内容正文:
第一章 推理与证明
1.2证明第1课时
一、教材分析
证明是数学的核心内容,是构建学科知识体系的关键手段.通过证明,零散的知识点得以串联,形成严谨的逻辑结构.证明过程让数学知识更具系统性和连贯性,为后续更高层次的学习奠定坚实基础.证明的学习有助于培养学生的逻辑思维、批判性思维和创造性思维.在分析、推理和论证的过程中,学生学会严谨地思考问题,有条理地表达观点,逐步掌握科学的思维方法,这种思维能力的培养对学生终身学习和解决实际问题具有重要意义.
二、教学目标
1..掌握推理、基本事实的概念.加深学生对新学知识的应用和理解,培养学生的逻辑思维能力.
2.通过对代数问题的解决,熟练写出理论依据.学生积极参与数学活动,培养学生应用知识解决问题的能力.
3.体会命题推理的过程,体验数学思维的严谨性.
三、教学重难点
重点:掌握推理、基本事实的概念.加深学生对新学知识的应用和理解,培养学生的逻辑思维能力.
难点:通过对代数问题的解决,熟练写出理论依据.学生积极参与数学活动,培养学生应用知识解决问题的能力.
四、教学过程
· 情境导入
展示图片,引入新课.
(1)观察图中的情景是什么?
师:在这幅图像中,一个大个子正在追赶一个小个子,对吗?
生:其实,这两个人完全是一模一样的!
(2)平行线:不敢相信图中的横线是平行的,不过它们就是平行线.
你觉得观察得到的结论正确吗?
(3)观察图中的线是平行的吗?
曲线幻觉:竖线似乎是弯曲的,但其实它们是笔直而相互平行的.
归纳:靠感觉器官去判断,很难精确,而且有时会出错.所以,要作出准确的判断,得到精确的数据,必须用测量仪器来测量.举一个反例就可以说明一个命题是假命题,那么如何证实一个命题是真命题呢?
设计意图:通过有趣的图片引入,增强趣味性,方便学生理解也更容易接受新的知识.培养学生观察和概括的能力.
活动一:如何进行命题的证实
师生活动:学生先独立思考,再小组交流,最后以小组为代表汇报展示.
(1)观察图中的两条黑线,它们是直线吗?
(2)用度量或剪拼的方法发现一个或几个三角形的内角和都是180°,由此猜想任意一个三角形的内角和都是180°.这种通过实验获得的结论一定正确吗?
(3)由“两个正数的和大于每一个加数”类比得到“两个有理数的和大于 每一个加数”.这种由类比得到的结论正确吗?
(4)当n=l,2,3,4,5时,代数式+3n+1的值都是质数.由此归纳得到“当n为正整数时,+3n+1的值一定是质数”.这种由归纳得到的结论正确吗?
(1)通过测量,图中的两条黑线是直线.
(2)任意一个三角形的内角和都是180°.通过实验不能获得的结论一定正确.
(3)不正确,因为2和-3是两个有理数它们的和-1,和大于每一个加数不正确.
(4)不正确,当n=6时+3n+1=55是合数不是质数,所以结论不正确.
师生活动:小组形式汇报.
交流:通过以上例子可以发现观察、实验、类比和归纳是我们发现规律、获取一般结论的重要方法.但是,用这些方法得到的结论不一定正确.
总结:在数学上,仅凭观察、实验、类比、归纳等方法得出的命题,只是一种猜想,并不一定正确.若要确定命题是真命题,还需要经过严密的逻辑推理加以证实.
活动二:依据基本事实进行逻辑推理
我们依据什么来进行逻辑推理呢?
古希腊数学家欧几里得对数学知识作了系统的总结,把人们公认的真命题作为证明的原始依据,称这些真命题为公理.
注意:人们在长期的实践中,经过分析总结后,把那些公认的真命题作为基本事实,以基本事实为依据来证实其他命题.
举出一些以基本事实为依据证实的命题.
(1)“如果a=b,b=c,那么a=c”;
(2)“如果a>b,b=c,那么a>c”;
(3)两点确定一条直线;
(4)两点之间线段最短等.
总结:前两个命题的推理中就用到:一个量可以用它的等量来替换,即等量代换.后两个是公认的真命题,这些就是基本事实.
活动三:概括归纳代数中的运算推理
判断一个数学结论是否正确,仅观察、猜想、实验还不够;必须经过一步一步、 有根有据的推理 .
师生总结:在代数中,可以依据定义、运算法则、运算律、公式、等式(不等式)的基本性质等进行运算和推理.
· 应用新知
例1:说明下列命题是真命题:
(1)如果ab=a(a 是有理数,且a≠0),那么b=1;
(2)如果a,b都是奇数,那么a+b是偶数.
分析:根据已知、等式的基本性质、除法的运算法则进行运算和推理.
解:
(1)因为ab=a(a 是有理数,且a≠0)(已知),
所以ab÷a=a÷a(等式的基本性质).
所以b=1(除法的运算法则).
(2)如果a,b都是奇数,那么a+b是偶数.
分析:根据已知、定义、运算律进行运算和推理.
(2)因为a,b都是奇数(已知),
设a=2m+1,b=2n+1,其中m,n是整数(奇数的定义),
因为a+b=2m+1+2n+1=2(m+n+1)(乘法分配律).
因为m,n是整数(已知),
所以m+n+1是整数(整数的基本性质).
所以2(m+n+1)是偶数(偶数的定义).
所以a+b是偶数(等量代换).
师生活动:老师提问学生代表展示问题答案.加深学生对法则的记忆.
总结:在学习推理的初始阶段,要在推理过程每一步的后面,用括号注明推理的依据.
设计意图:通过学生参与活动,激发学生参与课堂教学的热情.学以致用.
例2:相邻两个奇数的和与4之间有什么关系?证出你的猜想.
分析:等通过观察得出猜想,再依据定义、运算法则、公式、进行运算和推理作出判定.
思考:相邻两个奇数的和与4之间有什么关系?请提出你的猜想.
猜想:相邻两个奇数的和都能被4整除.
分析:在上述的奇数中,1+3=4;3+5=______;5+7=______...
相邻两个奇数的和都是偶数,且都是4的倍数;为证实我们的观点,我们可以设前一个奇数是2k-1,其后的奇数是_______(k是整数),相邻的两个奇数和是_______________.
解:设a,b是两个连续的奇数(已知),
则a=2m-1,b=2m+1,其中m是整数(奇数的定义),
因为a+b=2m-1+2m+1=4m(加法运算律).
因为m是整数(已知),
所以4m÷4=m,即4m能被4整除(除法的定义).
所以a+b能被4整除(等量代换).
师生活动:学生积极思考,教师启发学生得出:相邻两个奇数的和都能被4整除,并对一般情况进行说明.
设计意图:通过师生的共同探讨,初步感知通过说理,证明命题的方法与形式.
总结:熟练掌握利用本事实进行运算和推理.
例3: 说明“如果一个三位数的三个数位上的数字的和能被3整除,那么这个三位数也能被3整除”是真命题
分析:根据三位数的表示方法、整除的概念进行判断说明即可.
解:设百位十位和个位数字分别是a,b,c
则这个三位数为100a+10b+c(三位数的表示方法).
因为a+b+c能被3整除(已知),
可设a+b+c=3k,其中k是整数
即100a+10b+c=99a+9b+a+b+c=99a+9b+3k=3(33a+3b+k)(四则运算律).
因为a,b,k是整数(已知),即100a+10b+c能被3整除,这个三位数也能被3整除.
总结:熟练掌握证明所需的各个基本事实.
设计意图:通过例题的解答,让学生真正掌握代数问题的证明.
· 课堂练习
1.通过画图,小亮发现三角形的三条中线都在三角形的内部,三角形的三条角平分线也都在三角形的内部,于是推断三角形的三条高都在三角形的内部.小亮的结论正确吗?为什么?
解:小亮的推断不正确.高线位置取决于三角形的类型:
锐角三角形:三条高均在内部.
直角三角形:两条高在边上(即直角边)另一条在内部.
钝角三角形:一条高在内部,另外两条高在外部.
因此,并非所有三角形的三条高都在内部.
2.说明下列命题是真命题:
(1)如果a+b=0,那么a=-b;
(2)如果a是奇数,b是偶数,那么 a+b是奇数;
(3)三个连续整数的和是3的倍数.
解:(1)因为a+b=0(已知);所以a+b-b=0-b,即a=-b(运算律).
(2)因为a是奇数,b是偶数(已知),
设a=2k+1,b=2m,其中k,m是整数(奇数、偶数的定义);
所以a+b=2k+1+2m=2(k+m)+1,其中k+m是整数(运算律);
所以a+b是奇数(奇数的定义).
(3)设三个连续整数为n、n+1、n+2其中n是整数(已知),
则和为:n+(n+1)+(n+2)=3n+3=3(n+1)其中n是整数(加法运算律),
因为3(n+1)其中n是整数,是3的倍数(已知),
所以n+(n+1)+(n+2)是3的倍数,
即三个连续整数的和是3的倍数(等量代换).
· 限时训练
1.在下列推理中,正确的有 .(填序号)
(1)因为 |a|=2,所以a=2.
(2)如果a=b,那么a+2=b+2.
(3)因为∠1+∠3=180°,∠2+∠3=180°,所以∠1=∠2.
解:(1)不正确,因为 |a|=2得,所以a=2或-2.
(2)如果a=b,那么a+2=b+2(加法运算律).
(3)因为∠1+∠3=180°,∠2+∠3=180°,
所以∠1+∠3=∠2+∠3,即∠1=∠2(等量代换、运算律).
2.下列说法中不正确的是( )
A.证实命题正确与否的推理过程就是说理
B.命题是判断一件事的语句
C.基本事实的正确与否必须通过推理的方法来证实
D.定理都是真命题,但真命题不一定是定理
3.“”是真命题还是假命题?请说明理由.
解:“”是假命题,
当时,,
而,
“”是假命题.
4.说明下列命题是真命题.
(1)如果=2,那么b=2a ; (2)如果ab=l,那么b=.
解:(1)因为=2且a≠0(已知),
所以×a=2a,即b=2a(乘法运算律);
(2)因为ab=l且a≠0(已知),
所以ab÷a=l÷a,即b=(除法运算律).
5.说明 “与一个偶数前后相邻的两个偶数之和,一定是4的倍数”是一个真命题.
解:设a、b是一个偶数前后相邻的两个偶数,
可设a=2k-2,b=2k+2,其中k是整数(已知),
则a+b=(2k-2)+(2k+2)=4k(加法运算律).
因为k是整数(已知),所以4k÷4=k,即4k是4的倍数(除法的意义).
所以a+b是4的倍数(等量代换).
所以“相邻两个偶数的和能被4整除”这个命题是真命题.
师生活动:老师提问学生举手回答问题.
设计意图:通过练习,学以致用,及时获知学生对所学知识的掌握程度,调动全体学生学习数学的积极性,使每个学生都能有所收益、有所提高.
· 归纳总结
师生活动:教师和学生一起回顾本节课所讲的内容.
1.本节课你学到了什么?
2.你知道的基本事实?
3真假命题的证明?
学科网(北京)股份有限公司
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