,D,E,F分别是BC,CA,AB上的点,∠BFD= 119
∠A,DE∥BA,求证:ED=AF.
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2.2直接证明与间接证明
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目标认知
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学习目标:
1.结合已经学过的数学实例,了解直接证明的两种基本方法:综合法和分123
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析法,了解间接证明的一种基本方法:反证法;
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2.了解综合法、分析法和反证法的思考过程、特点.
重点:
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根据问题的特点,结合综合法、分析法和反证法的思考过程、特点,选择128
适当的证明方法或把不同的证明方法结合使用.
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难点:根据问题的特点,选择适当的证明方法或把不同的证明方法结合使130
用.
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学习策略分析法和综合法在证明方法中都占有重要地位,是解决数学问题132
的重要思想方法。当所证命题的结论与所给条件间联系不明确,常常采用分析133
法证明;当所证的命题与相应定义、定理、公理有直接联系时,常常采用综合134
法证明.在解决问题时,常常把分析法和综合法结合起来使用。反证法解题的实135
质是否定结论导出矛盾,从而说明原结论正确。在否定结论时,其反面要找对、找全.它适合证明“存在性问题、唯一性问题”,带有“至少有一个”或“至多136
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有一个”等字样的数学问题.
富县高级中学集体备课教案 年级:高二科目:数学授课人:授课时间:序号:第节课题第三章§1.1 归纳推理第 1 课时 教学目标1、掌握归纳推理的技巧,并能运用解决实际问题。 2、通过“自主、合作与探究”实现“一切以学生为中心”的理念。 3、感受数学的人文价值,提高学生的学习兴趣,使其体会到数学学习的美感。 重点归纳推理及方法的总结中心 发言 人王晓君 难点归纳推理的含义及其具体应用 教具课型新授课课时 安排 1课 时 教法讲练结合学法归纳总结个人主页 教学过程 教一、原理初探 ①引入:“阿基米德曾对国王说,给我一个支点,我将撬起整个地球!” ②提问:大家认为可能吗?他为何敢夸下如此海口?理由何在? ③探究:他是怎么发现“杠杆原理”的? 正是基于这两个发现,阿基米德大胆地猜想,然后小心求证,终于发现了伟大的“杠杆原理”。 ④思考:整个过程对你有什么启发? ⑤启发:在教师的引导下归纳出:“科学离不开生活,离不开观察,也离不开猜想和证明”。 二、新课学习 1、哥德巴赫猜想 哥德巴赫在教学中发现,每个不小于6的偶数都是两个素数(只能被和它本身整除的数)之和。如6=3+3,12=5+7等等。公元1742年6月7日哥德巴赫(Goldbach)写信给当时的大数学家欧拉(Euler),提出了以下的猜想: (a) 任何一个≥6之偶数,都可以表示成两个奇质数之和。 (b) 任何一个≥9之奇数,都可以表示成三个奇质数之和。这就是着名的哥德巴赫猜想200年过去了,没有人证明它。哥德巴赫猜想由此成为数学皇冠上一颗可望不可及的“明珠”。到了20世纪20年代,才有人开始向它靠近。1920年、挪威数学家布爵用一种古老的筛选法观察猜想证明 归纳推理的发展过程
推理与证明 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
第3讲推理与证明 【知识要点】 1.归纳推理:由某类事物的部分对象具有某些特征,推出该类事物的全部对象都具有这些特征的推理,或由个别事实概括出一般结论的推理 2.类比推理是从特殊到特殊的推理,是寻找事物之间的共同或相似性质。类比的性质相似性越多,相似的性质与推测的性质之间的关系就越相关,从而类比得出的结论就越可靠。3.类比推理的一般步骤: ①找出两类事物之间的相似性或者一致性。 ②用一类事物的性质去推测另一类事物的性质,得出一个明确的命题(猜想) 【典型例题】 1、(2011江西)观察下列各式:72=49,73=343,74=2401,…,则72011的末两位数字为 () A、01 B、43 C、07 D、49 2、(2011江西)观察下列各式:55=3125,56=15625,57=78125,…,则52011的末四位数字为() A、3125 B、5625 C、0625 D、8125 3、(2010临颍县)平面内平行于同一条直线的两条直线平行,由此类比思维,我们可以得到() A、空间中平行于同一平面的两个平面平行 B、空间中平行于同一条直线的两条直线平行 C、空间中平行于同一条平面的两条直线平行 D、空间中平行于同一条直线的两个平面平行
4、(2007广东)设S是至少含有两个元素的集合,在S上定义了一个二元运算“*”(即对任意的a,b∈S,对于有序元素对(a,b),在S中有唯一确定的元素与之对应)有a* (b*a)=b,则对任意的a,b∈S,下列等式中不恒成立的是() A、(a*b)*a=a B、[a*(b*a)]*(a*b)=a C、b*(b*b)=b D、(a*b)*[b*(a*b)]=b 5、(2007广东)如图是某汽车维修公司的维修点环形分布图.公司在 年初分配给A,B,C,D四个维修点某种配件各50件.在使用前发 现需将A,B,C,D四个维修点的这批配件分别调整为40,45, 54,61件,但调整只能在相邻维修点之间进行,那么要完成上述调 整,最少的调动件次(n件配件从一个维修点调整到相邻维修点的调动件次为n)为() A、15 B、16 C、17 D、18 6、(2006陕西)为确保信息安全,信息需加密传输,发送方由明文→密文(加密),接收方由密文→明文(解密),已知加密规则为:明文a,b,c,d对应密文a+2b,2b+c,2c+3d,4d,例如,明文1,2,3, 4对应密文5,7,18,16.当接收方收到密文14,9,23,28时,则解密得到的明文为() A、4,6,1,7 B、7,6,1,4 C、6,4,1,7 D、1,6,4,7 7、(2006山东)定义集合运算:A⊙B={z︳z=xy(x+y),x∈A,y∈B},设集合A={0, 1},B={2,3},则集合A⊙B的所有元素之和为() A、0 B、6 C、12 D、18 8、(2006辽宁)设⊕是R上的一个运算,A是V的非空子集,若对任意a,b∈A,有a⊕b ∈A,则称A对运算⊕封闭.下列数集对加法、减法、乘法和除法(除数不等于零)四则运算都封闭的是()
第三讲 推理与证明 (推荐时间:50分钟) 一、选择题 1.下列四个图形中,着色三角形的个数依次构成一个数列的前4项,则这个数列的一个通项 公式为 ( ) A .a n =3 n -1 B .a n =3n C .a n =3n -2n D .a n =3n -1+2n -3 2.已知22-4+66-4=2,55-4+33-4=2,77-4+11-4=2,1010-4+-2 -2-4 =2,依照以上各 式的规律,得到一般性的等式为 ( ) A.n n -4+8-n 8-n -4 =2 B.n +1n +1-4+n +1+5n +1-4=2 C.n n -4+n +4n +1-4 =2 D.n +1n +1-4+n +5n +5-4 =2 3. “因为指数函数y =a x 是增函数(大前提),而y = ??? ?13x 是指数函数(小前提),所以函数y = ??? ?13x 是增函数(结论)”,上面推理的错误在于 ( ) A .大前提错误导致结论错 B .小前提错误导致结论错 C .推理形式错误导致结论错 D .大前提和小前提错误导致结论错 4.由代数式的乘法法则类比推导向量的数量积的运算法则: ①“mn =nm ”类比得到“a ·b =b ·a ”; ②“(m +n )t =mt +nt ”类比得到“(a +b )·c =a ·c +b ·c ”; ③“(m ·n )t =m (n ·t )”类比得到“(a ·b )·c =a ·(b ·c )”; ④“t ≠0,mt =xt ?m =x ”类比得到“p ≠0,a ·p =x ·p ?a =x ”; ⑤“|m ·n |=|m |·|n |”类比得到“|a ·b |=|a |·|b |”; ⑥“ac bc =a b ”类比得到“a ·c b ·c =a b ”. 以上的式子中,类比得到的结论正确的个数是 ( ) A .1 B .2 C .3 D .4 5.已知定义在R 上的函数f (x ),g (x )满足f x g x =a x ,且f ′(x )g (x ) 实用文档 选修2-2 第二章 推理与证明(B) 一、选择题 1、某人在上楼梯时,一步上一个台阶或两个台阶,设他从平地上到第一级台阶时有f (1) 种走法,从平地上到第二级台阶时有f (2)种走法,……则他从平地上到第n (n ≥3)级台阶 时的走法f (n )等于( ) A .f (n -1)+1 B .f (n -2)+2 C .f (n -2)+1 D .f (n -1)+f (n -2) 2、已知扇形的弧长为l ,半径为r ,类比三角形的面积公式:S =底×高2 ,可推知扇形面 积公式S 扇等于( ) A.r 22 B.l 22 C.lr 2 D .不可类比 3、设凸n 边形的内角和为f (n ),则f (n +1)-f (n )等于( ) A .n π B.(n -2)π C.π D.2π 4、“∵四边形ABCD是矩形,∴四边形ABCD的对角线相等.”以上推理的大前提是 ( ) A.正方形都是对角线相等的四边形 B.矩形都是对角线相等的四边形 C.等腰梯形都是对角线相等的四边形 D.矩形都是对边平行且相等的四边形 5、设f(x)是定义在正整数集上的函数,且f(x)满足:“当f(k)≥k2成立时,总可推出 f(k+1)≥(k+1)2成立”,那么,下列命题总成立的是( ) A.若f(3)≥9成立,则当k≥1时,均有f(k)≥k2成立 B.若f(5)≥25成立,则当k≤5时,均有f(k)≥k2成立 C.若f(7)<49成立,则当k≥8时,均有f(k) 实用文档 6、已知p =a +1 a -2 (a >2),q =2-a 2+4a -2 (a >2),则( ) A .p >q B .p 第3讲 合情推理与演绎推理 一、选择题 1.观察下列各式:a +b =1,a 2 +b 2 =3,a 3 +b 3 =4,a 4 +b 4 =7,a 5 +b 5 =11,…,则a 10 +b 10 =( ) A .121 B .123 C .231 D .211 解析:选B .法一:令a n =a n +b n ,则a 1=1,a 2=3,a 3=4,a 4=7,…,得a n +2=a n + a n +1,从而a 6=18,a 7=29,a 8=47,a 9=76,a 10=123. 法二:由a +b =1,a 2 +b 2 =3,得ab =-1,代入后三个等式中符合,则a 10 +b 10 =(a 5 +b 5)2 -2a 5b 5 =123. 2.某种树的分枝生长规律如图所示,第1年到第5年的分枝数分别为1,1,2,3,5,则预计第10年树的分枝数为( ) A .21 B .34 C .52 D .55 解析:选D .因为2=1+1,3=2+1,5=3+2,即从第三项起每一项都等于前两项的和,所以第10年树的分枝数为21+34=55. 3.已知“整数对”按如下规律排成一列:(1,1),(1,2),(2,1),(1,3),(2,2),(3,1),(1,4),(2,3),(3,2),(4,1),…,则第60个“整数对”是( ) A .(7,5) B .(5,7) C .(2,10) D .(10,2) 解析:选B .依题意,把“整数对”的和相同的分为一组,不难得知第n 组中每个“整数对”的和均为n +1,且第n 组共有n 个“整数对”,这样的前n 组一共有 n (n +1) 2 个“整 数对”,注意到10×(10+1)2<60<11×(11+1)2,因此第60个“整数对”处于第11组(每 个“整数对”的和为12的组)的第5个位置,结合题意可知每个“整数对”的和为12的组中的各对数依次为:(1,11),(2,10),(3,9),(4,8),(5,7),…,因此第60个“整数对”是(5,7). 4.如图,在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB =a ,CD =b (a >b ).若EF ∥AB ,EF 到CD 与AB 高二数学选修2-2第二章推理与证明 1、 下列表述正确的是( ). ①归纳推理是由部分到整体的推理;②归纳推理是由一般到一般的推理;③演绎推理是由一般到特殊的推理;④类比推理是由特殊到一般的推理;⑤类比推理是由特殊到特殊的推理. A .①②③; B .②③④; C .②④⑤; D .①③⑤. 2、下面使用类比推理正确的是 ( ). A.“若33a b ?=?,则a b =”类推出“若00a b ?=?,则a b =” B.“若()a b c ac bc +=+”类推出“()a b c ac bc ?=?” C.“若()a b c ac bc +=+” 类推出“ a b a b c c c +=+ (c ≠0) ” D.“n n a a b =n (b )” 类推出“n n a a b +=+n (b )” 3、 有一段演绎推理是这样的:“直线平行于平面,则平行于平面内所有直线;已知直线 b ?/平面α,直线a ≠ ?平面α,直线b ∥平面α,则直线b ∥直线a ”的结论显然是错误的, 这是因为 ( ) A.大前提错误 B.小前提错误 C.推理形式错误 D.非以上错误 4、用反证法证明命题:“三角形的内角中至少有一个不大于60度”时,反设正确的是( )。 (A)假设三内角都不大于60度; (B) 假设三内角都大于60度; (C) 假设三内角至多有一个大于60度; (D) 假设三内角至多有两个大于60度。 5、在十进制中01232004410010010210=?+?+?+?,那么在5进制中数码2004折合成十进制为 ( ) A.29 B. 254 C. 602 D. 2004 6、利用数学归纳法证明“1+a +a 2+…+a n +1=a a n --+112 , (a ≠1,n ∈N)”时,在验证n=1 成立时,左边应该是 ( ) (A)1 (B)1+a (C)1+a +a 2 (D)1+a +a 2+a 3 7、某个命题与正整数n 有关,如果当)(+∈=N k k n 时命题成立,那么可推得当1+=k n 时 专题十二 推理与证明 第三十二讲 推理与证明 答案部分 2019年 1.解析:由题意,可把三人的预测简写如下: 甲:甲乙. 乙:丙乙且丙甲. 丙:丙乙. 因为只有一个人预测正确, 如果乙预测正确,则丙预测正确,不符合题意. 如果丙预测正确,假设甲、乙预测不正确, 则有丙乙,乙甲, 因为乙预测不正确,而丙乙正确,所以只有丙甲不正确, 所以甲丙,这与丙乙,乙甲矛盾.不符合题意. 所以只有甲预测正确,乙、丙预测不正确, 甲乙,乙丙. 故选A . 2010-2018年 1.B 【解析】解法一 因为ln 1x x -≤(0x >),所以1234123ln()a a a a a a a +++=++ 1231a a a ++-≤,所以41a -≤,又11a >,所以等比数列的公比0q <. 若1q -≤,则2 12341(1)(10a a a a a q q +++=++) ≤, 而12311a a a a ++>≥,所以123ln()0a a a ++>, 与1231234ln()0a a a a a a a ++=+++≤矛盾, 所以10q -<<,所以2131(1)0a a a q -=->,2 241(1)0a a a q q -=-<, 所以13a a >,24a a <,故选B . 解法二 因为1x e x +≥,1234123ln()a a a a a a a +++=++, 所以1234 12312341a a a a e a a a a a a a +++=++++++≥,则41a -≤, 又11a >,所以等比数列的公比0q <. 若1q -≤,则2 12341(1)(10a a a a a q q +++=++) ≤, 而12311a a a a ++>≥,所以123ln()0a a a ++> 与1231234ln()0a a a a a a a ++=+++≤矛盾, 所以10q -<<,所以2131(1)0a a a q -=->,2 241(1)0a a a q q -=-<, 所以13a a >,24a a <,故选B . 2.D 【解析】解法一 点(2,1)在直线1x y -=上,4ax y +=表示过定点(0,4),斜率为a -的直线,当0a ≠时,2x ay -=表示过定点(2,0), 斜率为1 a 的直线,不等式2x ay -≤表示的区域包含原点,不等式4ax y +>表示的区域不包含原点.直线4ax y +=与直线2x ay -=互相垂直,显然当直线4ax y +=的斜率0a ->时,不等式4ax y +>表示的区域不包含点(2,1),故排除A ;点(2,1)与点(0,4)连线的斜率为3 2 - ,当32a -<-,即3 2 a >时,4ax y +>表示的区域包含点(2,1),此时2x ay -<表示的 区域也包含点(2,1),故排除B ;当直线4ax y +=的斜率32a -=-,即3 2 a =时, 4ax y +>表示的区域不包含点(2,1),故排除C ,故选D . 解法二 若(2,1)A ∈,则21422 a a +>?? -?≤,解得32a >,所以当且仅当3 2a ≤时, (2,1)A ?.故选D . 3.D 【解析】由甲的说法可知乙、丙一人优秀一人良好,则甲、丁一人优秀一人良好,乙 看到丙的结果则知道自己的结果,丁看到甲的结果则知道自己的结果,故选D . 4.A 【解析】n S 表示点n A 到对面直线的距离(设为n h )乘以1n n B B +长度一半,即 11 2 n n n n S h B B += ,由题目中条件可知1n n B B +的长度为定值,那么我们需要知道n h 的关系式,过1A 作垂直得到初始距离1h ,那么1,n A A 和两个垂足构成了等腰梯形,那么选修2-2 第二章 推理与证明(B)
0,则1a +1b +1c 的值( ) A .一定是正数 B .一定是负数 C .可能是零 D .正、负不能确定 8、如果x >0,y >0,x +y +xy =2,则x +y 的最小值是( ) A.32 B .23-2 C .1+ 3 D .2-3 9、设f (n )=1n +1+1n +2+…+1 2n (n ∈N *),那么f (n +1)-f (n )等于( ) A.12n +1 B.1 2n +2
2019高考数学一轮复习第11章复数算法推理与证明第3讲合情推理与演绎推理分层演练文
高二数学选择进修2-2第二章推理与证明
专题十二 推理与证明第三十二讲 推理与证明答案
第二章 推理与证明(A)