内容正文:
13.1.3 反证法 教学设计
(2026—2027学年 华东师大版八年级数学上册)
课题名称
13.1.3 反证法
课型
新授课
教学资源
多媒体课件、几何图形示例
教学
内容
解析
内容
反证法的概念;反证法的三步骤(反设、归谬、定论);用反证法证明简单命题
内容解析
《反证法》是华东师大版八年级上册第13章《勾股定理》中13.1节的第3课时。前两节课学生学习了勾股定理及其逆定理,本节课学习一种重要的间接证明方法——反证法。
教材从勾股定理逆定理的反面证明引入反证法概念,通过例5(两条直线相交只有一个交点)和例6(三角形中至少有一个内角≤60°)讲解反证法的三步骤,培养学生的逻辑推理素养和逆向思维能力。
目标
与目
标解
析
单元整体目标
本章属于“图形与几何”领域。依据《义务教育数学课程标准(2022年版)》,本章要求学生:探索勾股定理及其逆定理,并能运用它们解决一些简单的实际问题;了解勾股数的概念;体会反证法的思想。
对应课标要求:
①理解反证法的概念和基本步骤;
②能运用反证法证明简单的命题;
③体会反证法的思想,发展逻辑推理素养;
④理解“正难则反”的思维策略。
课时目标
(含核心素养)
1.【逻辑推理】理解反证法的概念,掌握反证法的三步骤:反设、归谬、定论。
2.【数学抽象】能运用反证法证明简单的几何命题和代数命题,规范书写证明过程。
3.【直观想象】通过几何实例,体会反证法的思维方式,发展逆向思维能力。
4.【情感态度】了解反证法在数学史上的重要地位,感受数学证明的严谨美和间接证明的巧妙。
课时目标解析
达成目标1的标志:学生能说出反证法的三步骤;理解反设、归谬、定论各自的含义。
达成目标2的标志:学生能按反证法步骤证明简单命题,如“两条直线相交只有一个交点”。
达成目标3的标志:学生能理解反证法的逆向思维特点。
达成目标4的标志:学生能体会反证法的巧妙之处。
学情
分析
已有的知识、
认知水平
学生前面学习了命题、定理、证明的概念,掌握了直接证明的基本方法(从条件出发推出结论)。
学生已经学习了勾股定理及其逆定理,具备一定的几何推理基础;在七年级学过“两直线平行,同位角相等”的证明,其实用的就是反证法思想。
困惑点或
探索点
1. 学生不习惯从反面思考问题,反证法的逆向思维需要适应;
2. 学生不知道什么时候该用反证法,判断不准;
3. 反设时容易出错,比如“至少有一个”的反面是“一个都没有”;
4. 学生不理解为什么推出矛盾就能证明原结论正确。
教学
重难点
教学重点
★ 反证法的概念和三步骤;
★ 运用反证法证明简单命题。
教学难点
▲ 准确进行反设(否定结论);
▲ 从反设出发推出矛盾,理解反证法的逻辑。
教学策略分析
(为什么学、学什么、怎么学)
为什么学:有些命题从正面证明很困难甚至不可能,这时候换个角度,从反面思考反而能轻松解决问题。反证法是数学家最精良的武器之一。
学什么:反证法的概念;反设、归谬、定论三步骤;用反证法证明简单命题。
怎么学:采用“情境导入—概念建立—例题讲解—练习巩固”的教学路径。以王戎识李的故事导入反证法思想;通过勾股定理逆定理的反面证明建立反证法概念;通过两个例题示范反证法的书写格式。
教学过程
学习任务设计
师生活动
评价要点
设计意图
新知导入
(5分钟)
故事导入:王戎识李
王戎七岁时,和小朋友们看到路边李树上结满了李子,大家都去摘,只有王戎不动。别人问他为什么,他说:“树在路边而李子多,此必苦李。”果然李子是苦的。
思考:王戎是怎么知道李子是苦的?他的推理过程是什么?
教师讲述王戎识李的故事,引导学生分析:王戎是怎么推理的?
学生讨论:如果李子是甜的,路边的李子早被人摘光了,现在李子这么多,说明一定是苦的。
教师引导:王戎不是直接证明李子苦,而是假设李子甜,推出矛盾,从而证明李子苦。这种方法就是反证法。
学生能理解王戎的推理思路;
初步感受反证法的思维方式。
用历史故事导入,激发学生兴趣;从生活中的反证法思想引入数学概念,降低理解难度。
概念探究
(22分钟)
【知识点1】什么是反证法
先假设结论的反面是正确的;然后通过演绎推理,推出与基本事实、已证的定理、定义或已知条件等相矛盾;从而说明假设不成立,进而得出原结论正确。这种证明方法叫做反证法。
反证法是一种间接的证明方法。
【知识点2】反证法的三步骤
反设:假设结论的反面成立
归谬:从反设出发,推出矛盾
第三步:定论——假设不成立,原结论正确。
【例1】证明: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。
证明:
假设两条直线不止一个交点,不妨假设有两个交点A和B。
这样过A、B两点就有两条直线,这与“两点确定一条直线”矛盾。
所以假设不成立,即两条直线相交只有一个交点。
【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中至少有一个内角≤60°。
证明:
假设△ABC中没有一个内角≤60°,
即 ∠A>60°,∠B>60°,∠C>60°。
于是 ∠A+∠B+∠C>60°+60°+60°=180°,
这与“三角形内角和等于180°”矛盾。
所以假设不成立,即△ABC中至少有一个内角≤60°。
1. 概念建立:
教师结合王戎识李的例子,给出反证法的定义。
学生理解反证法的间接证明特点。
2. 步骤归纳:
教师结合反证法流程图,讲解三步骤:反设、归谬、定论。
学生跟随梳理,理解每一步要做什么。
3. 例题讲解:
教师一步步讲解例1的证明过程,重点示范反设怎么写、怎么找矛盾。
学生跟随书写,体会反证法的格式。
教师再讲解例2,引导学生一起完成。
1. 学生能说出反证法的三步骤;
2. 学生理解反设是假设结论反面成立;
3. 学生能看懂反证法的证明过程;
4. 学生初步掌握反证法的书写格式。
1. 从生活实例到数学概念,培养数学抽象素养;
2. 分步讲解,建立清晰的反证法步骤;
3. 例题示范,规范证明书写;
4. 培养逻辑推理和逆向思维能力。
课堂练习
(13分钟)
A组(基础题):
1. 用反证法证明一个命题时,第一步应该( )
A. 从条件出发推出结论
B. 假设结论的反面成立
C. 假设条件不成立
D. 直接证明结论
2. 用反证法证明“a>b”时,应假设( )
A. a<b B. a≤b C. a=b D. a≥b
3. 用反证法证明“三角形中必有一个内角不小于60°”,应假设( )
A. 有一个内角小于60°
B. 每一个内角都小于60°
C. 有一个内角大于60°
D. 每一个内角都大于60°
B组(提高题):
4. 用反证法证明: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。
5. 用反证法证明:如果整数m的平方是偶数,那么m必为偶数。
【参考答案】
1. B
解析:反证法第一步是反设,即假设结论的反面成立。
2. B
解析:“a>b”的反面是“a≤b”(包括a<b和a=b两种情况)。
3. B
解析:“必有一个内角不小于60°”的反面是“每一个内角都小于60°”。
4. 已知:在△ABC中,AB≠AC。
求证:∠C≠∠B。
证明:假设∠C=∠B,根据“等角对等边”,可得AB=AC,这与已知条件AB≠AC矛盾。所以假设不成立,即∠C≠∠B。
5. 证明:假设m是奇数,设m=2k+1(k是整数)。
则m²=(2k+1)²=4k²+4k+1=2(2k²+2k)+1,显然m²是奇数,这与“m的平方是偶数”矛盾。
所以假设不成立,即m必为偶数。
学生独立完成A组练习,教师巡视;B组第4、5题,学生先独立思考,再同桌交流。
教师选取典型答案投影点评,重点讲解反设的正确写法。
A组题正确率≥85%;
能正确写出反设;
B组能按反证法步骤完成证明。
分层练习,巩固基本概念;通过反设选择题突破难点;通过证明题规范书写格式;题目紧扣教材,不超纲。
反思总结
(5分钟)
课堂小结:
1. 什么是反证法?
2. 反证法有哪三个步骤?
3. 用反证法证明时,反设要注意什么?
课后作业:
教材第128页练习第1、2题;
练习册对应课时。
教师引导学生自主总结,梳理知识脉络:
反证法 → 间接证明方法
→ 三步骤:反设→归谬→定论
→ 正难则反的思维策略
学生能梳理本节课知识;
能说出反证法三步骤;
掌握反设的基本方法。
学生自主归纳,形成知识体系;反证法是重要的数学方法,今后还会多次用到。
板书设计
13.1.3 反证法
一、定义:间接证明方法
假设结论反面成立 → 推出矛盾 → 原结论正确
二、三步骤:
①反设:假设结论的反面成立
②归谬:从反设出发,推出矛盾
③定论:假设不成立,原结论正确
三、特点:正难则反,间接证明
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