内容正文:
第十三章 勾股定理
13.1.3 反证法
学习目标
1.了解反证法的证明步骤,体会反证法证明问题的思想,并能够运用反证法来证明一些问题.
2.理解并体会反证法的思想内涵.
3.在证明的过程中,培养演绎推理能力.
如图,在△ABC中,AB=c,BC=a,AC=b,(a≤b≤c),当a2 +b2 =c2时,这个三角形一定是直角三角形吗?
c
a
b
A
C
B
解析:由a2 +b2 =c2 ,根据勾股定理的逆定理可知∠C=90°,这个三角形一定是直角三角形.
复习旧知
若将上面的条件改为“在△ABC中,AB=c,BC=a,AC=b(a≤b≤c),a2+b2≠c2”,请问这个三角形是否一定不是直角三角形呢?请说明理由.
c
a
b
A
C
B
1.假设它是一个直角三角形;
2.由勾股定理,一定有a2 +b2 = c2,与已知条件a2+b2≠c2矛盾;
3.因此假设不成立,即它不是一个直角三角形.
探究新知
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这种证明方法与前面的证明方法不同,其步骤为:
(1)先假设结论的反面是正确的;
(2)然后通过演绎推理,得出与基本事实、已证的定理、
定义或已知条件相矛盾;
(3)从而说明假设不成立,进而得出原结论正确.
像这样的证明方法叫“反证法”.
归 纳
反证法是一种论证方式,首先假设命题的结论不成立,然后推理出明显矛盾的结果,从而下结论说原假设不成立,原命题得证.
例5 求证:两条直线相交只有一个交点.
已知:两条相交直线l1与l2.
求证:l1与l2只有一个交点.
分析:想从已知条件“两条相交直线l1与l2”出发,经过推理,得出结论“l1与l2只有一个交点”是很困难的,因此可以考虑用反证法.
探究新知
解:如图,假设两条相交直线l1与l2.不止一个交点,不妨假设
l1与l2有两个交点A和B.
这样过点A和点B就有两条直线l1和l2.这与两点确定一
条直线,即经过点A和点B的直线只有一条的基本事实矛盾.
所以假设不成立,因此两条直线相交只有一个交点.
探究新知
a
b
A
●
B
●
例6 求证:在一个三角形中,至少有一个内角小于或等于60°.
已知:△ABC.
求证:△ABC中至少有一个内角小于或等于60°.
解:假设△ABC中没有一个内角小于或等于 60°,
即∠A> 60°, ∠B > 60°, ∠C> 60°.
于是∠A + ∠B + ∠C > 60° + 60° + 60° = 180°,
这与“三角形的内角和等于180°”这个定理矛盾.
所以△ABC中至少有一个内角小于或等于60°.
探究新知
运用反证法证明命题时,常见的结论词的否定形式有:
是 都是 大(小)于 能 相等 至少
有一个 至少
有n个 至多
有一个 负数
不是 不都是 不大
(小)于 不能 不相等 一个也
没有 至多有
(n-1)个 至少
有两个 非负数
结论词
否定
形式
探究新知
归 纳
1.试说出下列命题的反面:
(1)a是实数; (2)a大于2;
(3)a小于2; (4)至少有2个;
(5)最多有一个; (6)两条直线平行;
2.用反证法证明“若a2≠ b2,则a ≠ b”的第一步是 .
3.用反证法证明“如果一个三角形没有两个相等的角,那么这个三角形不是等腰三角形”的第一步 .
a不是实数
a小于或等于2
a大于或等于2
至多有一个
至少有两个
两直线相交
假设a=b
假设这个三角形是等腰三角形
巩固练习
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4.用反证法证明:等腰三角形的底角都是锐角.
已知:在△ABC中,AB=AC,求证:∠B、∠C都是锐角.
证明:假设等腰三角形的底角不是锐角.
证明:假设∠B、∠C都是直角或钝角.
∵AB=AC,∴∠B=∠C,∵∠B、∠C是直角或钝角,
∴∠A+∠B+∠C>180°,这与三角形内角和为180°
矛盾.∴等腰三角形的底角都是锐角.
5.已知:a是整数,2能整除a2.
求证:2能整除a.
证明:假设命题的结论不成立,即“2不能整除a”.
因为a是整数,故a是奇数.
不妨设a=2n+1(n是整数),
∴a2=(2n+1)2=4n2+4n+1=2(2n2+2n)+1,
∴a2是奇数,则2不能整除a2 ,这与已知矛盾.
∴假设不成立,∴2能整除a.
巩固练习
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作业布置
作业布置
作业:
教材第129页 练习1-3题.
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6.已知m为正整数,m2为偶数,用反证法证明m为偶数.
证明:假设m为奇数,不妨设m=2n+1(n为自然数),
则m2=(2n+1)2=4n2+4n+1.
∵4n2、4n均为偶数,∴4n2+4n为偶数.
∴4n2+4n+1为奇数.∴m2为奇数.
这与已知条件“m2为偶数”相矛盾,
∴假设不成立. ∴m为偶数.
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