内容正文:
第二节 直接证明与间接证明
课程标准
1.了解直接证明的两种基本方法:综合法和分析法;了解综合法和分析法的思考过程和特点.
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和特点.
内容 综合法 分析法
定义 利用已知条件和某些数学定义、公理、定理等,经过一系列的__________,最后推导出所要证明的结论_____ 从要证明的_____出发,逐步寻求使它成立的__________,直至最后,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、定理、定义、公理等)为止
实质 由因导果 执果索因
[由教材回扣基础]
1.直接证明
推理论证
成立
结论
充分条件
续表
2.间接证明
反证法:假设命题________(即在原命题的条件下,结论不成立),经过正确的推理,最后得出______.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.
不成立
矛盾
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
答案:B
答案:A
答案:B
答案:C
[方法技巧] 综合法证题的思路
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(五十七)”
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实质
由因导果
执果索因
框图
表示
→→…→
→→…
→
文字
语言
因为…所以…
或由…得…
要证…只需证…即证…
[练小题巩固基础]
一、准确理解概念(判断正误)
(1)综合法是直接证明,分析法是间接证明. ( )
(2)分析法是从要证明的结论出发,逐步寻找使结论成立的充要条件.( )
(3)用反证法证明结论“a>b”时,应假设“a≤b”. ( )
(4)反证法是指将结论和条件同时否定,推出矛盾. ( )
二、练牢教材小题
1.(北师大版选修2-2例5改编)要证明+<2,可选择的方法有以下几种,其中最合理的是 ( )
A.综合法 B.分析法
C.反证法 D.归纳法
解析:从要证明的结论——比较两个无理数的大小出发,证明此类问题通常转化为比较有理数的大小,这正是分析法的证明方法.故选B.
2.(人教A版选修2-2 P89 T2改编)若P=+,Q=+(a≥0),则P,Q的大小关系是 ( )
A.P>Q B.P=Q
C.P<Q D.不能确定
解析: P2=(+)2=2a+13+
2,Q2=(+)2=
2a+13+2,
∵a≥0,∴P2>Q2,∴P>Q.故选A.
3.(人教B版选修2-2 P67例4改编)用反证法证明命题“三角形的内角至多有一个钝角”时,假设正确的是 ( )
A.假设至少有一个钝角
B.假设至少有两个钝角
C.假设没有一个钝角
D.假设没有一个钝角或至少有两个钝角
解析:注意到:“至多有一个”的否定应为“至少有两个”.故选B.
三、练清易错易混
1.(寻找条件不充分)分析法又称执果索因法,已知x>0,用分析法证明<1+时,索的因是 ( )
A.x2>2 B.x2>4 C.x2>0 D.x2>1
解析:因为x>0,所以要证 <1+,只需证()2<2,即证0<,即证x2>0,因为x>0,所以x2>0成立,故原不等式成立.
答案:≥2且≥2
2.(否定出错)利用反证法证明“已知a>0,b>0,且a+b>2,证明,中至少有一个小于2”时的反设是________.
解析:假设,都不小于2,即≥2且≥2.
命题视角一 直接证明
方法(一) 综合法
[例1] (2022·泰安模拟)设数列{an}的前n项和为Sn,且(3-m)Sn+2man=m+3(n∈N*),其中m为常数且m≠-3,m≠0.
(1)求证:数列{an}是等比数列;
(2)若数列{an}的公比满足q=f(m)且b1=a1,bn=f(bn-1)(n∈N*,n≥2),求证为等差数列,并求bn.
[证明] (1)因为(3-m)Sn+2man=m+3,所以(3-m)Sn+1+2man+1=m+3,两式相减,得(3+m)an+1=2man(m≠-3),所以=为常数,所以{an}是等比数列.
(2)由(3-m)a1+2ma1=m+3,
得(m+3)a1=m+3,
因为m≠-3,所以a1=1,b1=1,
因为数列{an}的公比满足q=f(m)=,bn=f(bn-1),所以bn=·,
所以-=,所以为1为首项,为公差的等差数列,所以=,所以bn=.
方法(二) 分析法
[例2] 设a>0,b>0,且a≠b,用分析法证明a3+b3>a2b+ab2.
[证明] 要证a3+b3>a2b+ab2成立,只需证a3+b3-a2b-ab2>0成立,即证a2(a-b)+b2(b-a)>0成立,即证(a2-b2)(a-b)>0成立,也就是要证(a+