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轻松课堂 数学 选修2-2
第二章 推理与证明
2.2 直接证明与间接证明
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课时练23 反证法
►►见学生用书P049
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作业目标
学法指导
1.会用反证法证明否定性命题。
2.会用反证法证明唯一性命题。
3.会用反证法证明“至多”“至少”等存在性问题。
1.反证法就是证明命题的否定“若p,则綈q”为假,从而得到原命题“若p,则q”为真。
2.证明过程中导出的矛盾主要指:①与假设矛盾;②与数学公理、定理、公式、定义或已被证明的结论矛盾;③与公认的简单事实矛盾。
3.用反证法证明命题“若p,则q”的过程可表示如下:
eq \x(肯定条件p,否定结论q )→eq \x(导致逻辑矛盾)→eq \x(“若p,则綈q”为假)→eq \x(“若p,则q”为真)
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知识点1 用反证法证明否定性命题
1.已知f(x)=ax+eq \f(x-2,x+1)(a>1),求证方程f(x)=0没有负数根。
证明 假设x0是f(x)=0的负数根,
则x0<0且x0≠-1且ax0=-eq \f(x0-2,x0+1),∵a>1,
∴0<a x0<1,∴0<-eq \f(x0-2,x0+1)<1,
解得eq \f(1,2)<x0<2,这与x0<0矛盾,
故方程f(x)=0没有负数根。
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知识点2 用反证法证明唯一性命题
2.求证:方程2x=3有且只有一个根。
证明 ∵2x=3,∴x=log23。
这说明方程2x=3有根。
下面用反证法证明方程2x=3的根是唯一的。
假设方程2x=3至少有两个根b1,b2(b1≠b2),
则2b1=3,2b2=3,两式相除得2b1-b2=1,
∴b1-b2=0,则b1=b2,这与b1≠b2矛盾。
∴假设不成立,从而原命题得证。
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知识点3 用反证法证明“至多”“至少”等存在性命题
3.若a,b,c均为实数,且a=x2-2y+eq \f(π,2),b=y2-2z+eq \f(π,3),c=z2-2x+eq \f(π,6)。
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a≤0,b≤0,c≤0,
∴a+b+c≤0。
而a+b+c=x2-2y+eq \f(π,2)+y2-2z+eq \f(π,3)+z2-2x+eq \f(π,6)
=x2-2x+y2-2y+z2-2z+π
=(x-1)2+(y-1)2+(z-1)2+π-3>0,
即a+b+c>0,这与假设a+b+c≤0矛盾,
故a,b,c中至少有一个大于0。
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——第1级 / 夯实基础练——
1.用反证法证明“三角形中最多只有一个内角为钝角”,下列假设中正确的是( )
A.有两个内角是钝角
B.有三个内角是钝角
C.至少有两个内角是钝角
D.没有一个内角是钝角
答案 C
解析 “最多有一个”的反设是“至少有两个”。
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2.“已知:△ABC中,AB=AC,求证:∠B<90°”。下面写出了用反证法证明这个命题过程中的四个推理步骤:
①所以∠A+∠B+∠C>180°,这与三角形内角和定理相矛盾;
②所以∠B<90°;
③假设∠B≥90°;
④那么,由AB=AC,得∠B=∠C≥90°,即∠B+∠C≥180°。
这四个步骤正确的顺序应是( )
A.①②③④
B.④③②①
C.③④①②
D.③④②①
答案 C
解析 根据反证法证题的步骤可知选C。
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3.如果△A1B1C1的三个内角的余弦值分别等于△A2B2C2的三个内角的正弦值,那么( )
A.△A1B1C1和△A2B2C2都是锐角三角形
B.△A1B1C1和△A2B2C2都是钝角三角形
C.△A1B1C1是钝角三角形,△A2B2C2是锐角三角形
D.△A1B1C1是锐角三角形,△A2B2C2是钝角三角形
答案 D
解析 由条件知△A1B1C