专题14 反证法(专项训练)-【上好课】2026年中考数学二轮复习举一反三系列(全国版)
2026-04-23
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.20 MB |
| 发布时间 | 2026-04-23 |
| 更新时间 | 2026-04-23 |
| 作者 | 罗老师工作室 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-04-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57494918.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题14 反证法
方法讲解
一、核心概念
反证法是一种间接证明方法,不从已知条件直接推导结论,而是先假设结论不成立,由此推出与已知条件、定义、定理或基本事实相矛盾的结果,从而说明假设错误,原命题成立。
二、适用范围
1.证明 “唯一性” 命题(如:过一点有且只有一条直线与已知直线平行)
2.证明 “否定性” 命题(如:一个三角形中不能有两个直角)
3.证明 “至多、至少” 类命题
4.直接证明难度大、条件较少的几何命题
5.简单数论类证明(如证明一个数是无理数等)
6.几何中平行线、相交线、三角形内角相关证明
三、常用反证类型
1. 否定结论型
对结论直接进行否定假设,推出矛盾。
2. 唯一性证明型
假设存在两个不同对象,推出矛盾从而证唯一。
3. 至少/至多型
假设 “至少 n 个” 不成立,即 “至多 n-1 个”,再推导矛盾。
4. 存在性证明型
假设不存在,推出与已知事实矛盾。
四、通用解题步骤
1.提出反设:假设命题的结论不成立;
2.逻辑推理:从反设出发,结合已知条件进行严谨推导;
3.导出矛盾:推出与定义、定理、已知或假设自相矛盾的结果;
4.否定反设:由矛盾判定假设不正确;
5.肯定结论:从而肯定原命题成立。
五、重点注意事项
1.反设必须准确否定结论,不能漏否定、多否定或错否定;
2.推导过程必须严谨有据,不能主观臆断;
3.矛盾可以是与已知矛盾、与定理矛盾、自相矛盾等;
4.反证法多用于证明题,一般不适用于纯计算题型;
5.初中阶段只要求简单应用,不涉及复杂逻辑结构。
六、常考典型应用
1.证明:过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行;
2.证明:一个三角形中不能有两个钝角或两个直角;
3.证明:两直线平行,同位角相等(逆命题类证明);
4.证明某些线段或角度关系无法成立;
5.简单 “至少有一个”“不可能同时” 类命题。
典型例题
【例1】牛顿高度评价反证法在数学证明中的关键作用,认为“反证法是数学家最精良的武器之一”.如图,用反证法证明命题“如果,那么”,首先应假设________.
【答案】
【分析】本题考查反证法,熟记反证法的解题步骤是解决问题的关键.
根据反证法的解题步骤,首先要否定结论,结合题目所给结论直接否定即可得到答案.
【详解】解:用反证法证明命题“如果,那么”,首先应假设,
故答案为:.
【例2】反证法是初中数学中的一种证明方法,在中国古代数学发展的过程中起到了促进作用,比如墨子谈到“学之益也,说在诽者”,是通过证明“学习无益”的命题为假,以此才说明“学习有益”的命题为真,这就是反证法的例子.若我们用反证法证明命题“三角形中必有一个内角小于或等于”,则应先假设( )
A.三角形中没有内角大于 B.三角形中有一个内角大于
C.三角形中三个内角都大于 D.三角形中有两个内大于
【答案】C
【分析】此题主要考查了反证法,根据反证法的步骤,然后进行判断即可,解题的关键是掌握反证法的步骤是:()假设结论不成立;()从假设出发推出矛盾;()假设不成立,则结论成立.
【详解】解:用反证法证明“三角形中必有一个内角小于或等于”时,应先假设三角形中每一个内角都不小于或等于,即都大于,
故选:C.
【例3】反证法是初中数学中的一种证明方法,在中国古代数学发展的过程中起到了促进作用,比如墨子谈到“学之益也,说在诽者”,是通过证明“学习无益”的命题为假,以此才说明“学习有益”的命题为真,这就是反证法的例子.若我们用反证法证明命题“已知:在中,,求证:”时,应假设( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】此题考查了反证法的证明的第一步,注意从结论的反面出发假设是解题关键.反证法即假设结论的反面成立,即可得出答案.
【详解】解:用反证法证明命题“已知:在中,,求证:”时,应假设.
故选:B.
【例4】数学课上,同学提出如下问题:如何证明“两直线平行,同位角相等”
老师说这个证明可以用反证法完成,思路及过程如下:
小贴士
反证法不是直接从命题的已知得出结论,而是假设命题的结论不成立,由此经过推理得出矛盾,由矛盾断定所作假设不正确,从而得到原命题成立.在某些情形下,反证法是很有效的证明方法.
如图1,我们想要证明“如果直线被直线所截,,那么”
如图2
假设,过点O作直线,使,
依据基本事实______.
可得.
这样过点O就有两条直线,都平行于直线,这与基本事实______矛盾,
说明的假设是不对的,于是有.
【答案】同位角相等,两直线平行;过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行
【分析】直接利用反证法的基本步骤以及结合平行线的性质分析得出答案.
【详解】解:假设,过点O作直线,使,依据基本事实同位角相等,两直线平行,
可得.
这样过点O就有两条直线,都平行于直线,
这与基本事实过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行矛盾,
说明的假设是不对的,于是有.
故答案为:同位角相等,两直线平行;过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行.
【点睛】此题主要考查了反证法,正确掌握反证法的基本步骤是解题关键.
【例5】当直接证明一个命题为真命题有困难时,我们可以先假设求证的结论不成立,然后利用命题的条件或有关的结论,通过推理导出矛盾,从而得出假设不成立,即所证明的结论正确,这种证明方法称为反证法.反证法是数学中一种常用的证明方法,它的一般证明思路是:第一步:假设求证的结论不成立;
第二步:基于假设进行逻辑推理,
第三步:推导出与条件、公理、定理等相矛盾的结果,
第四步:从而假设不成立,求证的结论正确.
(1)阅读正文并解答下列问题:
如图1,已知在中,,求证:.
证明:假设,
①若,
如图2,在内部作,交于点D.
∵,
∴;
∴,
∵
即:,
这与已知相矛盾,
∴假设不成立:
②若,
···
综上,.
请你补充②中所缺失的部分
(2)用反证法证明命题:“三角形的三个内角中,至少有一个内角小于或等于.”第一步应先假设______.
(3)如图,在中,均不相等,点D、E、F分别是的中点.求证:用反证法证明:线段与不垂直.
【答案】(1)见解析
(2)三角形的三个内角中,三个内角都大于
(3)见解析
【分析】本题主要考查了反证法,菱形的性质与判定,三角形中位线定理等等,熟知反证法是解题的关键.
(1)若,则,这与已知相矛盾,据此证明即可;
(2)反证法第一步应假设结论不成立,即应假设三角形的三个内角中,三个内角都大于;
(3)假设线段与垂直,根据三角形中位线定理得到,则四边形是平行四边形,线段与垂直,则四边形是菱形,可得,进而得到,这与均不相等矛盾,据此可证明结论.
【详解】(1)解:若,则,这与已知相矛盾,
∴假设不成立:
综上,.
(2)解:用反证法证明命题:“三角形的三个内角中,至少有一个内角小于或等于.”第一步应先假设三角形的三个内角中,三个内角都大于;
(3)证明:假设线段与垂直,
∵点D、E、F分别是的中点,
∴都是的中位线,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵线段与垂直,
∴四边形是菱形,
∴,
∴,这与均不相等矛盾,
∴假设不成立,
∴线段与不垂直.
基础过关
1.反证法是数学中经常运用的一类“间接证明法”.用反证法证明:“已知,在中,AC为最长边,且.求证:不是直角三角形.”时,第一步应假设______.
【答案】是直角三角形.
【分析】本题考查的是反证法,根据反证法的步骤中,第一步是假设结论不成立,反面成立解答.
【详解】解:用反证法证明:“已知,在中,AC为最长边,且.求证:不是直角三角形.”时,
第一步应假设:是直角三角形,
故答案为:是直角三角形.
2.反证法是数学证明的一种重要方法.请将下面运用反证法进行证明的过程补全.
已知:在中,.求证:.
证明:假设_____________________.
∵,
∴,
∴,
这与_______________________.
∴_______________________不成立.
∴
【答案】;三角形内角和定理或三角形的内角和等于相矛盾;此假设
【分析】根据反证法的证明步骤分析即可.
【详解】解:证明:假设
∵,
∴,
∴,
这与三角形内角和定理或三角形的内角和等于相矛盾.
∴此假设不成立.
∴,
故答案为:;三角形内角和定理或三角形的内角和等于相矛盾;此假设.
【点睛】本题考查的是三角形的内角和定理,等边对等角及反证法,反证法的一般步骤是:①假设命题的结论不成立;②从这个假设出发,经过推理论证,得出矛盾;③由矛盾判定假设不正确,从而肯定原命题的结论正确.
3.反证法是数学中一种常用的证明方法,请你用反证法证明“三角形三个内角中,至少有一个内角小于或等于”.(提示;先根据题意写出已知求证,再给予证明)
已知:
求证:
证明:
【答案】见解析
【分析】本题考查反证法,包括反证法的逻辑步骤、三角形内角和定理.先通过反设结论(假设三个内角都大于),推导出与三角形内角和定理矛盾的结果,从而肯定原命题成立.
【详解】解:已知:在中,、、为其三个内角.
求证:、、中至少有一个内角小于或等于.
证明:假设的三个内角都大于,即
则将三个不等式相加,得
此结论与“三角形内角和为”的定理相矛盾.
因此,假设不成立,原命题成立.即三角形三个内角中,至少有一个内角小于或等于.
4.反证法是数学中一种常用的证明方法,通常先假设求证的结论是错误的,再由此推导出与已知、公理、定理或条件等相矛盾的结果,从而否定开始的假设,肯定先前求证结论的正确性.在证明“两直线平行,内错角相等”时,采用反证法.
如图1,已知:与是直线,被直线所截得到的一对内错角,,直线,分别与直线相交于点,.求证:.
证明:假设_______,过点N画一条直线,使得,
如图2所示,根据________,可得,
又因为,这样直线、都过点N,这与________矛盾.
说明假设不成立,所以______.
【答案】 内错角相等,两直线平行 过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行
【分析】本题考查的是反证法,利用反证法的一般步骤解答即可.
【详解】证明:假设,
过点N画一条直线,使得,如图2所示,根据内错角相等,两直线平行,可得,
又因为,这样直线、都过点N,
这与过直线外一点,有且只有一条直线与这条直线平行矛盾.
说明假设不成立,所以,
故答案为:;内错角相等,两直线平行;过直线外一点,有且只有一条直线与这条直线平行,.
5.在数学课本36页的阅读材料中,运用反证法说明“是一个无理数”.
阅读材料:
“无理数”的由来:为什么不可能是一个有理数?现在我们用代数方法来解答这个问题.
(1)先假设__________,
那么可以得到,其中a、b是整数且a、b互素且,这时,就有:,
于是,则是2的倍数.
再设,其中是整数,就有:,
也就是:,
所以也是2的倍数,可见a、b不是互素数,与前面所假设的与互素相矛盾,因此不可能是一个有理数.
(2)请以(1)中“是一个无理数”为条件,利用反证法证明是一个无理数.
【答案】(1)是一个有理数
(2)见解析
【分析】本题考查了无理数,熟练掌握反证法是解此题的关键.
(1)根据题意即可得出结果;
(2)仿照(1)中所给例子证明即可.
【详解】(1)解:由题意可得:先假设是一个有理数;
(2)证明:假设是一个有理数,
则存在互素的整数、,使得,
∴
两边平方得:
∴,
即,
∴,
∴,
∵、是整数,
∴是有理数,但已知是无理数,矛盾,
故假设错误,
故是无理数.
6.(1)反证法是数学中一种常用的证明方法,通常先假设求证的结论是错误的,再由此推导出与已知、公理、定理或条件等相矛盾的结果,从而否定开始的假设,肯定先前求证结论的正确性.在证明“两直线平行,内错角相等”时,采用反证法.
如图1,已知:与是直线被直线所截得到的一对内错角,,直线分别与直线相交于点.
求证:
证明:假设______,过点N画一条直线,使得,如图2所示,根据______,可得,又因为,这样直线都过点N,这与______矛盾.
说明假设不成立,所以.
(2)如图3,已知,求的度数.
解:
____________( )
又
又 =( )
( )
【答案】(1);内错角相等,两直线平行;过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行;(2);;全等三角形对应角相等;;;;;;三角形外角的性质;;;全等三角形对应角相等
【分析】本题主要考查了平行线的性质,全等三角形的性质,平行线的唯一性,三角形外角的性质等等,熟知相关知识是解题的关键.
(1)根据题意先假设,过点N画一条直线,使得,则可证明,根据过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行可得矛盾点,据此求解即可;
(2)根据全等三角形对应角相等得到,则可求出的度数,再由三角形外角的性质和已知条件求出的度数,则可根据全等三角形的性质得到答案.
【详解】(1)证明:假设,过点N画一条直线,使得,如图2所示,根据内错角相等,两直线平行,可得,又因为,这样直线都过点N,这与过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行矛盾.
说明假设不成立,所以.
(2)解:
(全等三角形对应角相等)
又
,
又(三角形外角的性质)
(全等三角形对应角相等)
7.下面是小华证明“是无理数”的过程:“假设是有理数,那么它可以表示为两个整数的商,设(是互质的正整数),则,两边平方,得①,是偶数,是一个偶数,因此也是一个偶数,设(是正整数),由①式得,,从而是偶数,因而也是一个偶数,这与互质矛盾,所以不是有理数,因此是无理数. ”则下列说法错误的是( )
A.这种证明方法叫反证法;
B.反证法是一种间接的证明方法;
C.是无理数,可以表示成两个正整数的商的形式;
D.是无理数,不能表示成两个正整数的商的形式.
【答案】C
【分析】利用反证法的一般步骤是:①假设命题的结论不成立;②从这个假设出发,经过推理论证,得出矛盾;③由矛盾判定假设不正确,从而肯定原命题的结论正确,进而判断即可.
【详解】A. 由反证法的一般步骤可以得出这种证明方法叫反证法,故本选项正确;
B. 反证法是一种间接的证明方法,故本选项正确;
C. 是无理数,但不能表示成两个正整数的商的形式,故本选项错误;
D. 是无理数,不能表示成两个正整数的商的形式,故本选项正确.
故选:C
【点睛】此题主要考查了反证法及无理数,正确把握反证法的一般步骤是解题关键.
8.(1)在数学课本36页的阅读材料中,运用反证法说明“是一个无理数” .
阅读材料:“无理数”的由来.为什么不可能是一个有理数?现在我们用代数方法来解答这个问题.
假设是一个有理数,那么可以得到,其中a、b是整数,a与b互素且,这时,就有:,于是,则a是2的倍数.
再设,其中m是整数,就有:,
也就是:,
所以b也是2的倍数,可见a、b不是互素数,与前面所假设的a与b互素相矛盾,因此不可能是一个有理数.
请你也试着用反证法,说明是无理数.
解:假设是一个有理数.
则(a、b是整数,a与b互素且),
则
两边同时平方得: ,
所以: ,
因为: .
所以:是一个无理数.
(2)判断下面的说法是否正确.正确的打 “√”,错误的打“×”.
①任意两个无理数的和还是无理数.( )
②任意一个不为零的有理数与一个无理数的积为无理数.( )
(3)如果,其中、为有理数,求、的值.
【答案】(1);; a、b是整数,,所以为有理数.而是无理数,与前面假设矛盾
(2)① ×;②√
(3)
【分析】本题考查了无理数的证明,能够理解并运用题干的反证法是解题的关键.
(1)仿照题干方法进行证明即可;
(2)根据无理数的定义判断即可;
(3)整理后,根据对应部分相等列式求解即可.
【详解】解:(1)假设是一个有理数.
则(a、b是整数,a与b互素且),
则
两边同时平方得:,
所以:,
因为:a、b是整数,,所以为有理数.而是无理数,与前面假设矛盾.
所以:是一个无理数.
(2)①任意两个无理数的和还是无理数不正确,如:是有理数.
故答案为:×;
②任意一个不为零的有理数与一个无理数的积为无理数,正确.
故答案为:√;
(3)∵,
∴,
∴,
∴
∴.
9.用反证法证明:在三角形中,大角对大边.
【答案】见解析
【分析】假设不大于,即或,根据等腰三角形的性质和三角形外角的性质分别证明假设不成立,由此得出原命题成立.
本题主要考查了反证法,熟练掌握反证法的证明步骤是解题的关键.
【详解】解:如图,已知:在中,.求证:.
证明:假设不大于,即或.
当时,,这与已知条件相矛盾;
当时,如图,在边上截取,
则,
∵是的一个外角,
∴,
∴,
∴,
即,
这与已知条件相矛盾;
上述无论哪种情况,都与已知矛盾,所以假设不成立.
∴,
即在三角形中,大角对大边.
能力提升
1.在中,.求证:.(用反证法证明)
【答案】见解析
【分析】本题考查的是反证法.在假设结论不成立时要注意考虑结论的反面所有可能的情况,如果只有一种,那么否定一种就可以了,如果有多种情况,则必须一一否定.先假设,由等边对等角求得,推出,与三角形内角和定理等于相矛盾,即可证明假设不成立,推出结论成立.
【详解】解:假设,
∵,
∴,
∴,
∴,与三角形内角和定理等于相矛盾,
∴假设不成立,
∴.
2.用反证法证明:如图所示,已知,那么.
【答案】见解析.
【分析】反证法的步骤中,第一步是假设结论不成立,反面成立,进而证明即可解答.
【详解】证明:假设a不平行于b,即a与b相交.设a,b相交于点A,如图,
∵,
∴过直线外一点A有两条直线与直线c垂直,与过直线外一点有且只有一条直线与已知直线垂直相矛盾,故假设不成立,
∴原命题正确.
【点睛】在假设结论不成立时要注意考虑结论的反面所有可能的情况,如果只有一种,那么否定一种就可以了,如果有多种情况,则必须一一否定.
3.已知:m是正整数,且是偶数.求证:m是偶数.(注:利用反证法证明)
【答案】见解析
【分析】此题考查了反证法,完全平方公式,假设m不是偶数,则m为奇数,设(n为整数),证明出为奇数,与为偶数矛盾,即可证明.
【详解】解:假设m不是偶数,则m为奇数,
设(n为整数),则.
因为为偶数,
所以为奇数,与为偶数矛盾,
所以假设不成立,故m为偶数.
4.求证:在一个三角形中不能有两个角是钝角.(画出图形,写出已知、求证,并借助反证法进行证明.)
【答案】见解析
【分析】根据反证法的证明方法假设出命题,进而证明即可.
【详解】已知:如图,△ABC
求证:∠A、∠B、∠C中不能有两个角是钝角
证明:假设∠A、∠B、∠C中有两个角是钝角,不妨设∠A、∠B为钝角,则∠A+∠B>180°,
这与三角形的内角和定理相矛盾,故假设不成立,
所以原命题正确.
【点睛】此题主要考查了反证法,解题的关键是熟练掌握反证法的一般步骤:
①假设命题的结论不成立;
②从这个假设出发,经过推理论证,得出矛盾;
③由矛盾判定假设不正确,从而肯定原命题的结论正确.
拓展拔高
1.如图,在等腰三角形中,,是底边上的高,请你利用反证法证明是一个锐角.
【答案】见解析
【分析】本题考查的是反证法,熟知等腰三角形的性质和三角形内角和定理是解答此题的关键.
假设是钝角或直角,根据等腰三角形的性质及三角形内角和定理进行证明即可.
【详解】证明:假设是钝角或直角.
∵,是底边上的高,
∴.
∵是钝角或直角,
∴,不符合三角形内角和定理,
∴假设不成立,
∴是一个锐角.
2.用反证法证明:如果一个三角形的两条较短边的平方和不等于较长边的平方,那么这个三角形不是直角三角形.
【答案】见解析
【分析】直接利用反证法的一般步骤是:①假设命题的结论不成立;②从这个假设出发,经过推理论证,得出矛盾;③由矛盾判定假设不正确,从而肯定原命题的结论正确.
【详解】证明:如果一个三角形的两条较短边的平方和不等于较长边的平方,假设它是直角三角形,
则,由勾股定理可知,三角形的两条较短边的平方和等于较长边的平方,这与题给信息不符合.
所以假设错误,
所以如果一个三角形的两条较短边的平方和不等于较长边的平方,那么这个三角形不是直角三角形.
【点睛】此题主要考查了反证法,正确掌握反证法的一般步骤是解题关键.
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专题14 反证法
方法讲解
一、核心概念
反证法是一种间接证明方法,不从已知条件直接推导结论,而是先假设结论不成立,由此推出与已知条件、定义、定理或基本事实相矛盾的结果,从而说明假设错误,原命题成立。
二、适用范围
1.证明 “唯一性” 命题(如:过一点有且只有一条直线与已知直线平行)
2.证明 “否定性” 命题(如:一个三角形中不能有两个直角)
3.证明 “至多、至少” 类命题
4.直接证明难度大、条件较少的几何命题
5.简单数论类证明(如证明一个数是无理数等)
6.几何中平行线、相交线、三角形内角相关证明
三、常用反证类型
1. 否定结论型
对结论直接进行否定假设,推出矛盾。
2. 唯一性证明型
假设存在两个不同对象,推出矛盾从而证唯一。
3. 至少/至多型
假设 “至少 n 个” 不成立,即 “至多 n-1 个”,再推导矛盾。
4. 存在性证明型
假设不存在,推出与已知事实矛盾。
四、通用解题步骤
1.提出反设:假设命题的结论不成立;
2.逻辑推理:从反设出发,结合已知条件进行严谨推导;
3.导出矛盾:推出与定义、定理、已知或假设自相矛盾的结果;
4.否定反设:由矛盾判定假设不正确;
5.肯定结论:从而肯定原命题成立。
五、重点注意事项
1.反设必须准确否定结论,不能漏否定、多否定或错否定;
2.推导过程必须严谨有据,不能主观臆断;
3.矛盾可以是与已知矛盾、与定理矛盾、自相矛盾等;
4.反证法多用于证明题,一般不适用于纯计算题型;
5.初中阶段只要求简单应用,不涉及复杂逻辑结构。
六、常考典型应用
1.证明:过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行;
2.证明:一个三角形中不能有两个钝角或两个直角;
3.证明:两直线平行,同位角相等(逆命题类证明);
4.证明某些线段或角度关系无法成立;
5.简单 “至少有一个”“不可能同时” 类命题。
典型例题
【例1】牛顿高度评价反证法在数学证明中的关键作用,认为“反证法是数学家最精良的武器之一”.如图,用反证法证明命题“如果,那么”,首先应假设________.
【例2】反证法是初中数学中的一种证明方法,在中国古代数学发展的过程中起到了促进作用,比如墨子谈到“学之益也,说在诽者”,是通过证明“学习无益”的命题为假,以此才说明“学习有益”的命题为真,这就是反证法的例子.若我们用反证法证明命题“三角形中必有一个内角小于或等于”,则应先假设( )
A.三角形中没有内角大于 B.三角形中有一个内角大于
C.三角形中三个内角都大于 D.三角形中有两个内大于
【例3】反证法是初中数学中的一种证明方法,在中国古代数学发展的过程中起到了促进作用,比如墨子谈到“学之益也,说在诽者”,是通过证明“学习无益”的命题为假,以此才说明“学习有益”的命题为真,这就是反证法的例子.若我们用反证法证明命题“已知:在中,,求证:”时,应假设( )
A. B. C. D.
【例4】数学课上,同学提出如下问题:如何证明“两直线平行,同位角相等”
老师说这个证明可以用反证法完成,思路及过程如下:
小贴士
反证法不是直接从命题的已知得出结论,而是假设命题的结论不成立,由此经过推理得出矛盾,由矛盾断定所作假设不正确,从而得到原命题成立.在某些情形下,反证法是很有效的证明方法.
如图1,我们想要证明“如果直线被直线所截,,那么”
如图2
假设,过点O作直线,使,
依据基本事实______.
可得.
这样过点O就有两条直线,都平行于直线,这与基本事实______矛盾,
说明的假设是不对的,于是有.
【例5】当直接证明一个命题为真命题有困难时,我们可以先假设求证的结论不成立,然后利用命题的条件或有关的结论,通过推理导出矛盾,从而得出假设不成立,即所证明的结论正确,这种证明方法称为反证法.反证法是数学中一种常用的证明方法,它的一般证明思路是:第一步:假设求证的结论不成立;
第二步:基于假设进行逻辑推理,
第三步:推导出与条件、公理、定理等相矛盾的结果,
第四步:从而假设不成立,求证的结论正确.
(1)阅读正文并解答下列问题:
如图1,已知在中,,求证:.
证明:假设,
①若,
如图2,在内部作,交于点D.
∵,
∴;
∴,
∵
即:,
这与已知相矛盾,
∴假设不成立:
②若,
···
综上,.
请你补充②中所缺失的部分
(2)用反证法证明命题:“三角形的三个内角中,至少有一个内角小于或等于.”第一步应先假设______.
(3)如图,在中,均不相等,点D、E、F分别是的中点.求证:用反证法证明:线段与不垂直.
基础过关
1.反证法是数学中经常运用的一类“间接证明法”.用反证法证明:“已知,在中,AC为最长边,且.求证:不是直角三角形.”时,第一步应假设______.
2.反证法是数学证明的一种重要方法.请将下面运用反证法进行证明的过程补全.
已知:在中,.求证:.
证明:假设_____________________.
∵,
∴,
∴,
这与_______________________.
∴_______________________不成立.
∴
3.反证法是数学中一种常用的证明方法,请你用反证法证明“三角形三个内角中,至少有一个内角小于或等于”.(提示;先根据题意写出已知求证,再给予证明)
已知:
求证:
证明:
4.反证法是数学中一种常用的证明方法,通常先假设求证的结论是错误的,再由此推导出与已知、公理、定理或条件等相矛盾的结果,从而否定开始的假设,肯定先前求证结论的正确性.在证明“两直线平行,内错角相等”时,采用反证法.
如图1,已知:与是直线,被直线所截得到的一对内错角,,直线,分别与直线相交于点,.求证:.
证明:假设_______,过点N画一条直线,使得,
如图2所示,根据________,可得,
又因为,这样直线、都过点N,这与________矛盾.
说明假设不成立,所以______.
5.在数学课本36页的阅读材料中,运用反证法说明“是一个无理数”.
阅读材料:
“无理数”的由来:为什么不可能是一个有理数?现在我们用代数方法来解答这个问题.
(1)先假设__________,
那么可以得到,其中a、b是整数且a、b互素且,这时,就有:,
于是,则是2的倍数.
再设,其中是整数,就有:,
也就是:,
所以也是2的倍数,可见a、b不是互素数,与前面所假设的与互素相矛盾,因此不可能是一个有理数.
(2)请以(1)中“是一个无理数”为条件,利用反证法证明是一个无理数.
6.(1)反证法是数学中一种常用的证明方法,通常先假设求证的结论是错误的,再由此推导出与已知、公理、定理或条件等相矛盾的结果,从而否定开始的假设,肯定先前求证结论的正确性.在证明“两直线平行,内错角相等”时,采用反证法.
如图1,已知:与是直线被直线所截得到的一对内错角,,直线分别与直线相交于点.
求证:
证明:假设______,过点N画一条直线,使得,如图2所示,根据______,可得,又因为,这样直线都过点N,这与______矛盾.
说明假设不成立,所以.
(2)如图3,已知,求的度数.
解:
____________( )
又
又 =( )
( )
7.下面是小华证明“是无理数”的过程:“假设是有理数,那么它可以表示为两个整数的商,设(是互质的正整数),则,两边平方,得①,是偶数,是一个偶数,因此也是一个偶数,设(是正整数),由①式得,,从而是偶数,因而也是一个偶数,这与互质矛盾,所以不是有理数,因此是无理数. ”则下列说法错误的是( )
A.这种证明方法叫反证法;
B.反证法是一种间接的证明方法;
C.是无理数,可以表示成两个正整数的商的形式;
D.是无理数,不能表示成两个正整数的商的形式.
8.(1)在数学课本36页的阅读材料中,运用反证法说明“是一个无理数” .
阅读材料:“无理数”的由来.为什么不可能是一个有理数?现在我们用代数方法来解答这个问题.
假设是一个有理数,那么可以得到,其中a、b是整数,a与b互素且,这时,就有:,于是,则a是2的倍数.
再设,其中m是整数,就有:,
也就是:,
所以b也是2的倍数,可见a、b不是互素数,与前面所假设的a与b互素相矛盾,因此不可能是一个有理数.
请你也试着用反证法,说明是无理数.
解:假设是一个有理数.
则(a、b是整数,a与b互素且),
则
两边同时平方得: ,
所以: ,
因为: .
所以:是一个无理数.
(2)判断下面的说法是否正确.正确的打 “√”,错误的打“×”.
①任意两个无理数的和还是无理数.( )
②任意一个不为零的有理数与一个无理数的积为无理数.( )
(3)如果,其中、为有理数,求、的值.
9.用反证法证明:在三角形中,大角对大边.
能力提升
1.在中,.求证:.(用反证法证明)
2.用反证法证明:如图所示,已知,那么.
3.已知:m是正整数,且是偶数.求证:m是偶数.(注:利用反证法证明)
4.求证:在一个三角形中不能有两个角是钝角.(画出图形,写出已知、求证,并借助反证法进行证明.)
拓展拔高
1.如图,在等腰三角形中,,是底边上的高,请你利用反证法证明是一个锐角.
2.用反证法证明:如果一个三角形的两条较短边的平方和不等于较长边的平方,那么这个三角形不是直角三角形.
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