内容正文:
华东师大版(新教材)数学八年级上册
第13章 勾股定理
13.1.3 反证法
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直角三角形的判定
如果三角形的三边长a,b,c有关系a2+b2=c2,那么这个三角形是直角三角形.
内容
作用
从三边数量关系判定一个三角形是否是直角三角形.
勾股数
满足a2+b2=c2的三个正整数.
复习导入
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作出以如下各组数为边长的三角形,算算较短的两边长的平方和是否等于最长边的平方,再观察它们的图形,你发现了什么?
(1)a=1.0,b=2.4,c=2.6;(2)a=2,b=3,c=4;(3) a=2,b=2.5,c=3.
12+2.42=2.62
22+32≠42
22+2.52≠32
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可以发现,第一组恰好满足a²+b²=c²,由勾股定理的逆定理可知,组成的三角形是直角三角形,与所作图形一致.而另外两个三角形较短的两边长的平方和都不等于最长边的平方,所作图形都不是直角三角形.
可以得到什么样的猜想呢?
12+2.42=2.62
22+32≠42
22+2.52≠32
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思考 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.
探究: (1) 假设它是直角三角形;
(2) 根据勾股定理,一定有 a2 + b2 = c2 ,与已知条件 a2 + b2≠c2 矛盾;
(3) 因此假设不成立,即它不是直角三角形.
c
a
b
A
C
B
反证法
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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) 然后通过逻辑推理,推出与基本事实、已证的定理、定义或已知条件等相矛盾;
(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”.
知识要点
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猜想:当一个三角形的三边长a、b、c(a≤b≤c)存在关系a²+b²≠c²时,这个三角形不是直角三角形.
分析:想从已知条件a²+b²≠c²(a≤b≤c)出发,
直接经过推理得出结论,十分困难.
我们可以换一种思维方式,用如下方法证明这个结论:
(1)假设它是直角三角形;
(2)根据勾股定理,一定有a²+b²=c²,与已知条件a²+b²≠c²矛盾;
(3)因此假设不成立,即它不是直角三角形.
怎样证明这个猜想是正确的呢?
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反证法:从命题的结论的反面出发,进行推理论证,引出矛盾,从而证明命题成立,这样的证明方法叫做“反证法”.
步骤:
(1)假设结论的反面是正确的;
(2)通过演绎推理,推出与基本事实、已证的定理、定义或已知条件等相矛盾;
(3)说明假设不成立,进而得出原结论正确.
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知识点 反证法
1. 在中,若,则 .下面是运用反证法
证明这个命题的四个步骤:
①所以 ,这与三角形的内角和为 矛盾;
②因此假设不成立,所以 ;
③假设在中, ;
④由,得 ,即 .
这四个步骤正确的顺序应是( )
D
A.④③①② B.③④②① C.①②③④ D.③④①②
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2.[2025长春月考]用反证法证明“若,则 ”时,应假设
( )
C
A. B. C. D.
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先思考作什么假设,再用反证法写出推理过程.
假设:a²+b²=c²
推理矛盾:∠C≠90°是否成立?
对于一般的非直角三角形,情况又会如何呢?
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例1 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.
证明: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”这个基本事实矛盾.
所以假设不成立,因此两条直线相交只有一个交点.
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例1 写出下列各结论的反面:
(1) a∥b;
(2) a≥0;
(3) b 是正数;
(4) a⊥b.
a<0
b 是 0 或负数
a 不垂直于 b
a 不平行于 b
典例精析
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例2 在△ABC 中,AB≠AC,求证:∠B≠∠C.
A
B
C
证明:假设 ,
则 ( ).
这与 矛盾.
假设不成立.
∴ .
∠B=∠C
AB=AC
等角对等边
已知 AB≠AC
∠B≠∠C
小结:反证法的步骤:假设结论的反面成立→逻辑推理得出矛盾→肯定原结论正确
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例2 证明: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至少有一个内角小于或等于60°.
证明: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°.
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1. 求证:在一个三角形中,如果两条边不相等,那么它们所对的角也不相等.
已知:在△ABC中,AB≠AC.
求证:∠C≠∠B.
证明:假设∠C=∠B,
由“等角对等边”可知AB=AC,
这与已知“AB≠AC”矛盾,
所以假设不成立,即∠C≠∠B.
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现在再回到勾股定理:直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方. 即“在△ABC 中,如果 AB = c,BC = a,CA = b,且∠C = 90°,那么 a2 + b2 = c2”是一个真命题.
对于一般的非直角三角形,情况又会如何呢?
即“在△ABC 中,如果 AB = c,BC = a,CA = b,且∠C≠90°,那么a2 + b2≠c2 ”是真命题吗?
想一想
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1. 反设:
证明:
3. 得出结论:
2. 推出矛盾:
假设在△ABC 中,∠C≠90° 时,
a2 + b2 = c2 成立.
根据勾股定理的逆定理,当 a² + b² = c² 时,△ABC 是直角三角形且∠C=90°,这与已知条件∠C≠90° 矛盾.
所以假设不成立,即原命题“在△ABC 中,如果 AB=c,BC=a,CA=b,且∠C≠90°,那么 a² + b²≠c² ”是真命题.
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2. 求证:两条直线被第三条直线所截,如果内错角不相等,那么这两条直线不平行.
已知:如图,直线AB、CD分别与直线EF交于点G、H,∠1≠∠2.
求证:AB不平行于CD.
证明:假设AB∥CD,由“两直线平行,内错角相等”可知∠1=∠2,这与已知“∠1≠∠2”矛盾.所以假设不成立,即AB不平行于CD.
D
C
A
B
E
F
G
H
1
2
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1.本节课主要学习了哪些知识?
2.本节课你还有哪些疑惑?说一说.
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一级标题:黑体,
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步骤
内容
从命题的结论的反面出发,进行推理论证,引出矛盾,从而证明命题成立,这样的证明方法叫做反证法.
1.先假设命题的结论不成立,即假设结论的反面是正确的;
2.从这个假设出发,通过演绎推理,推出与基本事实、已证的定理、定义或已知条件相矛盾;
3.由矛盾判定假设不正确,从而得到原结论正确.
反证法
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谢谢大家聆听
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