内容正文:
第二十九章 圆
29.1.2 过三点的圆(2)
通过实例体会反证法的含义,感悟数学论证的逻辑,发展推理能力.
学习目标
2
我们知道,经过不在同一条直线上的三个点,可以作一个圆. 那么,经过同一条直线上的三个点,可以作一个圆吗?
A
B
C
l
课堂导入
如图,假设经过同一条直线 l上的A,B,C三点可以作一个圆.
设这个圆的圆心为P,
那么点P 既在线段AB的垂直平分线l1上,
又在线段BC的垂直平分线l2上,
即点P为l1与l2的交点.
而l1⊥l,l2⊥l,
这与以前学过的“过一点有且只有一条直线与已知直线垂直”矛盾.
所以,经过同一条直线上的三个点不能作圆.
l1
l2
P
A
B
C
l
这个证明过程与我们之前学习的有什么不同?
它不是直接去证明命题的结论,而是先提出与结论相反的假设(即假设经过同一条直线上的三个点可以作一个圆),再推导出和定义、基本事实、定理或题设等相矛盾的结果,然后由矛盾断定所作假设不正确,从而得到原命题成立.
知识点 反证法
新知讲解
反证法
先提出与命题结论相反的假设,再推导出和定义、基本事实、定理或题设等相矛盾的结果,然后由矛盾断定所作假设不正确,从而得到原命题成立. 这种方法叫作反证法.
注意:
(1)当一个命题从正面不容易证明时,常常采用反证法;
(2)当原命题结论的反面不止一种情况时,必须把所有情况一一否定,才能得出原命题成立.
②
③
①
这也是用反证法证明命题的一般步骤.
知识点 反证法
新知讲解
回顾之前学习的平行线的性质 “两直线平行,同位角相等”,由 “两直线平行” 直接推导 “同位角相等” 比较困难,可以采用反证法.
如图 ,我们要证明:如果AB∥ CD,那么∠1=∠2.
假设∠1≠∠2,过点O作直线A'B',使∠EOB'=∠2.
根据 “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CD,
这与基本事实 “过直线外一点有且只有一条直线与这条直线平行” 矛盾.
这说明假设∠1≠∠2不正确,从而∠1=∠2.
知识点 反证法
新知讲解
用反证法说明:一个三角形中不能有两个角是直角.
已知:∠A,∠B,∠C是△ABC的三个内角.
求证:∠A,∠B,∠C是中不能有两个角是直角.
证明:假设 ,
设 .
则 .
这与 相矛盾,所以假设不成立.
因此, .
∠A,∠B,∠C中能有两个角是直角
∠A=∠B=90°
三角形的内角和为180°
一个三角形中不能有两个角是直角
∠A+∠B+∠C >180°
例1
知识点 反证法
新知讲解
常见结论词的否定形式对照表
结论词 是 都是 大 (小) 于 能 相等 至少有一个 至多有一个
否定
形式 不是 不都是 不大 (小) 于 不能 不相等 一个也没有 至少有两个
知识点 反证法
新知讲解
1. 用反证法说明 400 人中至少有两个人的生日相同.
解:假设400人中任意两个人的生日都不相同,
所以1年至少有400天,
这与1年只有365天或366天矛盾,
所以假设不正确,
故400人中至少有两个人的生日相同.
随堂练习
2.用反证法说明:在同一平面内,一条直线与两条平行线中的一条相交,必定与另一条也相交.
已知:在同一平面内,直线a∥b,直线c与直线a相交于点P.
求证:直线c与直线b相交.
证明:假设直线c与直线b不相交,
∴c∥ b.
又a∥ b,
∴a∥c,这与已知“直线c与直线a相交于点P”相矛盾,
∴假设不正确,
∴直线c与直线b相交.
P
a
b
c
随堂练习
3. 如图,AB,CD是⊙O内两条非直径的弦.
求证:AB与CD不能互相平分.
证明:如图,设AB,CD相交于点P,连接OA,OB,OP.
假设AB与CD能互相平分.
∵在△OAB中,OA=OB,
∴△OAB是等腰三角形.
∵AP=BP,
∴OP⊥AB,同理OP⊥CD,
这与“同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直”矛盾,
∴假设不正确,∴AB与CD不能互相平分.
P
随堂练习
反证法
先提出与命题结论相反的假设,再推导出和定义、基本事实、定理或题设等相矛盾的结果,然后由矛盾断定所作假设不正确,从而得到原命题成立.
常见结论词的否定形式对照表
结论词 是 都是 大 (小) 于 能 相等 至少有一个 至多有一个
否定
形式 不是 不都是 不大 (小) 于 不能 不相等 一个也没有 至少有两个
课堂小结
1.用反证法证明命题“在△ABC中,AB=AC,求证:∠B<90°”,应先假设( )
A.∠B≥90° B.∠B>90°
C.∠B≠90° D.AB≠AC
A
巩固练习
2.用反证法证明“三角形的三个外角中至少有两个钝角”应先假设 .
三角形的三个外角中至多有一个钝角
3.用反证法证明“平行于同一直线的两条直线平行”应假设 .
平行于同一直线的两条直线相交
4.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60°”.(提示:先根据题意写出已知、求证,再给予证明)
已知:
求证:
证明:
解:已知:在△ABC中,∠A,∠B,∠C为三个内角.
求证:∠A,∠B,∠C中至少有一个内角小于或等于60°.
证明:假设△ABC的三个内角都大于60°,即∠A>60°,∠B>60°,∠C>60°,
则将三个不等式相加,得∠A+∠B+∠C>60°+60°+60°=180°,
此结论与“三角形内角和为180°”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60°.
5.用反证法证明命题:“一个三角形中不能有两个直角”的过程可以归纳为以下三个步骤:
①∠A+∠B+∠C=90°+90°+∠C>180°,这与三角形内角和为180°相矛盾,所以∠A=∠B=90°不成立;
②所以一个三角形中不能有两个直角;
③假设三角形的三个内角∠A,∠B,∠C中有两个直角,不妨设∠A=∠B=90°.
正确的顺序应为( )
A.①②③ B.①③② C.②③① D.③①②
D
6.用反证法证明下列问题:如图,AB,CD是☉O内非直径的两条弦,求证:AB与CD不能互相平分.
证明:连接AC,AD,CB,BD,
假设AB和CD互相平分,
则四边形CADB是平行四边形,
∴∠CAD=∠CBD.
∵∠CAD所对的是优弧,∠CBD所对的是劣弧,
∴∠CAD≠∠CBD,
故假设不成立,原命题正确,即AB与CD不能互相平分.
$