内容正文:
第二十九章 圆
29.1.2 过三点的圆
第2课时 反证法
目
录
1. 学习目标
4. 知识点 反证法
5. 课堂小结
6. 当堂小练
CONTENTS
7. 拓展与延伸
3. 新课导入
2. 知识回顾
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
知识回顾
确定圆的条件
(2) 不在同一条直线上的三个点确定一个圆.
(1) 已知圆心、半径,可以确定一个圆 .
经过三角形的三个顶点可以作一个圆,这个圆叫做三角形的外接圆,这个三角形叫做这个圆的内接三角形 .
(1) 定义: 三角形的外接圆的圆心是三角形三条边的垂直平分线的交点,叫作这个三角形的外心 .
(2) 性质: 三角形的外心到三角形三个顶点的距离相等,等于三角形外接圆的半径.
三角形的外接圆
三角形的外心
新课导入
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
新课讲解
知识点 反证法
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.
新课讲解
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.
②
③
①
这也是用反证法证明命题的一般步骤.
反证法
反证法适用情形:
(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.
新课讲解
用反证法证明命题的一般步骤
(1) 否定结论:假设命题的结论不成立;
(2) 推出矛盾:从这个假设出发,经过推理论证,得出矛盾;
(3) 肯定结论:由矛盾判定假设不正确,从而肯定原命题的结论正确.
常见的有三种类型:
与定义、基本事实、定理、性质、推论相矛盾;
与已知条件相矛盾;自相矛盾(与假设相矛盾)
反证法中常用的结论词与反设词
结论词 反设词
至少有一个 一个也没有
最多有一个 至少有两个
至少有n 个 最多有(n-1)个
最多有n 个 至少有(n+1)个
都是 不都是
一定是 不一定是
新课讲解
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.
新课讲解
例
1. 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°
新课讲解
例
正确的顺序应为 ( )
D
A. ①②③ B. ①③② C. ③②① D. ③①②
2. 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:
,这与三角形的内角和为 相矛盾,所以 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,, 中有两个直角,不妨设 .
新课讲解
练一练
三角形的三个内角都大于60°
1. 用反证法证明“三角形的三个内角中至少有一个角不大于60°”时,第一步应假设:_________________________
新课讲解
练一练
2. 利用反证法求证:一个三角形中不能有两个角是钝角.
证明:假设△ABC中有两个角是钝角,不妨设∠A,∠B为钝角,则∠A+ ∠B>180°,这与三角形内角和定理相矛盾,故假设不成立. 因此,原命题成立.
课堂小结
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
当堂小练
D
A. 假设三个外角都是钝角
B. 假设三个外角中至少有一个钝角
C. 假设三个外角中至多有两个钝角
D. 假设三个外角中至多有一个钝角
1. 用反证法证明“三角形的三个外角中至少有两个钝角”时,假设正确的是 ( )
当堂小练
D
A.
B. 点在 的外部
C. 点在 上
D. 点在上或点在 的内部
2. 用反证法证明“若的半径为,点到圆心的距离 大于,则点在 的外部”,首先应假设 ( )
当堂小练
B
A. 两点确定一条直线
B. 在同一平面内,过一点与已知直线垂直的直线只有一条
C. 过直线外一点与已知直线平行的直线只有一条
D. 垂直的定义
3. 命题“在同一平面内,垂直于同一条直线的两条直线互相平行”,用反证法证明时,最终推出与 ( ) 矛盾.
当堂小练
4. 在△ABC中,AB=AC,求证:∠B<90°. (用反证法证明)
证明:假设∠B 90°.
∵AB=AC,
∴∠B=∠C.
∴∠C+∠B ≥180°.
∴∠A+∠B+∠C 180°,这与三角形内角和定理相矛盾.
∴假设不成立.
∴∠B 90°.
当堂小练
A. 点在圆外 B. 点在圆上
C. 点在圆心上 D. 点在圆上或圆外
5. 用反证法证明时,假设结论“点在圆内”不成立,那么点与圆的位置关系只能是 ( )
D
当堂小练
6. 用反证法证明命题“在中,,则” 时,首先应该假设 ( )
C
A. B. 且
C. D. 且
解:反证法证明命题时,首先提出与命题的结论相反的假设.
原命题的结论为,相反的假设为,
首先应该假设 .
7. 如图,在同一平面内,已知 直线于点, 与直线相交(不垂直)于点. 求证:与 必相交.
证明:假设与 不相交,则____//____.
,
,
这与与直线 不垂直相矛盾.
假设与 不相交________.
与 ________.
当堂小练
不成立
必相交
解:已知:如图,,,都被 所截.
求证: .
证明:假设 .
,
.
,
,这和平角为 矛盾.
假设 不成立,即 .
当堂小练
8. 用反证法证明:两直线平行,同旁内角互补.
当堂小练
9. 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
拓展与延伸
1. 设,,是不全相等的任意整数,若 ,,.求证:,, 中至少有一个大于零.(用反证法)
证明:假设,, .
,, ,
.
,, ,
,, .
,这与,, 是不全相等的任意整数相矛盾.
,, 中至少有一个大于零.
拓展与延伸
2. 如图,在中,,是 的平分线,是边上的中线.用反证法证明点与点 不重合.
证明:假设点与点重合.如图,延长到 ,使,连接 .
是边上的中线, .
又, , .
,
是的平分线,
,这与相矛盾.
点与点重合是错误的. 点 与点 不重合.
$