内容正文:
专题 12.3 定义 命题 证明全章复习讲义(知识梳理+题型精析+同步检测)
目录
一.知识梳理与题型精析 1
【知识点一】定义 1
【知识点二】命题 1
【知识点三】原命题与逆命题 2
【知识点四】证明 2
【知识点五】定理 2
【知识点六】反证法 2
【题型 1】命题与命题构成 2
【题型 2】命题的真假判断 4
【题型 3】互逆命题 7
【题型 4】命题的证明 9
【题型 5】几何与代数命题的推理与论证 13
【题型 6】定理与证明 15
【题型 7】反证法 18
二.同步检测 23
一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分) 23
二、填空题(本大题共8小题,每小题4分,共32分) 27
三、解答题(本大题共6小题,共58分) 29
一.知识梳理与题型精析
【知识点一】定义
对一个概念作出明确规定的语句叫作这个概念的定义。
【知识点二】命题
可以判断真假的陈述句叫作命题。
判断正确、符合客观事实的命题叫作真命题;假命题:判断错误、不符合客观事实的命题叫作假命题。
【知识点三】原命题与逆命题
原命题:在互逆命题的两个命题中,被作为原始陈述的那个命题,称为原命题。
逆命题定义:将原命题的条件与结论互换位置得到的新命题,称为原命题的逆命题。
【知识点四】证明
从命题的条件出发,根据一些已知的事实(如概念的定义,基本性质,真命题等),用“因为…,所以……”的形式一步一步推出命题的结论,从而确定这个命题为真命题的过程称为证明。
【知识点五】定理
一般情况下,数学中把一些基本的、重要的真命题叫作定理。
【知识点六】反证法
1、定义:我们通过否定命题的结论,发现了矛盾,从而反过来肯定命题结论成立的证明方法叫作反证法。
2、反证法步骤:
(1)先假设命题的结论不成立;
(2)从这个假设出发,经过若干步推理,得出矛盾;
(3)由矛盾判定假设不正确,从而肯定原来命题的结论成立。
【题型 1】命题与命题构成
【例题1】(25-26七年级下·福建南平·月考)如图,给出如下三个关系:①;②;③.选择其中两个作为条件,剩余一个作为结论,组成一个真命题.
(1)你组合的命题条件为_____,结论为__________;(填字号即可)
(2)请你证明这个命题.
【答案】(1)①②,③或①③,②或②③,①;(2)见分析
【分析】(1)根据平行直线的性质和判断即可得到答案;
(2)根据平行直线的判定和性质,即可证得.
解:(1)解:组合的命题为条件①②;结论③或条件①③;结论②或条件②③;结论①
(2)解:条件①②;结论③,证明如下:
,
,
,
,
;
条件①③;结论②,证明如下:
,
,
,
,
;
条件②③;结论①,证明如下:
,
,
;
,
.
【变式1】(25-26七年级下·上海崇明·期中)下列语句中,是命题的是( )
A.两条直线被第三条直线所截 B.两直线相交吗
C.过直线外一点作这条直线的垂线 D.内错角相等
【答案】D
【分析】命题的定义:判断一件事情的语句叫做命题.
解:A选项两条直线被第三条直线所截没有对事情作出判断,不是命题.
B选项两直线相交吗是疑问句,未对事情作出判断,不是命题.
C选项过直线外一点作这条直线的垂线是作图描述,未对事情作出判断,不是命题.
D选项内错角相等对两直线被截所得内错角的关系作出了判断,符合命题的定义,是命题.
【变式2】(25-26七年级下·山东淄博·期中)把命题“等角的余角相等”改写成“如果......那么......”的形式___.
【答案】如果两个角相等,那么这两个角的余角相等
【分析】命题由题设和结论两部分组成,将命题改写为“如果...那么...”的形式时,“如果”后接题设,“那么”后接结论,只需找出原命题的题设与结论即可进行改写.
解:命题“等角的余角相等”的题设是两个角相等,结论是这两个角的余角相等,因此改写为:如果两个角相等,那么这两个角的余角相等.
【变式3】(25-26八年级上·全国·单元复习)下列各语句中,哪些是命题,哪些不是命题?是命题的,请先将它改写为“如果……,那么……”的形式,再指出命题的条件和结论.
(1)同号两数的和一定不是负数.
(2)若,则.
(3)延长线段AB至点C,使B是AC的中点.
(4)互为倒数的两个数的积为1.
【答案】(1)是命题.改写:如果两个数同号,那么这两个数的和一定不是负数.条件:两个数同号.结论:这两个数的和一定不是负数;(2)是命题.改写:如果,那么.条件:.结论:;(3)不是命题;(4)是命题.改写:如果两个数互为倒数,那么这两个数的积为1.条件:两个数互为倒数.结论:这两个数的积为1.
【分析】(1)(2)(3)(4)根据命题的定义,逐一分析语句,即可解答.
解:(1)解:是命题.改写:如果两个数同号,那么这两个数的和一定不是负数.条件:两个数同号.结论:这两个数的和一定不是负数.
(2)解:是命题.改写:如果,那么.条件:.结论:.
(3)解:不是命题.因为它是一个操作指令,不是可以判断真假的陈述句.
(4)解:是命题.改写:如果两个数互为倒数,那么这两个数的积为1.条件:两个数互为倒数.结论:这两个数的积为1.
【点拨】本题考查了命题的定义与结构,熟练掌握命题是判断一件事情的语句是解题的关键.
【题型 2】命题的真假判断
【例题2】(24-25七年级下·辽宁葫芦岛·期中)已知,和.
(1)如图1,请直接写出与的关系;
(2)如图2,写出与的关系,并说明理由;
(3)结合(1),(2)的结论,请用自己的语言归纳得到一个真命题.
【答案】(1);(2),理由见分析;(3)如果两个角的两边分别平行,那么这两个角相等或者互补
【分析】(1)根据两直线平行,同位角相等即可证明;
(2)根据平行线的性质得,,则;
(3)根据(1)(2)的结论归纳得到一个真命题,即可求解.
解:(1)解:,理由如下:
设交于,
∵,
∴,,
∴;
(2)解:,理由如下:
设交于,
∵,
∴,,
∴.
(3)解:如果两个角的两边分别平行,那么这两个角相等或者互补
【变式1】(25-26七年级下·新疆乌鲁木齐·期中)下列语句中真命题的个数是( )
①两直线平行,同旁内角相等;
②命题“对顶角相等”是真命题;
③若,,则;
④在同一平面内,经过一点有且只有一条直线与已知直线垂直.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】根据平行线性质、对顶角性质、平行线判定、垂线的基本事实,逐一判断各命题真假,统计真命题个数即可.
解:①两直线平行,同旁内角互补,原命题错误,是假命题.
②对顶角的性质为对顶角相等,因此“对顶角相等”是真命题,原命题正确,是真命题.
③该命题未限定在同一平面内,不在同一平面时,满足,,与不一定平行,原命题错误,是假命题.
④根据垂线的基本事实,在同一平面内,经过一点有且只有一条直线与已知直线垂直,原命题正确,是真命题.
综上,真命题共有2个.
【变式2】(25-26七年级下·广东汕头·月考)下列命题中:①同旁内角相等,两直线平行;②如果两个角是直角,那么它们相等;③如果两个实数的平方相等,那么这两个实数相等;④过一点有且只有一条直线与已知直线平行.真命题有______.(填序号)
【答案】②
【分析】根据平行线的判定、直角的性质、实数的性质和平行公理,逐一判断每个命题的真假即可.本题考查命题真假的判断,熟练掌握相关基础定理和性质是解题的关键.
解:①同旁内角相等,两直线平行,是假命题. 平行线的判定定理为同旁内角互补,两直线平行.
②如果两个角是直角,那么它们相等,是真命题. 所有直角都等于,因此所有直角都相等.
③如果两个实数的平方相等,那么这两个实数相等,是假命题. 若两个实数的平方相等,则这两个实数相等或互为相反数.
④过一点有且只有一条直线与已知直线平行,是假命题. 平行公理为过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行.
【变式3】(2025八年级上·北京·专题练习)写出命题“两直线平行,同位角相等”的逆命题,并判断逆命题的真假.
【答案】逆命题:同位角相等,两直线平行;真命题
【分析】本题主要考查的是写出一个命题的逆命题的方法的知识点,简单概括为条件和结论互相交换位置就是互逆命题的联系,此命题和逆命题都是常见的平行线的判定和性质,都是真命题.
解:∵原命题的题设是“两直线平行”,结论是“同位角相等”,
∴交换题设和结论得到逆命题:“同位角相等,两直线平行”,
这个逆命题是真命题,是平行线的判定定理.
故答案为:逆命题:同位角相等,两直线平行;真命题.
【题型 3】互逆命题
【例题3】(24-25七年级下·江苏盐城·开学考试)回答以下问题
(1)如图,点A、B、C、D在一条直线上,填写下列空格:
∵(已知),
∴ ( ).
∵(已知),
∴ ( ),
∴ ( ).
(2)说出(1)的推理中运用了哪两个互逆的真命题.
【答案】(1)1;两直线平行,内错角相等;1;等量代换;;;内错角相等,两直线平行;(2)两直线平行,内错角相等;内错角相等,两直线平行
【分析】(1)根据平行线的性质,得出,证明,根据平行线的判定,得出答案即可;
(2)根据互逆命题的定义,进行判断即可.
解:(1)解:∵(已知),
∴(两直线平行,内错角相等),
∵(已知),
∴(等量代换),
∴(内错角相等,两直线平行).
(2)解:“两直线平行,内错角相等”与“内错角相等,两直线平行” 是互逆的真命题.
【变式1】(25-26八年级下·山东菏泽·期中)下列命题的逆命题正确的是( )
A.同角的补角相等
B.关于某条直线对称的两个图形是全等形
C.等角的余角相等
D.两直线平行,同旁内角互补
【答案】D
【分析】先将原命题改写成“如果…那么…”的形式,互换题设和结论得到逆命题,再根据相关几何概念和定理逐一判断逆命题的真假即可.
解:A项:原命题为“如果两个角是同一个角的补角,那么这两个角相等”,逆命题为“如果两个角相等,那么这两个角是同一个角的补角”,也可能是等角的补角,故逆命题错误;
B项:原命题为“如果两个图形关于某条直线对称,那么这两个图形是全等形”,逆命题为“如果两个图形是全等形,那么这两个图形关于某条直线对称”,全等图形位置任意,不一定关于某条直线对称,逆命题错误;
C项:原命题为“如果有两个角是相等的角的余角,那么它们相等”,逆命题为“如果有两个角相等,那么这两个角是相等的角的余角”,也可能是同角的余角,故逆命题错误;
D项:原命题为“如果两条直线平行,那么同旁内角互补”,逆命题为“如果同旁内角互补,那么两条直线平行”,这是平行线的判定定理,逆命题正确.
【变式2】(25-26八年级上·陕西咸阳·期中)命题“互为余角的两个角之和等于”的逆命题为_______.
【答案】两个角之和等于,则这两个角互为余角
【分析】本题主要考查逆命题;根据逆命题的定义:对于两个命题,如果一个命题的条件和结论分别是另外一个命题的结论和条件,那么这两个命题叫做互逆命题,其中一个命题叫做原命题,另外一个命题叫做原命题的逆命题,即可解答.
解:∵原命题“互为余角的两个角之和等于”中,条件是“两个角互为余角”,结论是“这两个角之和等于”,
∴根据逆命题的定义,交换条件和结论,得逆命题为“如果两个角之和等于,那么这两个角互为余角”.
故答案为:两个角之和等于,则这两个角互为余角.
【变式3】(24-25七年级下·江苏泰州·阶段检测)(1)已知:如图,直线被直线所截,. 求证:.
(2)你在(1)的证明过程中应用了哪两个互逆的真命题?请把这两个真命题写出来.
【答案】(1)见分析;(2)同旁内角互补,两直线平行;两直线平行,同旁内角互补
【分析】本题考查了平行线的判定与性质,命题与定理:命题的“真”“假”是就命题的内容而言.任何一个命题非真即假.要说明一个命题的正确性,一般需要推理、论证,而判断一个命题是假命题,只需举出一个反例即可.
(1)利用同旁内角互补,两直线平行和内错角相等;两直线平行判断,则利用平行线的传递性得到,然后根据平行线的性质得到结论;
(2)利用了平行线的判定与性质定理求解.
解:(1)证明:∵,
∴,
∴,
∴;
(2)解:在(1)的证明过程中应用的两个互逆的真命题为:同旁内角互补,两直线平行;两直线平行,同旁内角互补.
【题型 4】命题的证明
【例题4】(25-26七年级上·江苏南通·期末)一个命题的正确性需要经过推理才能作出判断,这个推理的过程叫做证明,对于命题“在同一平面内,如果一条直线垂直于两条平行线中的一条,那么它也垂直于另一条”如何来证明?小明通过画图,写出已知,求证,并加以证明,具体如下:
已知:如图,在同一平面内直线,①_____.
求证:②_____.
证明:∵(已知),∴③_____(④_____).
∵⑤_____(已知),∴⑥_____(⑦_____),
∴⑧_____(等式的基本事实),
∴⑨_____(⑩_____).
请把小明的说明过程补充完整.
【答案】①;②;③;④垂直的定义;⑤;⑥;⑦两直线平行,同位角相等;⑧;⑨;⑩垂直的定义
【分析】本题考查了平行线的性质以及垂直的定义,根据得到,再由,得到,即可证明.
解:已知:如图,在同一平面内直线,①.
求证:②.
证明:∵(已知),
∴③(④垂直的定义).
∵⑤(已知),
∴⑥(⑦两直线平行,同位角相等),
∴⑧(等式的基本事实),
∴⑨(⑩垂直的定义).
【变式1】(24-25七年级下·河北石家庄·期末)老师布置了一项作业,对一个真命题进行证明,下面是小云给出的证明过程:
证明:如图,,
.
,
,
,
已知该证明过程是正确的,则证明的真命题是( )
A.在同一平面内,若,且,则
B.在同一平面内,若,且,则
C.两直线平行,同位角不相等
D.两直线平行,同位角相等
【答案】A
【分析】阅读证明可以得到答案.
解:根据证明过程可知,证明的真命题是,且,则,
故选:A.
【点拨】本题考查命题与定理,解题的关键是能分清命题的题设与结论.
【变式2】(24-25八年级上·全国·课后作业)要判定一个命题是真命题,往往需要从命题的条件出发,根据已知的定义、基本事实、定理(包括推论),一步一步地推得结论成立,这样的推理过程叫做___________.
要说明一个命题是假命题,通常可以通过___________的方法,命题的反例是具备命题的条件,但不具备命题的___________的实例.
【答案】 证明 举反例 结论
【分析】根据根据证明的概念和举反例的概念直接填空即可..
解:要判定一个命题是真命题,往往需要从命题的条件出发,根据已知的定义、基本事实、定理(包括推论),一步一步地推得结论成立,这样的推理过程叫做证明.
要说明一个命题是假命题,通常可以通过举反例的方法,命题的反例是具备命题的条件,但不具备命题的结论的实例.
故答案为:证明;举反例;结论.
【点拨】本题主要考查了证明和举反例的概念,熟知相关知识是解题的关键.
【变式3】(25-26七年级下·广西玉林·期中)填写证明依据:如图,已知,.求证:.
证明:∵(已知),(__________),
∴(__________).
∴(__________).
∴(两直线平行,同位角相等).
∵(已知),
∴(等式的基本事实).
∴(__________).
∴(__________).
【答案】对顶角相等;等式的基本事实;同位角相等,两直线平行;内错角相等,两直线平行;两直线平行,内错角相等.
【分析】根据平行线的判定与性质求解即可.
解:证明:
∵(已知),(对顶角相等),
∴(等式的基本事实),
∴(同位角相等,两直线平行),
∴(两直线平行,同位角相等),
∵(已知),
∴(等式的基本事实).
∴(内错角相等,两直线平行).
∴(两直线平行,内错角相等).
【题型 5】几何与代数命题的推理与论证
【例题5】(24-25七年级上·江苏南京·阶段检测)桌子上有7张反面向上的纸牌,每次翻转n张(n为正整数)纸牌,多次操作后能使所有纸牌正面向上吗?用“”、“”分别表示一张纸牌“正面向上”、“反面向上”,将所有牌的对应值相加得到总和,我们的目标是将总和从变化为.
(1)当时,每翻转1张纸牌,总和的变化量是2或,则最少______次操作后所有纸牌全部正面向上;
(2)当时,每翻转2张纸牌,总和的变化量是______,多次操作后能使所有纸牌全部正面向上吗?若能,最少需要几次操作?若不能,简要说明理由.
【答案】(1)7;(2)14
【分析】(1)根据翻转的操作方法即可得出答案;
(2)根据三种情况进行分析,进而得出答案.
解:(1)解:总变化量:,
次数(至少):,
故答案为:7;
(2)解:①两张由反到正,变化:;
②两张由正到反,变化:;
③一正一反变一反一正,变化,
要使所有纸牌正面向上,则总变化量仍为14,
∵14无法由4,,0相加得到,
∴不能全正,故不能所有纸牌全正;
故答案为:14.
【点拨】此题主要考查了推理与论证,此题解题的关键是要明确:只有将一张牌翻动奇数次,才能使它的正面向上,根据“奇数奇数偶数,偶数奇数奇数”进行解答即可.
【变式1】(2024九年级·全国·竞赛)如图A、B、C是固定在桌面上的三根小棒,其中A上有5个大小不同的圆片,从上到下,圆片的直径依次增大.现要将这5个圆片移动到B上,要求:①每次只能移动一个圆片;②圆片只能在A、B、C之间移动;③大圆片不能放在小圆片上面.那么完成这件事情最少要移动圆片( )
A.31次 B.33次 C.17次 D.25次
【答案】A
【分析】本题考查的是数字类的规律探究,逻辑推理的应用,由题意,一个圆片至少要移动一次,两个圆片至少要移动3次,三个圆片至少要移动7次,从而归纳出五个圆片至少要移动的数量.
解:移动一个圆片,至少移动1次,而,
移动两个圆片,至少要移动3次,而,
移动三个圆片,至少要移动7次,而,
∴移动五个圆片,至少要移动(次),
故选:A.
【变式2】(25-26七年级下·北京·期中)小云计划户外徒步锻炼,每天有“低强度”“高强度”“休息”三种方案,图表对应了每天不同方案的徒步距离(单位:).若选择“高强度”要求前一天必须“休息”(第一天可选择“高强度”).则小云5天户外徒步锻炼的最远距离为______.
日期
第1天
第2天
第3天
第4天
第5天
低强度
8
6
6
5
4
高强度
12
13
14
12
8
休息
0
0
0
0
0
【答案】35
【分析】根据题意,按照“选择高强度要求前一天必须休息”的规则,枚举所有符合要求的徒步方案,计算每种方案的总徒步距离,比较后得到最远距离.
解:枚举所有符合规则的方案,计算总距离如下:
当安排2次高强度,第1天高强度、第3天高强度时,总距离为:
当安排2次高强度,第1天高强度、第4天高强度时,总距离为:
当安排2次高强度,第1天高强度、第5天高强度时,总距离为:
当安排2次高强度,第2天高强度、第4天高强度时,总距离为:
其余方案的总距离均小于,
比较得最远距离为.
【变式3】(2023八年级上·江苏泰州·竞赛)已知A,B,C,D,E代表1至9中不同的数字,,求的最大值.
【答案】
【分析】此题主要考查了数的十进制,根据两个数的和一定时,两个数越接近,乘积越大;两个数的差越大,乘积越小,推出它们乘积的最大值与最小值,然后计算它们的差即可得解.已知,因为两个数的和一定时,两个数越接近,乘积越大;两个数的差越大,乘积越小.验证,8时均无解,当时,,,此时符合题意且积最大,再把它们相乘即可求解.
解:首先两个数的和一定时,两个数的差越小,乘积越大,所以越大,乘积越大,
当时,,不符合题意;
当时,,不符合题意;
当时,,,此时符合题意且积最大,
此时积为:.
【题型 6】定理与证明
【例题6】(24-25八年级上·全国·课后作业)下列定理中,哪些有逆定理?如果有逆定理,说出它的逆定理.
(1)等腰三角形的两个底角相等.
(2)内错角相等,两直线平行.
(3)对顶角相等.
【答案】(1)有逆定理,逆定理为:两个底角相等的三角形是等腰三角形;(2)有逆定理,逆定理为:两直线平行,内错角相等;(3)没有逆定理
【分析】先写出对应命题的逆命题,然后判断真假即可得到答案.
解:(1)解:命题“等腰三角形的两个底角相等”的逆命题为“两个角相等的三角形是等腰三角形”,是真命题,故定理“等腰三角形的两个底角相等”有逆定理;
(2)解:命题“内错角相等,两直线平行”的逆命题为“两直线平行,内错角相等”,是真命题,故定理“内错角相等,两直线平行”有逆定理;
(3)解:命题“对顶角相等”的逆命题为“相等的角是对顶角”,是假命题,
故定理“对顶角相等”没有逆定理.
【点拨】本题主要考查了互逆命题和互逆定理,正确写出每个命题的逆命题并判断真假是解题的关键.
【变式1】(2025八年级上·全国·专题练习)定理“如果两个图形关于某直线对称,那么对称轴是对应点连线的垂直平分线”的逆定理是( )
A.如果对应点连线被某直线垂直平分,那么这两个图形关于这条直线对称
B.对称轴一定是对应点连线的垂直平分线
C.对应点连线的垂直平分线不一定是对称轴
D.两个图形如果不关于某直线对称,那么对称轴不是对应点连线的垂直平分线
【答案】A
【分析】本题考查了逆定理.根据原定理的条件和结论互换即可得到逆定理,即可求解.
解:原定理:如果两个图形关于某直线对称,那么对称轴是对应点连线的垂直平分线.
逆定理:如果对应点连线被某直线垂直平分,那么这两个图形关于这条直线对称.
选项A表述为“如果对应点连线被某直线垂直平分,那么这两个图形关于这条直线对称”,这与逆定理一致.
∵ 逆定理是原定理的条件与结论互换,
∴ 选项A正确.
选项B是原定理的结论,不是逆定理;选项C否定了逆定理;选项D是原定理的否命题,不是逆定理.
故选:A.
【变式2】(2025八年级上·全国·专题练习)定理“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”的逆定理是:如果一个三角形一边上的中线等于这边的一半,那么这个三角形是_________三角形.
【答案】直角
【分析】本题主要考查了直角三角形斜边中线,互逆定理,等腰三角形的性质等知识点.
原定理的逆命题是:如果一个三角形一边上的中线等于这边的一半,那么这个三角形是直角三角形.这可以通过等腰三角形的性质和三角形内角和定理推导得出.
解:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”的逆定理是:如果一个三角形一边上的中线等于这边的一半,那么这个三角形是直角三角形,理由如下:
如图,由题意得,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴是直角三角形,
故答案为:直角.
故答案为:直角.
【变式3】(24-25九年级下·湖南长沙·期中)人教版初中数学教科书七年级下册第18-19页告诉我们平行线所具有的3个性质:
性质1:两条平行线被第三条直线所截,同位角相等.
简单说成:两直线平行,同位角相等.
其中性质2、3都是利用性质1推导出来的,但是书上却没给出性质1的推理过程,而是通过测量观察数据而得出的.九年级上册学习了反证法后,我们可以尝试给出证明了.
已知:直线AB//CD,直线EF分别交AB、CD于点G、H,求证:∠BGF=∠DHF.
证明:假设 (1) ,
过点G作直线PQ,使得∠PGF=∠DHF,
∴PQ//CD( (2) ),
∵AB//CD,且AB也过点G,
∴与( (3) )矛盾,
所以假设错误,即∠BGF=∠DHF.
请完成上面(1)、(2)、(3)空:
(1)___________;
(2)___________;
(3)请选择合理的依据( )
A.两点确定一条直线
B.两直线平行,同位角相等
C.经过直线外一点,有且只有一条直线与这条直线平行
D.如果两条直线都与第三条直线平行,那么这两条直线也互相平行
【答案】(1)∠BGF≠∠DHF;(2)同位角相等,两直线平行;(3)C
【分析】(1)根据反证法先假设结论不成立,即∠BGF≠∠DHF;
(2)根据平行线的判定条件即可填写;
(3)根据平行公理即可选择.
解:(1)解:用反证法证明问题,先假设结论不成立,即∠BGF≠∠DHF
(2)同位角相等,两直线平行
(3)经过直线外一点,有且只有一条直线与这条直线平行
故选C
【点拨】本题考查了反证法,反证法的证明步骤一般先假设与要求证的结果相反的命题,再根据已知条件进行证明,最后得出的结论与已知或数学定理矛盾,从而说明要求证命题正确.
【题型 7】反证法
【例题7】(25-26八年级上·全国·课后作业)用反证法证明:在三角形中,大角对大边.
【答案】见分析
【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.
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.
【变式1】(24-25八年级下·辽宁丹东·期末)反证法是初中数学中的一种证明方法,在中国古代的数学发展过程中也起到了促进作用,比如墨子谈到“学之益也,说在诽者”,其是通过证明“学习无益”的命题为假,以此才说明“学习有益”的命题为真,这就是反证法的一个例子,我们用反证法证明命题“对角线不互相平分的四边形不是平行四边形”,应先假设( )
A.对角线互相平分的四边形是平行四边形 B.对角线互相平分的四边形不是平行四边形
C.对角线不互相平分的四边形是平行四边形 D.对角线不互相平分的四边形不是平行四边形
【答案】C
【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.
解:用反证法证明命题“对角线不互相平分的四边形不是平行四边形”,应先假设对角线不互相平分的四边形是平行四边形,
故选C.
【变式2】(24-25七年级下·北京·期末)数学课上,同学提出如下问题:
老师说这个证明可以用反证法完成,思路及过程如下:
如图1,我们想要证明“如果直线AB,CD被直线所截EF,AB∥CD,那么∠EOB=.”
如图2,假设∠EOB≠,过点O作直线A'B',使=,可得∥CD.这样过点O就有两条直线AB,都平行于直线CD,这与基本事实_________矛盾,说明∠EOB≠的假设是不对的,于是有∠EOB=∠.
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.
请补充上述证明过程中的基本事实:_________________________
【答案】 经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行, 经过直线外一点,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.
解:假设∠EOB≠∠EO'D,过点O作直线A'B',使∠EOB'=∠EO'D,依据基本事实 同位角相等,两直线平行,可得A'B'∥CD.这样过点O就有两条直线AB,A′B′都平行于直线CD,这与基本事实: 经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行矛盾,说明∠EOB≠∠EO'D的假设是不对的,于是有∠EOB=∠EO'D.
故答案为:经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行; 经过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行.
【点拨】本题考查了反证法,正确掌握反证法的基本步骤是解题的关键.
【变式3】(24-25九年级下·上海·阶段检测)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)见分析;(2)三角形的三个内角中,三个内角都大于;(3)见分析
【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.
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.
二.同步检测
一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分)
1.(25-26七年级下·广东汕头·期中)下列语言叙述是命题的是( )
A.赶紧写作业!
B.你喜欢陇南吗?
C.画一条端点为A的射线
D.《飞驰人生3》是2026年春节档电影票房冠军
【答案】D
【分析】命题是对某一事件作出判断的语句,据此对各选项逐一判断即可.
解:A、赶紧写作业!是祈使句,未对事件作出判断,不是命题;
B、你喜欢陇南吗?是疑问句,未对事件作出判断,不是命题;
C、画一条端点为A的射线,是操作指令,未对事件作出判断,不是命题;
D、《飞驰人生3》是2026年春节档电影票房冠军,对该事件作出了明确判断,是命题.
2.(25-26七年级下·安徽芜湖·期中)命题“两直线平行,内错角相等”中的“内错角”( )
A.是题设 B.既是题设,也是结论
C.是结论 D.既不是题设,也不是结论
【答案】D
【分析】先将原命题改写为“如果…那么…”的形式,区分出完整题设和结论,再判断“内错角”的属性
解:将原命题改写为“如果两直线平行,那么内错角相等”,
命题中,“如果”引出的部分是题设,“那么”引出的部分是结论,
∵ 完整题设为“两直线平行”,完整结论为“内错角相等”,
∴ “内错角”只是结论中的部分名词,既不是完整题设,也不是完整结论,
因此选D
3.(25-26七年级下·河北石家庄·期中)下列语句中,是真命题的是( )
A.相等的角是对顶角
B.同旁内角互补
C.若,则
D.对于直线a,b,c,如果,,那么
【答案】D
【分析】运用对顶角性质、平行线性质、平方的性质等知识点,逐个判断选项即可得到正确结论.
解:A.相等的角不一定是对顶角,如平行线的同位角相等,但不是对顶角,因此A是假命题;
B.只有两直线平行时,同旁内角才互补,选项缺少前提条件,因此B是假命题;
C.若,则或,例如满足但,因此C是假命题;
D.根据平行线的性质,平行于同一直线的两条直线互相平行,因此若,,则,D是真命题.
4.(25-26七年级下·河北唐山·期中)对于命题“如果,,那么”,下面四组值中,能说明这个命题是假命题的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
解:A、,,则,不能说明这个命题是假命题;
B、,,则,能说明这个命题是假命题;
C、,不符合条件,不能说明这个命题是假命题;
D、,,不符合条件,不能说明这个命题是假命题.
5.(25-26八年级下·全国·课后作业)下列说法正确的是( )
A.每个命题都有逆命题
B.每个定理都有逆定理
C.原命题与逆命题同为真命题或同为假命题
D.定理的逆命题是真命题
【答案】A
【分析】根据命题,逆命题,定理,逆定理的基本概念,根据相关概念逐一判断选项即可得到结果.
解:根据定义,交换原命题的题设和结论即可得到原命题的逆命题.
任意命题都可以写成“如果…那么…”的形式,都能交换题设和结论得到逆命题,故每个命题都有逆命题,选项A正确.
定理是经过证明的真命题,只有定理的逆命题也是真命题时,原定理才有逆定理;若逆命题为假,原定理没有逆定理,例如“对顶角相等”是定理,它的逆命题“相等的角是对顶角”是假命题,原定理没有逆定理,因此B错误.
原命题的真假和逆命题的真假没有必然关系,原命题为真时逆命题可以为假,例如“对顶角相等”原命题为真,逆命题为假,因此原命题与逆命题不一定同真同假,C错误.
定理的逆命题既可能是真命题也可能是假命题,因此D错误.
6.(24-25八年级下·江苏苏州·月考)用反证法证明“在中,若,则”时,应先假设( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了反证法,熟练掌握反证法是解题的关键.根据反证法先假设结论的反面成立,进行判断即可.
解:由题意得,应先假设;
故选:D.
7.(24-25八年级下·福建三明·期中)已知四个正数的和等于1,下列说法正确的是( )
A.这四个数都等于
B.至少有一个数大于
C.至少有一个数不大于
D.这四个数中恰有两个数大于,两个数小于
【答案】C
【分析】本题考查的是反证法的应用,解此题关键要懂得反证法的意义及步骤.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.
先要假设每个数大于,则四个正数的和大于1,即可证明结论.
解:先要假设每个数大于,
则四个正数的和大于1,
与已知已知四个正数的和等于1矛盾,
故至少有一个数不大于,
故选:C.
8.(25-26八年级上·浙江台州·期中)下列说法中,正确的是( )
A.所有的命题都有逆命题
B.所有的定理都有逆定理
C.真命题的逆命题一定是真命题
D.假命题的逆命题一定是假命题
【答案】A
【分析】本题考查命题与逆命题的基本概念.命题由条件和结论组成,交换条件和结论即可得到逆命题,因此所有命题都有逆命题.但定理的逆命题不一定成立,真命题的逆命题不一定为真,假命题的逆命题不一定为假.
解:A、任何命题都可以通过交换条件和结论得到逆命题,即所有的命题都有逆命题,选项正确;
B、定理的逆命题不一定为真,如“全等三角形对应角相等”的逆命题不成立,即不是所有定理都有逆定理,选项错误;
C、真命题的逆命题可能为假,如“对顶角相等”的逆命题“相等的角是对顶角”为假,选项错误;
D、假命题的逆命题可能为真,如“若两个角相等,则它们是对顶角”的逆命题“若两个角是对顶角,则它们相等”为真,选项错误;
故选:A.
9.(25-26七年级下·四川绵阳·阶段检测)下列命题是真命题的是( )
A.数轴上距离原点越远的数越大
B.坐标轴上的点不属于任何象限
C.两条直线被第三条直线所截,同旁内角互补
D.直线外一点到这条直线的垂线段,叫作点到直线的距离
【答案】B
【分析】根据数轴,平面直角坐标系,点到直线的距离,平行线的性质等相关基本概念,逐一判断各命题的真假即可得到答案.
解:A.∵数轴上原点左侧的负数,距离原点越远,数值越小,∴A是假命题.
B.根据平面直角坐标系的定义,坐标轴上的点不属于任何象限,∴B是真命题.
C.∵只有两条平行直线被第三条直线所截,同旁内角才互补,命题未给出两直线平行的前提,∴C是假命题.
D.∵直线外一点到这条直线的垂线段的长度,才叫作点到直线的距离,距离是长度不是垂线段本身,∴D是假命题.
10.(25-26七年级下·山东烟台·期中)下列命题中真命题的个数有( )
①过一点有且只有一条直线与已知直线垂直;②两条直线被第三条直线所截,同位角相等;③过一点有且只有一条直线与已知直线平行;④不是对顶角的角不相等.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】A
【分析】根据垂线,平行线的相关性质,对顶角的概念,平行公理,逐一进行判断即可.
解:① 该命题未限定“在同一平面内”,该结论仅在同一平面内成立,因此原命题是假命题;
② 只有两条平行直线被第三条直线所截时,同位角才相等,原命题缺少条件,因此是假命题;
③ 只有过直线外一点,才有且只有一条直线与已知直线平行,若点在已知直线上,无法作出与已知直线平行的直线,原命题缺少条件,因此是假命题;
④ 两个相等的同位角,不是对顶角但相等,因此原命题是假命题;
∴ 四个命题均为假命题,真命题的个数为0.
2、 填空题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
11.(25-26八年级上·全国·单元测试)在讨论“对顶角不相等”是不是命题的问题时,甲说:“这不是命题,因为这句话是错误的.”乙说:“这是命题,因为它作出了判断,只不过这一判断是错误的,所以它是假命题.”由此可判断______的说法是正确的.
【答案】乙
【分析】本题考查了命题与定理:判断一件事情的语句,叫做命题.许多命题都是由题设和结论两部分组成,题设是已知事项,结论是由已知事项推出的事项,一个命题可以写成“如果…那么…”形式;有些命题的正确性是用推理证实的,这样的真命题叫做定理.根据命题的定义对两种说法进行判断.
解:乙的说法正确.因为“对顶角不相等”是一个判断语句,所以它是命题,根据对顶角的性质可得到它是假命题.
故答案为:乙.
12.(11-12七年级下·安徽芜湖·期中)将命题“对顶角相等”写成“如果……,那么……”的形式________.
【答案】如果两个角是对顶角,那么这两个角相等
【分析】先拆分原命题得到题设与结论,再按照要求改写为“如果……那么……”的形式即可.
解:命题“对顶角相等”中,题设为两个角是对顶角,结论为这两个角相等,
因此改写为“如果两个角是对顶角,那么这两个角相等”.
13.(25-26七年级下·江苏常州·期中)说明命题“如果,那么”是假命题,只需举出一个反例,反例中的______.(写出一个即可)
【答案】(答案不唯一)
【分析】只需要满足即可.
解:当时,满足,此时,不满足,
故反例可以是.
14.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期中)“如果两个数相等,那么它们的绝对值相等”的逆命题是_______.
【答案】如果两个数的绝对值相等,那么这两个数相等
【分析】交换原命题的题设与结论即可得到原命题的逆命题.
解:“如果两个数相等,那么它们的绝对值相等”的逆命题是“如果两个数的绝对值相等,那么这两个数相等”.
15.(2025七年级下·全国·专题练习)用反证法证明“三角形中必有一个内角不大于”时,应假设_________.
【答案】每一个内角都大于
【分析】本题考查反证法,熟练掌握反证法的基本步骤是解题的关键.写出与结论相反的假设即可.
解:第一步应假设结论不成立,即每一个内角都大于.
故答案为:每一个内角都大于.
16.(25-26八年级下·河南开封·期中)写出一对互逆定理:__________.
【答案】两直线平行,同位角相等;同位角相等,两直线平行(答案不唯一)
【分析】本题考查了互逆定理的概念:如果一个定理的逆命题能被证明为真命题,那么它也是一个定理,这两个定理称为互逆定理.
根据互逆定理的定义,找出原命题和逆命题都为真命题的一对定理即可.
解:举例:原定理为“两直线平行,同位角相等”,其逆命题为“同位角相等,两直线平行”,
该逆命题已被证明为真命题,因此二者是一对互逆定理.
17.(25-26七年级下·云南·期中)命题“等角的补角相等”是一个_______________(填“真命题”或“假命题”).
【答案】真命题
【分析】根据补角的性质判断命题的真假即可.
解:设这两个角分别为和,且;
根据等式的性质可得,即等角的补角相等,
故原命题是真命题.
18.(2026九年级下·北京·专题练习)能说明命题“若,,则”是假命题的一组实数、的值为______,______.
【答案】 2(答案不唯一) 1(答案不唯一)
【分析】由可知,、同正或同负;由可知,,若要命题是假命题,只需找到时,,此时、同正,据此取、值即可.
解:当,时,,,,
此时满足,,但,则命题是假命题.
三、解答题(本大题共6小题,共58分)
19.(本小题满分8分)(25-26七年级下·河北沧州·期中)如图,直线,相交于点.已知条件:①平分;②平分;③.
(1)选择两个条件作为题设,另外一个条件作为结论组成一个真命题,并证明;
(2)在(1)的条件下,若,求的值.
【答案】(1)题设:①②;结论:③;证明见分析(答案不唯一);(2)
【分析】本题考查了对顶角、邻补角以及角平分线的定义,解题的关键是:(1)根据邻补角互补结合已知找出;(2)通过比例关系结合邻补角互补求出的度数.
(1)根据邻补角互补可得出,结合角平分线和垂直的定义可以证明;
(2)由结合邻补角互补、对顶角相等,可求出的度数,根据平分、平分,可得出的度数以及,再根据邻补角互补结合,可求出的度数,进而可得答案.
解:(1)解:题设:①②;结论:③;(或题设:①③;结论:②;或题设:②③;结论:①)
证明:∵平分,平分,
∴,.
∴,
∴;
题设:①③;结论:②;
证明:∵平分,
∴,
∴;
∴,,
∴,即平分,
题设:②③;结论:①,同理可证.
(2)解:∵,
∴,
∴.
∵平分,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
20.(本小题满分8分)(2025·福建泉州·二模)已知实数a、b、c、m、n满足,.
(1)当时,求证:;
(2)若m,n为正整数,且为奇数,请用反证法证明:m,n至少有一个为奇数.
【答案】(1)见分析;(2)见分析
【分析】本题考查整式的运算、因式分解、等式的性质等基础知识:考查运算能力、推理能力、创新意识等,以及综合应用所学知识分析、解决问题的能力.
(1)先得出,,求出,再根据证明结论;
(2)假设m,n没有一个奇数,则,都为偶数,所以为偶数,找出矛盾进而证明结论.
解:(1)解:因为,,
所以,,
所以,
因为,,
所以,
所以,即.
(2)解:假设m,n没有一个奇数,即m,n都为偶数,
所以,都为偶数,即,都为偶数,
所以为偶数,
这与为奇数矛盾,
所以假设不成立,
所以m,n至少有一个为奇数.
21.(本小题满分10分)(25-26八年级上·全国·单元复习)如图,,,.求的度数.
【答案】
【分析】本题考查了平行线性质以及三角形外角的性质,掌握平行线性质和三角形外角的性质是解题的关键.
根据两直线平行,内错角相等以及三角形外角的性质即可解答.
解:如图,延长交于点M.
,
,
.
又,
.
22.(本小题满分10分)(25-26八年级上·内蒙古包头·期末)如图,已知,.现有2个条件:①;②.
(1)请在上述2个条件中选择其中一个作为已知条件,另一个作为结论组成一个真命题,你选择的条件是________,结论是________;(填序号,写出一种即可)
(2)证明上述真命题,并写出完整的证明过程和证明依据.
示例:(已知),
【答案】(1)①,②(或②,①);(2)见分析
【分析】本题考查了垂线的定义、余角的定义、平行线的判定与性质,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
(1)根据题干所给条件分析即可得解;
(2)根据垂线的定义、余角的定义、平行线的判定与性质证明即可.
解:(1)解:选择的条件是①,结论是②或选择的条件是②,结论是①.
(2)证明:方法一:选择的条件是①,结论是②,则证明如下:
(已知),
(垂直的定义),
(余角的定义).
,且(已知),
(等量代换),
(等角的余角相等),
(同位角相等,两直线平行).
方法二:选择的条件是②,结论是①,则证明如下:
(已知),
(两直线平行,同位角相等).
(已知),
(垂直的定义),
(余角的定义).
(等量代换).
(已知),
(等角的余角相等).
23.(本小题满分10分)(25-26七年级下·广西南宁·期中)探究与证明
【推理证明】
(1)如图,,垂足为, ,垂足为,,求证.
请补全下面的证明过程.
证明:∵ ,(已知),
∴ (垂直的定义).
∴ (________________________).
∴ (两直线平行,同位角相等).
又∵ (已知),
∴ ( ).
∴ (________________________).
【拓展证明】
(2)若把(1)中的题设“”与结论“”对调,其他条件不变,所得命题是真命题还是假命题?若是真命题,则仿照(1)写出证明过程;若是假命题,则请举出反例.
【迁移应用】
(3)如图,有下列四个条件:,,,.从中选出三个作为题设,另一个作为结论,构成命题,其中,有 个真命题.
【答案】(1)同位角相等,两直线平行;3;3;两直线平行,内错角相等;等量代换;(2)真命题,理由见分析;(3)4
【分析】(1)根据平行线的判定和性质进行证明即可;
(2)根据平行线的判定和性质进行证明即可;
(3)分别写出四种情况,分别进行说明和证明即可得到结论.
解:(1)证明:∵ ,(已知),
∴ (垂直的定义),
∴ (同位角相等,两直线平行),
∴ (两直线平行,同位角相等),
又∵ (已知),
∴ (两直线平行,内错角相等),
∴ (等量代换);
(2)解:真命题,理由如下:
∵,(已知),
∴(垂直的定义),
∴(同位角相等,两直线平行),
∴(两直线平行,同位角相等),
∵(已知),
∴(等量代换),
∴(内错角相等,两直线平行);
(3)解: 在(1)中已经证明,条件:①②④,结论:③,为真命题;
在(2)中已经证明,条件:①②③,结论:④,为真命题;
条件:②③④,结论:①,
证明:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,故此命题为真命题;
条件:①③④,结论:②,
证明:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,故此命题为真命题;
综上可知,共4个真命题.
24.(本小题满分12分)(25-26八年级下·河南郑州·期中)定义:对于任意两个实数a、b,若满足,则称数对为异差数对.
观察例子:
当,时,,,,则数对为异差数对.
(1)验证:判断数对是否为异差数对;
(2)推理证明:当时,数对一定是异差数对;
(3)判断命题:“若是异差数对,则”是真命题还是假命题?若是真命题,请写出理由;若是假命题,请举出恰当反例.
【答案】(1)数对是异差数对;(2)见分析;(3)该命题是假命题.反例不唯一,例如异差数对满足条件,但,不满足.
【分析】(1)代入数值计算,根据异差数对的定义验证判断即可.
(2)由得出,进而得出,即可证明.
(3)由(2)可知原命题不成立,然后举反例即可.
解:(1)解:∵,,,
∴数对是异差数对.
(2)证明:∵
∴,
∴,
∴,
∴.
即数对一定是异差数对.
(3)解:该命题是假命题.
由(2)的结论可知,当时,数对也可以是异差数对,因此原命题不成立.
举反例:数对是异差数对,其中,,满足是异差数对,但,不满足,原命题是假命题.
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专题 12.3 定义 命题 证明全章复习讲义(知识梳理+题型精析+同步检测)
目录
一.知识梳理与题型精析 1
【知识点一】定义 1
【知识点二】命题 1
【知识点三】原命题与逆命题 2
【知识点四】证明 2
【知识点五】定理 2
【知识点六】反证法 2
【题型 1】命题与命题构成 2
【题型 2】命题的真假判断 3
【题型 3】互逆命题 4
【题型 4】命题的证明 5
【题型 5】几何与代数命题的推理与论证 6
【题型 6】定理与证明 7
【题型 7】反证法 9
二.同步检测 11
一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分) 11
二、填空题(本大题共8小题,每小题4分,共32分) 13
三、解答题(本大题共6小题,共58分) 13
一.知识梳理与题型精析
【知识点一】定义
对一个概念作出明确规定的语句叫作这个概念的定义。
【知识点二】命题
可以判断真假的陈述句叫作命题。
判断正确、符合客观事实的命题叫作真命题;假命题:判断错误、不符合客观事实的命题叫作假命题。
【知识点三】原命题与逆命题
原命题:在互逆命题的两个命题中,被作为原始陈述的那个命题,称为原命题。
逆命题定义:将原命题的条件与结论互换位置得到的新命题,称为原命题的逆命题。
【知识点四】证明
从命题的条件出发,根据一些已知的事实(如概念的定义,基本性质,真命题等),用“因为…,所以……”的形式一步一步推出命题的结论,从而确定这个命题为真命题的过程称为证明。
【知识点五】定理
一般情况下,数学中把一些基本的、重要的真命题叫作定理。
【知识点六】反证法
1、定义:我们通过否定命题的结论,发现了矛盾,从而反过来肯定命题结论成立的证明方法叫作反证法。
2、反证法步骤:
(1)先假设命题的结论不成立;
(2)从这个假设出发,经过若干步推理,得出矛盾;
(3)由矛盾判定假设不正确,从而肯定原来命题的结论成立。
【题型 1】命题与命题构成
【例题1】(25-26七年级下·福建南平·月考)如图,给出如下三个关系:①;②;③.选择其中两个作为条件,剩余一个作为结论,组成一个真命题.
(1)你组合的命题条件为_____,结论为__________;(填字号即可)
(2)请你证明这个命题.
【变式1】(25-26七年级下·上海崇明·期中)下列语句中,是命题的是( )
A.两条直线被第三条直线所截 B.两直线相交吗
C.过直线外一点作这条直线的垂线 D.内错角相等
【变式2】(25-26七年级下·山东淄博·期中)把命题“等角的余角相等”改写成“如果......那么......”的形式___.
【变式3】(25-26八年级上·全国·单元复习)下列各语句中,哪些是命题,哪些不是命题?是命题的,请先将它改写为“如果……,那么……”的形式,再指出命题的条件和结论.
(1)同号两数的和一定不是负数.
(2)若,则.
(3)延长线段AB至点C,使B是AC的中点.
(4)互为倒数的两个数的积为1.
【题型 2】命题的真假判断
【例题2】(24-25七年级下·辽宁葫芦岛·期中)已知,和.
(1)如图1,请直接写出与的关系;
(2)如图2,写出与的关系,并说明理由;
(3)结合(1),(2)的结论,请用自己的语言归纳得到一个真命题.
【变式1】(25-26七年级下·新疆乌鲁木齐·期中)下列语句中真命题的个数是( )
①两直线平行,同旁内角相等;
②命题“对顶角相等”是真命题;
③若,,则;
④在同一平面内,经过一点有且只有一条直线与已知直线垂直.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式2】(25-26七年级下·广东汕头·月考)下列命题中:①同旁内角相等,两直线平行;②如果两个角是直角,那么它们相等;③如果两个实数的平方相等,那么这两个实数相等;④过一点有且只有一条直线与已知直线平行.真命题有______.(填序号)
【变式3】(2025八年级上·北京·专题练习)写出命题“两直线平行,同位角相等”的逆命题,并判断逆命题的真假.
【题型 3】互逆命题
【例题3】(24-25七年级下·江苏盐城·开学考试)回答以下问题
(1)如图,点A、B、C、D在一条直线上,填写下列空格:
∵(已知),
∴ ( ).
∵(已知),
∴ ( ),
∴ ( ).
(2)说出(1)的推理中运用了哪两个互逆的真命题.
【变式1】(25-26八年级下·山东菏泽·期中)下列命题的逆命题正确的是( )
A.同角的补角相等
B.关于某条直线对称的两个图形是全等形
C.等角的余角相等
D.两直线平行,同旁内角互补
【变式2】(25-26八年级上·陕西咸阳·期中)命题“互为余角的两个角之和等于”的逆命题为_______.
【变式3】(24-25七年级下·江苏泰州·阶段检测)(1)已知:如图,直线被直线所截,. 求证:.
(2)你在(1)的证明过程中应用了哪两个互逆的真命题?请把这两个真命题写出来.
【题型 4】命题的证明
【例题4】(25-26七年级上·江苏南通·期末)一个命题的正确性需要经过推理才能作出判断,这个推理的过程叫做证明,对于命题“在同一平面内,如果一条直线垂直于两条平行线中的一条,那么它也垂直于另一条”如何来证明?小明通过画图,写出已知,求证,并加以证明,具体如下:
已知:如图,在同一平面内直线,①_____.
求证:②_____.
证明:∵(已知),∴③_____(④_____).
∵⑤_____(已知),∴⑥_____(⑦_____),
∴⑧_____(等式的基本事实),
∴⑨_____(⑩_____).
请把小明的说明过程补充完整.
【变式1】(24-25七年级下·河北石家庄·期末)老师布置了一项作业,对一个真命题进行证明,下面是小云给出的证明过程:
证明:如图,,
.
,
,
,
已知该证明过程是正确的,则证明的真命题是( )
A.在同一平面内,若,且,则
B.在同一平面内,若,且,则
C.两直线平行,同位角不相等
D.两直线平行,同位角相等
【变式2】(24-25八年级上·全国·课后作业)要判定一个命题是真命题,往往需要从命题的条件出发,根据已知的定义、基本事实、定理(包括推论),一步一步地推得结论成立,这样的推理过程叫做___________.
要说明一个命题是假命题,通常可以通过___________的方法,命题的反例是具备命题的条件,但不具备命题的___________的实例.
【变式3】(25-26七年级下·广西玉林·期中)填写证明依据:如图,已知,.求证:.
证明:∵(已知),(__________),
∴(__________).
∴(__________).
∴(两直线平行,同位角相等).
∵(已知),
∴(等式的基本事实).
∴(__________).
∴(__________).
【题型 5】几何与代数命题的推理与论证
【例题5】(24-25七年级上·江苏南京·阶段检测)桌子上有7张反面向上的纸牌,每次翻转n张(n为正整数)纸牌,多次操作后能使所有纸牌正面向上吗?用“”、“”分别表示一张纸牌“正面向上”、“反面向上”,将所有牌的对应值相加得到总和,我们的目标是将总和从变化为.
(1)当时,每翻转1张纸牌,总和的变化量是2或,则最少______次操作后所有纸牌全部正面向上;
(2)当时,每翻转2张纸牌,总和的变化量是______,多次操作后能使所有纸牌全部正面向上吗?若能,最少需要几次操作?若不能,简要说明理由.
【变式1】(2024九年级·全国·竞赛)如图A、B、C是固定在桌面上的三根小棒,其中A上有5个大小不同的圆片,从上到下,圆片的直径依次增大.现要将这5个圆片移动到B上,要求:①每次只能移动一个圆片;②圆片只能在A、B、C之间移动;③大圆片不能放在小圆片上面.那么完成这件事情最少要移动圆片( )
A.31次 B.33次 C.17次 D.25次
【变式2】(25-26七年级下·北京·期中)小云计划户外徒步锻炼,每天有“低强度”“高强度”“休息”三种方案,图表对应了每天不同方案的徒步距离(单位:).若选择“高强度”要求前一天必须“休息”(第一天可选择“高强度”).则小云5天户外徒步锻炼的最远距离为______.
日期
第1天
第2天
第3天
第4天
第5天
低强度
8
6
6
5
4
高强度
12
13
14
12
8
休息
0
0
0
0
0
【变式3】(2023八年级上·江苏泰州·竞赛)已知A,B,C,D,E代表1至9中不同的数字,,求的最大值.
【题型 6】定理与证明
【例题6】(24-25八年级上·全国·课后作业)下列定理中,哪些有逆定理?如果有逆定理,说出它的逆定理.
(1)等腰三角形的两个底角相等.
(2)内错角相等,两直线平行.
(3)对顶角相等.
【变式1】(2025八年级上·全国·专题练习)定理“如果两个图形关于某直线对称,那么对称轴是对应点连线的垂直平分线”的逆定理是( )
A.如果对应点连线被某直线垂直平分,那么这两个图形关于这条直线对称
B.对称轴一定是对应点连线的垂直平分线
C.对应点连线的垂直平分线不一定是对称轴
D.两个图形如果不关于某直线对称,那么对称轴不是对应点连线的垂直平分线
【变式2】(2025八年级上·全国·专题练习)定理“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”的逆定理是:如果一个三角形一边上的中线等于这边的一半,那么这个三角形是_________三角形.
【变式3】(24-25九年级下·湖南长沙·期中)人教版初中数学教科书七年级下册第18-19页告诉我们平行线所具有的3个性质:
性质1:两条平行线被第三条直线所截,同位角相等.
简单说成:两直线平行,同位角相等.
其中性质2、3都是利用性质1推导出来的,但是书上却没给出性质1的推理过程,而是通过测量观察数据而得出的.九年级上册学习了反证法后,我们可以尝试给出证明了.
已知:直线AB//CD,直线EF分别交AB、CD于点G、H,求证:∠BGF=∠DHF.
证明:假设 (1) ,
过点G作直线PQ,使得∠PGF=∠DHF,
∴PQ//CD( (2) ),
∵AB//CD,且AB也过点G,
∴与( (3) )矛盾,
所以假设错误,即∠BGF=∠DHF.
请完成上面(1)、(2)、(3)空:
(1)___________;
(2)___________;
(3)请选择合理的依据( )
A.两点确定一条直线
B.两直线平行,同位角相等
C.经过直线外一点,有且只有一条直线与这条直线平行
D.如果两条直线都与第三条直线平行,那么这两条直线也互相平行
【题型 7】反证法
【例题7】(25-26八年级上·全国·课后作业)用反证法证明:在三角形中,大角对大边.
【变式1】(24-25八年级下·辽宁丹东·期末)反证法是初中数学中的一种证明方法,在中国古代的数学发展过程中也起到了促进作用,比如墨子谈到“学之益也,说在诽者”,其是通过证明“学习无益”的命题为假,以此才说明“学习有益”的命题为真,这就是反证法的一个例子,我们用反证法证明命题“对角线不互相平分的四边形不是平行四边形”,应先假设( )
A.对角线互相平分的四边形是平行四边形 B.对角线互相平分的四边形不是平行四边形
C.对角线不互相平分的四边形是平行四边形 D.对角线不互相平分的四边形不是平行四边形
【变式2】(24-25七年级下·北京·期末)数学课上,同学提出如下问题:
老师说这个证明可以用反证法完成,思路及过程如下:
如图1,我们想要证明“如果直线AB,CD被直线所截EF,AB∥CD,那么∠EOB=.”
如图2,假设∠EOB≠,过点O作直线A'B',使=,可得∥CD.这样过点O就有两条直线AB,都平行于直线CD,这与基本事实_________矛盾,说明∠EOB≠的假设是不对的,于是有∠EOB=∠.
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.
请补充上述证明过程中的基本事实:_________________________
【变式3】(24-25九年级下·上海·阶段检测)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.
二.同步检测
一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分)
1.(25-26七年级下·广东汕头·期中)下列语言叙述是命题的是( )
A.赶紧写作业!
B.你喜欢陇南吗?
C.画一条端点为A的射线
D.《飞驰人生3》是2026年春节档电影票房冠军
2.(25-26七年级下·安徽芜湖·期中)命题“两直线平行,内错角相等”中的“内错角”( )
A.是题设 B.既是题设,也是结论
C.是结论 D.既不是题设,也不是结论
3.(25-26七年级下·河北石家庄·期中)下列语句中,是真命题的是( )
A.相等的角是对顶角
B.同旁内角互补
C.若,则
D.对于直线a,b,c,如果,,那么
4.(25-26七年级下·河北唐山·期中)对于命题“如果,,那么”,下面四组值中,能说明这个命题是假命题的是( )
A., B.,
C., D.,
5.(25-26八年级下·全国·课后作业)下列说法正确的是( )
A.每个命题都有逆命题
B.每个定理都有逆定理
C.原命题与逆命题同为真命题或同为假命题
D.定理的逆命题是真命题
6.(24-25八年级下·江苏苏州·月考)用反证法证明“在中,若,则”时,应先假设( )
A. B. C. D.
7.(24-25八年级下·福建三明·期中)已知四个正数的和等于1,下列说法正确的是( )
A.这四个数都等于
B.至少有一个数大于
C.至少有一个数不大于
D.这四个数中恰有两个数大于,两个数小于
8.(25-26八年级上·浙江台州·期中)下列说法中,正确的是( )
A.所有的命题都有逆命题
B.所有的定理都有逆定理
C.真命题的逆命题一定是真命题
D.假命题的逆命题一定是假命题
9.(25-26七年级下·四川绵阳·阶段检测)下列命题是真命题的是( )
A.数轴上距离原点越远的数越大
B.坐标轴上的点不属于任何象限
C.两条直线被第三条直线所截,同旁内角互补
D.直线外一点到这条直线的垂线段,叫作点到直线的距离
10.(25-26七年级下·山东烟台·期中)下列命题中真命题的个数有( )
①过一点有且只有一条直线与已知直线垂直;②两条直线被第三条直线所截,同位角相等;③过一点有且只有一条直线与已知直线平行;④不是对顶角的角不相等.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
2、 填空题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
11.(25-26八年级上·全国·单元测试)在讨论“对顶角不相等”是不是命题的问题时,甲说:“这不是命题,因为这句话是错误的.”乙说:“这是命题,因为它作出了判断,只不过这一判断是错误的,所以它是假命题.”由此可判断______的说法是正确的.
12.(11-12七年级下·安徽芜湖·期中)将命题“对顶角相等”写成“如果……,那么……”的形式________.
13.(25-26七年级下·江苏常州·期中)说明命题“如果,那么”是假命题,只需举出一个反例,反例中的______.(写出一个即可)
14.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期中)“如果两个数相等,那么它们的绝对值相等”的逆命题是_______.
15.(2025七年级下·全国·专题练习)用反证法证明“三角形中必有一个内角不大于”时,应假设_________.
16.(25-26八年级下·河南开封·期中)写出一对互逆定理:__________.
17.(25-26七年级下·云南·期中)命题“等角的补角相等”是一个_______________(填“真命题”或“假命题”).
18.(2026九年级下·北京·专题练习)能说明命题“若,,则”是假命题的一组实数、的值为______,______.
三、解答题(本大题共6小题,共58分)
19.(本小题满分8分)(25-26七年级下·河北沧州·期中)如图,直线,相交于点.已知条件:①平分;②平分;③.
(1)选择两个条件作为题设,另外一个条件作为结论组成一个真命题,并证明;
(2)在(1)的条件下,若,求的值.
20.(本小题满分8分)(2025·福建泉州·二模)已知实数a、b、c、m、n满足,.
(1)当时,求证:;
(2)若m,n为正整数,且为奇数,请用反证法证明:m,n至少有一个为奇数.
21.(本小题满分10分)(25-26八年级上·全国·单元复习)如图,,,.求的度数.
22.(本小题满分10分)(25-26八年级上·内蒙古包头·期末)如图,已知,.现有2个条件:①;②.
(1)请在上述2个条件中选择其中一个作为已知条件,另一个作为结论组成一个真命题,你选择的条件是________,结论是________;(填序号,写出一种即可)
(2)证明上述真命题,并写出完整的证明过程和证明依据.
示例:(已知),
23.(本小题满分10分)(25-26七年级下·广西南宁·期中)探究与证明
【推理证明】
(1)如图,,垂足为, ,垂足为,,求证.
请补全下面的证明过程.
证明:∵ ,(已知),
∴ (垂直的定义).
∴ (________________________).
∴ (两直线平行,同位角相等).
又∵ (已知),
∴ ( ).
∴ (________________________).
【拓展证明】
(2)若把(1)中的题设“”与结论“”对调,其他条件不变,所得命题是真命题还是假命题?若是真命题,则仿照(1)写出证明过程;若是假命题,则请举出反例.
【迁移应用】
(3)如图,有下列四个条件:,,,.从中选出三个作为题设,另一个作为结论,构成命题,其中,有 个真命题.
24.(本小题满分12分)(25-26八年级下·河南郑州·期中)定义:对于任意两个实数a、b,若满足,则称数对为异差数对.
观察例子:
当,时,,,,则数对为异差数对.
(1)验证:判断数对是否为异差数对;
(2)推理证明:当时,数对一定是异差数对;
(3)判断命题:“若是异差数对,则”是真命题还是假命题?若是真命题,请写出理由;若是假命题,请举出恰当反例.
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