内容正文:
12.1.2 定义、定理与证明
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1.理解定义、基本事实、定理等概念.
2.理解证明的概念,并会对真命题进行证明.
学习目标
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我们学过线段、角等名词,观察以下语句,它们在描述的功能有什么共同特点?
把一条线段分成两条相等线段的点,叫做这条线段的中点.
由两条有公共端点的射线组成的图形叫做角.
在同一平面内不相交的两条直线叫做平行线.
直线外一点到这条直线的垂线段的长度,叫做点到直线的距离.
规定了原点、正方向和单位长度的直线叫做数轴.
这些语句都是用来说明各自对应的名词所包含的确切意义
新知导入
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我们在学习一些新的数学名词时,对它们进行了清晰、明确的描述,这样的语句叫做这些名词的定义.
定义就像标签,把事物与事物区别开.
一个数学名词的定义揭示了它的本质特征,能够帮助我们准确地理解它,并作出准确的判断.
你能再举出一些学过的定义的例子吗?
新知讲解
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(1)两个角有一条公共边,它们的另一边互为反向延长线,具有这种位置关系的两个角,互为邻补角.
(2)两个角有一个公共顶点,并且一个角的两边分别是另一个角的两边的反向延长线,具有这种位置关系的两个角,互为对顶角.
(3)两条直线互相垂直,其中的一条直线叫做另一条直线的垂线.
(4)从直线外一点引一条直线的垂线,这点和垂足之间的线段叫做垂线段.
(5)含有未知数的等式叫做方程.
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我们学过的这些命题是真命题吗?
1.两点确定一条直线;
2.两点之间,线段最短;
3.过一点有且只有一条直线与已知直线垂直;
4.过直线外一点有且只有一条直线与这条直线平行;
5.两条直线被第三条直线所截,如果同位角相等,那么这两条直线平行.
以上命题都是正确的,即都是公认的真命题.
命题有真有假,有的命题不是一目了然就能辨出真假,这就需要我们用推理的方法来加以证明
新知讲解
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基本事实:数学中这些命题的正确性是人们在长期实践中总结出来的,并把它们作为判断其他命题真假的原始依据,即出发点.这样的真命题视为基本事实.我们也称它为公理.
1.是真命题;
2.是实践中总结的;
3.作用是证明的依据.
例如下列的真命题作为基本事实:
1.一条直线截两条平行直线所得的同位角相等;
2.全等三角形的对应边、对应角分别相等.
新知探究
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定理:数学中,有些命题可以从基本事实或其他真命题出发,用逻辑推理的方法判断它们是正确的,并且可以作为进一步判断其他命题真假的依据,这样的真命题叫做定理.
1.是真命题;
2.是用逻辑推理证明的;
3.作用是证明其他的依据
比如:“内错角相等,两直线平行”这条定理就是在“同位角相等,两直线平行”这条基本事实的基础上推理而出的,它又可以作为判定平行线的依据.
新知探究
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基本事实、定理、命题的关系:
命题
真命题
假命题
基本事实(正确性由实践总结)
定理(正确性通过推理证实)
证明其他命题正确的依据
归纳
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(1)一位同学在钻研数学题时发现:
2 + 1=3,
2 × 3 + 1 =7,
2 × 3 × 5+1 =31,
2 × 3 × 5 × 7 + l = 211.
于是,他根据上面的结果并利用质数表得出结论:从质数2开始,排在前面的任意多个质数的乘积加1一定也是质数.
思考
他的结论正确吗?
计算一下
2×3×5×7×11+1与2×3×5×7×11×13+1,
你发现了什么?
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(2)如图所示,一位同学在画图时发现:三角形三条边的垂直平分线的交点都在三角形的内部.于是他得出结论:任何一个三角形三条边的垂直平分线的交点都在三角形的内部.
他的结论正确吗?
思考
画一个钝角三角形试试看.
钝角三角形三条边的垂直平分线的交点在三角形的外部,所以该同学的说法不正确
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(3)我们曾经通过计算四边形、五边形、六边形、七边形等的内角和,得到一个结论:n边形的内角和等于(n-2)×180°.这个结论正确吗?是否有一个多边形的内角和不满足这一规律?
实际上,这是一个正确的结论.
思考
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上面的几个例子说明了什么问题?
通过特殊的事例得到的结论可能正确,也可能不正确.
定义:根据条件、定义以及基本事实、定理等,经过演绎推理,来判断一个命题是否正确,这样的推理过程叫做证明.
归纳
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例1 证明命题:直角三角形的两个锐角互余.
已知:如图,在△ABC中,∠C=90°.
求证:∠A+∠B=90°.
证明:∵∠A+∠B+∠C=180°(三角形的内角和等于180°),
又∵∠C=90°(已知),
∴∠A+∠B=180°-∠C=90°(等式的性质).
此命题可以用来作为判断其他命题真假的依据,因此我们把它也作为定理.
典型例题
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方法归纳:演绎推理是研究数学的一个重要方法.除了基本事实与已知的定理外,等式与不等式的有关性质以及等量代换也可以作为推理的依据.
归纳
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如图所示,下列推理不正确的是( )
A.∵AB∥CD,∴∠ABC+∠C=180°
B.∵∠1=∠2,∴AD∥BC
C.∵AD∥BC,∴∠3=∠4
D.∵∠A+∠ADC=180°,∴AB∥CD
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巩固练习
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证明
定义
定义、定理与证明
步骤:(1)根据题意作出图形.
(2)写出已知和求证.
(3)写出证明的过程
基本事实
、定理
课堂小结
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1.下列真命题能作为基本事实的是( )
A.对顶角相等
B.三角形的内角和是180°
C.在同一平面没,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直
D.内错角相等,两直线平行
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2.“经过两点有且只有一条直线”是( )
A.基本事实 B.假命题
C.定义 D.以上都不是
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随堂小练
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3.下列命题可作为定理的有( )
(1)两直线平行,同旁内角互补;(2)相等的角是对顶角;
(3)等角的补角相等;(4)垂线段最短.
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
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随堂小练
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4.根据题意可知,下列说理过程中所依据的基本事实或定理是_______________________.
如图,若∠1=∠4,则AB∥CD;
若∠2=∠3,则AD∥BC.
内错角相等,两直线平行
随堂小练
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5.如图,B,A,E三点在同一直线上,AD∥BC;∠B=∠C;求证:AD平分∠EAC.
证明:∵AD∥BC(已知),
∴∠B=∠EAD(两直线平行,同位角相等),
∠C=∠DAC(两直线平行,内错角相等).
又∵∠B=∠C(已知),
∴∠EAD=∠DAC(等量代换),
即AD平分∠EAC.
随堂小练
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