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1、2022高中數(shù)學(xué) 第2章 推理與證明 2.1.2 演繹推理學(xué)案 新人教B版選修2-2
1.掌握演繹推理的基本模式,特別是三段論模式,并學(xué)會(huì)運(yùn)用這些推理模式進(jìn)行推理.
2.了解合情推理、演繹推理之間的聯(lián)系和區(qū)別.
1.演繹推理
根據(jù)概念的定義或一些真命題,依照一定的邏輯規(guī)則得到正確結(jié)論的過程,叫做________.它的特征是:當(dāng)前提為____時(shí),結(jié)論______為真.
演繹推理的特點(diǎn):
(1)演繹的前提是一般性原理,演繹所得的結(jié)論是蘊(yùn)涵于前提之中的個(gè)別、特殊事實(shí),結(jié)論完全蘊(yùn)涵于前提之中.
(2)在演繹推理中,前提與結(jié)論之間存在必然的聯(lián)系,只要前提是真實(shí)的,推理的形式是正
2、確的,那么結(jié)論也必定是正確的.因而演繹推理是數(shù)學(xué)中嚴(yán)格證明的工具.
(3)演繹推理是一種收斂性的思維方法,它的創(chuàng)造性較少,但卻具有條理清晰、令人信服的論證作用,有助于科學(xué)的理論化和系統(tǒng)化.
【做一做1】演繹推理是( ).
A.部分到整體,個(gè)別到一般的推理
B.特殊到特殊的推理
C.一般到特殊的推理
D.一般到一般的推理
2.演繹推理的四種推理規(guī)則
(1)假言推理:用符號(hào)表示這種推理規(guī)則就是“如果pq,p真,則q真”.假言推理的本質(zhì)是,通過驗(yàn)證結(jié)論的充分條件為真,判斷結(jié)論為真.
(2)三段論推理:用符號(hào)表示這種推理規(guī)則就是“M是P,S是M,所以______”.
(3)傳遞性
3、關(guān)系推理:用符號(hào)表示推理規(guī)則是“如果aRb,bRc,則______”,其中“R”表示具有傳遞性的關(guān)系。
(4)完全歸納推理:把所有情況都考慮在內(nèi)的演繹推理規(guī)則叫做完全歸納推理.
三段論推理是演繹推理的一般模式,在數(shù)學(xué)證明中,以上四種演繹推理規(guī)則是經(jīng)常用到的,一道證明題,往往要綜合應(yīng)用這些推理規(guī)則.如果違背了這些規(guī)則,那么證明就是錯(cuò)誤的.
【做一做2-1】下面幾種推理過程是演繹推理的是( ).
A.兩條直線平行,同旁內(nèi)角互補(bǔ),如果∠A與∠B是兩條平行直線的同旁內(nèi)角,則∠A+∠B=180°
B.某校高三1班有55人,2班有54人,3班有52人,由此得高三所有班人數(shù)都超過50人
C.由
4、平面三角形的性質(zhì),推測(cè)空間四面體的性質(zhì)
D.在數(shù)列{an}中a1=1,an=(n≥2),由此歸納出{an}的通項(xiàng)公式
【做一做2-2】“因?yàn)閍⊥α,b⊥α,所以a∥b,又因?yàn)閎∥c,所以a∥c.”以上推理的兩個(gè)步驟分別遵循的推理規(guī)則是( ).
A.第一步遵循假言推理,第二步遵循傳遞性關(guān)系推理
B.第一步遵循三段論推理,第二步遵循假言推理
C.第一步遵循三段論推理,第二步遵循傳遞性關(guān)系推理
D.第一步遵循傳遞性關(guān)系推理,第二步遵循三段論推理
合情推理與演繹推理有哪些區(qū)別與聯(lián)系?
剖析:區(qū)別:從推理形式和推理所得結(jié)論的正確性上講,二者有差異.
合情推理
演繹推理
歸
5、納推理
類比推理
推理形式
由部分到整體或由個(gè)別到一般的推理
由特殊到特殊的推理
由一般到特殊的推理
結(jié)論的
正確性
結(jié)論不一定正確,有待進(jìn)一步證明
在前提和推理形式都正確的前提下,結(jié)論正確
聯(lián)系:從二者在認(rèn)識(shí)事物的過程中所發(fā)揮的作用的角度考慮,它們是緊密聯(lián)系、相輔相成的.合情推理的結(jié)論需要演繹推理的驗(yàn)證,而演繹推理的內(nèi)容一般是通過合情推理獲得的.在數(shù)學(xué)中,演繹推理可以驗(yàn)證合情推理的結(jié)論的正確性,合情推理可以為演繹推理提供方向和思路.
題型一 假言推理
【例題1】設(shè)數(shù)列{an}為等差數(shù)列,求證:以bn=為通項(xiàng)的數(shù)列{bn}為等差數(shù)列.
分析:由{an}為等差數(shù)列
6、,推證{bn}為等差數(shù)列,只要證得bn+1-bn=d為常數(shù)即可.
反思:假言推理的規(guī)則為“如果pq,p真,則q為真”.
題型二 三段論推理
【例題2】已知A,B,C,D四點(diǎn)不共面,M,N分別是△ABD和△BCD的重心,求證MN∥平面ACD.
分析:應(yīng)用線面平行的判定定理證明.
反思:“三段論”是演繹推理的一般模式,包括:
(1)大前提——已知的一般原理;
(2)小前提——所研究的特殊情況;
(3)結(jié)論——根據(jù)一般原理,對(duì)特殊情況作出的判斷.
題型三 傳遞性關(guān)系推理
【例題3】設(shè)a,b,c為正實(shí)數(shù),求證:++>a+b+c.
分析:應(yīng)用均值不等式找出a2+b2與a+b,b
7、2+c2與b+c,a2+c2與a+c的關(guān)系,再應(yīng)用同向不等式相加法則可證明.
反思:傳遞性關(guān)系推理論證時(shí)必須保證各量間的關(guān)系能正確傳遞.
題型四 完全歸納推理
【例題4】已知函數(shù)f(x)=(+)·x3.
(1)判斷f(x)的奇偶性;
(2)證明f(x)>0.
反思:完全歸納推理必須把所有情況都考慮在內(nèi).完全歸納推理不同于歸納推理,后者僅僅證明了幾種特殊情況,它不能說明結(jié)論的正確性,而前者則把所有情況都作了證明.
題型五 易錯(cuò)辨析
易錯(cuò)點(diǎn):在應(yīng)用三段論推理證明問題時(shí),應(yīng)明確什么是問題中的大前提和小前提.在推理的過程中,大前提、小前提和推理形式之一錯(cuò)誤,都可能導(dǎo)致結(jié)論錯(cuò)誤.
8、【例題5】如圖,在△ABC中,AC>BC,CD是AB邊上的高,求證:∠ACD>∠BCD.
錯(cuò)證:在△ABC中,因?yàn)镃D⊥AB,AC>BC,所以AD>BD,于是∠ACD>∠BCD.
1如圖,因?yàn)锳B∥CD,所以∠1=∠2,又因?yàn)椤?=∠3,所以∠1=∠3.所用的推理規(guī)則為( ).
A.三段論推理、假言推理
B.三段論推理、傳遞性關(guān)系推理
C.三段論推理、完全歸納推理
D.三段論推理、三段論推理
2“因指數(shù)函數(shù)y=ax是減函數(shù)(大前提),且y=3x是指數(shù)函數(shù)(小前提),所以y=3x是減函數(shù)(結(jié)論).”上面推理的錯(cuò)誤是( ).
A.大前提錯(cuò)導(dǎo)致結(jié)論錯(cuò)
B.小前提錯(cuò)導(dǎo)
9、致結(jié)論錯(cuò)
C.推理形式錯(cuò)導(dǎo)致結(jié)論錯(cuò)
D.大前提和小前提都錯(cuò)導(dǎo)致結(jié)論錯(cuò)
3下面的推理是傳遞性關(guān)系推理的是( ).
A.在同一三角形中若三角形兩邊相等,則該兩邊所對(duì)的內(nèi)角相等,在△ABC中,AB=AC,所以在△ABC中,∠B=∠C
B.因?yàn)?是偶數(shù),所以2是素?cái)?shù)
C.因?yàn)閍∥b,b∥c,所以a∥c
D.因?yàn)槭怯欣頂?shù)或無理數(shù),且不是有理數(shù),所以是無理數(shù)
4因?yàn)楫?dāng)a>0時(shí),|a|>0;當(dāng)a=0時(shí),|a|=0;當(dāng)a<0時(shí),|a|>0,所以當(dāng)a為實(shí)數(shù)時(shí),|a|≥0.此推理過程運(yùn)用的是演繹推理中的__________推理.
5關(guān)于函數(shù)f(x)=lg(x≠0),有下列命題:
①其圖象關(guān)于
10、y軸對(duì)稱;②當(dāng)x>0時(shí),f(x)是增函數(shù);當(dāng)x<0時(shí),f(x)為減函數(shù);③f(x)的最小值是lg 2;④當(dāng)-1<x<0或x>1時(shí),f(x)是增函數(shù);⑤f(x)無最大值,也無最小值.其中所有正確結(jié)論的序號(hào)是__________.
答案:
基礎(chǔ)知識(shí)·梳理
1.演繹推理 真 必然
【做一做1】C
2.(2)S是P (3)aRc
【做一做2-1】A 選項(xiàng)D是歸納推理,選項(xiàng)C是類比推理,選項(xiàng)B既不是合情推理也不是演繹推理.
【做一做2-2】C
典型例題·領(lǐng)悟
【例題1】證明:設(shè)數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公差為d,因?yàn)?
bn-bn-1=·-·=-=
=(n≥2),而是個(gè)常數(shù),所以數(shù)列
11、{bn}為等差數(shù)列.
【例題2】證明:如圖,連結(jié)BM,BN,并延長(zhǎng),分別交AD,DC于P,Q兩點(diǎn),連結(jié)PQ.因?yàn)镸,N分別是△ABD和△BCD的重心,所以P,Q分別是AD,DC的中點(diǎn),又因?yàn)椋?=,所以MN∥PQ.又因?yàn)镸N?平面ADC,PQ?平面ADC,所以MN∥平面ACD.
【例題3】證明:因?yàn)閍2+b2≥2ab,a,b,c為正實(shí)數(shù),所以2(a2+b2)≥a2+b2+2ab=(a+b)2.所以a2+b2≥.所以≥(a+b).同理≥(a+c).≥(b+c),所以有++≥(2a+2b+2c)=(a+b+c).即++≥(a+b+c).
又(a+b+c)>a+b+c,所以++>a+b+c
12、.
【例題4】(1)解:函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?x-1≠0,即{x|x≠0},f(-x)-f(x)=(-x)3-x3=(-x)3-x3=·x3-x3-x3-x3
=x3-x3=0.
所以f(-x)=f(x).
所以f(x)是偶函數(shù).
(2)證明:因?yàn)閤≠0,
所以當(dāng)x>0時(shí),2x>1,2x-1>0,x3>0,
所以f(x)>0;
當(dāng)x<0時(shí),-x>0,f(x)=f(-x)>0,
所以f(x)>0.
【例題5】錯(cuò)因分析:錯(cuò)證中由AD>BD得出∠ACD>∠BCD是錯(cuò)誤的,因?yàn)橹挥性谕粋€(gè)三角形中才有大邊所對(duì)的角較大這一結(jié)論成立.
正確證法:在△ABC中,因?yàn)镃D⊥AB,所以∠
13、ACD+∠A=∠BCD+∠B=90°.又AC>BC,所以∠B>∠A,于是∠ACD>∠BCD.
隨堂練習(xí)·鞏固
1.B 本題前面證∠1=∠2用的是三段論推理,后半部分證∠1=∠3用的是傳遞性關(guān)系推理.
2.A y=ax(a>0,a≠1)的單調(diào)性與a有關(guān),若a>1,則為增函數(shù);若0<a<1,則為減函數(shù).
3.C
4.完全歸納
5.①③④ 顯然f(-x)=f(x),
∴其圖象關(guān)于y軸對(duì)稱.
當(dāng)x>0時(shí),f(x)=lg =lg.
∵φ(x)=x+在(0,1)上是減函數(shù),在(1,+∞)上是增函數(shù),
∴f(x)在(0,1)上是減函數(shù),在(1,+∞)上是增函數(shù).
∴f(x)min=f(1)=lg 2.
∵f(x)為偶函數(shù),
∴f(x)在(-1,0)上是增函數(shù).