李雨眠
摘要:我們在高中學習數(shù)學的過程中,反證法是作為一種特殊的解題技巧來使用的,通過對反證法的學習和研究,了解了反證法的使用方法以及使用的情形,并引發(fā)了本人對反證法的思考和總結(jié)。本文簡單的介紹了反證法的概念,邏輯特點,重點分析了反證法的使用技巧。
關鍵詞:反證法;邏輯特點;技巧;數(shù)學
一、反證法的概述
反證法,又稱背理法,即假設原命題結(jié)論的不成立,然后從這個假設開始,根據(jù)題中給出的條件,進行論證,最后推出與原命題相悖的結(jié)果。反證法最重要的部分在于歸謬,根據(jù)假設的情況的多少,反證法可以分為兩類,即歸謬反證法和窮舉反證法,歸謬反證法是結(jié)論的反面只存在一種情況,而窮舉反證法是結(jié)論的反面不單單只有一種情況。
二、反證法的邏輯特點
間接證明是反證法的邏輯特點,它從命題結(jié)論的反面對命題進行論證,通常第一步是假設原命題的不成立,第二步是從結(jié)論出發(fā),推理論證,得出矛盾,最后得出假設不成立,肯定原命題正確的結(jié)論,是一種逆向思維的證明方式,間接證明是相對直接證明來說的,當我們遇到某一道數(shù)學題時,若我們很難用直接證明,從已知推出結(jié)論,那么,假設結(jié)論,由結(jié)論推出,也未嘗不是一種好的方法,這樣數(shù)學問題就會變得簡單、明了。在解數(shù)學題的過程中,常使用反證法證明,不僅能夠提高學生的數(shù)學成績,鞏固學生的所學的數(shù)學知識,而且能夠培養(yǎng)學生的邏輯思辨能力,對學生的長遠發(fā)展有著重要的影響。
三、反證法的使用技巧
1、證明結(jié)論反面比結(jié)論更為簡單。正如一句古話說的好,正難則反,當一個事情的正面很難得到證明時,那么從事情的反面進行證明會更容易一些,而在數(shù)學中,反證法一般用于條件不是特別多,關系不是特別容易把握時,從反面證明比較容易上手的情況。
例如,在平面和直線相交的證明題中,求證:若兩條平行直線a,b中的一條與平面m相交,則另一條也與平面m相交。
證明:不妨假設直線a與平面m相交,b與a平行,從而證明b也與平面m相交,假設b不與平面m相交,則必有兩種情況:
(1)b在平面m內(nèi),因為a//b,a不在平面m,所以a//平面m,與題設矛盾。
(2)b//平面m,則平面m內(nèi)有直線b1,使b//b1.因為a//b,所以a//b1,因為a不存在平面m,這與題設矛盾。所以,b與平面m只能相交。
在這道題中,直接證明直線與平面相交是比較困難的,然而運用反證法,通過假設,對命題的證明就比較容易。
2、證明結(jié)論中出現(xiàn)“至少、至多、唯一、不能同時等字樣的命題。當一個命題中出現(xiàn)至少、至多、唯一、不能同時的字樣時,直接證明會比反證法困難。當題目中出現(xiàn)“不能同時”的情況時,采用直接證明會出現(xiàn)一個、兩個、三個等不同的情況,而采用反證法,否定結(jié)論,就是“同時存在多種相同情況“,這樣證明起來就方便很多了。因此,在做題中要特別注意命題中出現(xiàn)至多……,不都……、都不……、沒有……,不能同時……等關鍵性詞語。
例如,若0 證明:因為00 同理,4-b>0,4-c>0 假設(4-a)b,(4-b)c,(4-c)a,同時大于2 即(4-a)b>2,(4-b)c>2,(4-c)a>2 由①+②+③得,6>6,矛盾 所以假設不成立,所以(4-a)b,(4-b)c,(4-c)a,不能同時大于2。 四、反證法應當注意的問題 在運用反證法的過程中,我們應當注意一些問題,主要是以下幾點: 1、我們要正確的分清題中的條件和結(jié)論,并正確的否定命題中的結(jié)論,正確的否定結(jié)論是證明結(jié)論成功的第一步,因為只有在確定大前提正確的前提下,才能確保接下來推理的正確。 2、在推理的過程中,要運用題中的條件,形成清晰的邏輯推理過程,并保證正確無誤,正確的推理過程是一道題中最重要的部分,它包含了做題者的思想和邏輯推理能力,是做題者思維和意識的的表達。 3、得出正確的結(jié)論。在反證法的推理過程中,不同的題型會有不同的結(jié)論,我們要做好的就是分清不同的矛盾種類,進而得出不同的結(jié)論。這樣,一道數(shù)學題才能算是完整的解答出來,在學習數(shù)學的過程中,我們需要的是百倍的耐心和細心,因為,數(shù)學本身是一門非常嚴謹?shù)膶W科,它容不得絲毫的馬虎,正如,用反證法證明習題時,習題的每一步都需要仔仔細細的進行計算,每一個小數(shù)點或者符號,都要標在它應該存在的位置上,只有這樣才能保證最后得出的結(jié)論的正確。也只有這樣我們才能在數(shù)學上取得成就。 五、結(jié)語 反證法在數(shù)學證明題中是非常常見的一種證明手法,然而它的運用不單單只局限于數(shù)學中,在生活中,我們也可以看到它的影子,當我們路過一家餐廳判斷餐廳的食物的好壞,可以從餐廳的生意來判斷,假設餐廳的食物很難吃,那么一定沒有顧客,而餐廳卻是人滿為患,于是矛盾,所以假設不成立,所以餐廳的飯好吃。筆者作為高中生,通過對高中反證法的學習和了解,進而思考了反證法在其他科目中的運用,并做了深入的研究和分析。反證法對于數(shù)學中的問題的解決是至關重要的,學好反證法,可以化繁為簡,很好的解決一些復雜的難題。作為高中生來說,熟悉的掌握反證法,在一些數(shù)學的證明過程能夠比較得心應手的運用它,這樣我們在遇到問題時,就能夠靈活的準確的解決難題,提高我們的學習能力。然而,反證法的學習是不易的,因此,在學習反證法的過程中,要好好學習,勤于思考,只有這樣,我們才能理解它,掌握它,并且正確的運用它。 參考文獻 [1] 李丹丹.反證法在中學數(shù)學中的應用[J] 鞍山市信息工程學校.2013,(3). [2] 王業(yè)雙.淺談反證法的原理及在中學數(shù)學中的應用[J].教育教學論壇.2014,(2).