文科推理与证明(推荐11篇)
1.了解合情推理的含义,能利用归纳和类比等进行简单的推理,了解合情推理在数学发现中的作用。
2.了解演绎推理的重要性,掌握演绎推理的基本模式,并能运用它们进行一些简单推理。
3.了解合情推理和演绎推理之间的联系和差异。
(二)直接证明与间接证明
1.了解直接证明的两种基本方法:分析法和综合法;了解分析法和综合法的思考过程、特点。
2.了解间接证明的一种基本方法──反证法;了解反证法的思考过程、特点。
(三)数学归纳法
了解数学归纳法的原理,能用数学归纳法证明一些简单的数学命题.1.推理与证明的内容是高考的新增内容,主要以选择填空的形式出现。
2.推理与证明与数列、几何、等有关内容综合在一起的综合试题多。
第1课时合情推理与演绎推理
1.推理一般包括合情推理和演绎推理;
2.合情推理包括和;
归纳推理:从个别事实中推演出,这样的推理通常称为归纳推理;归纳推理的思维过程是:、、.类比推理:根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相似或相同,推演出它们在其它方面也或,这样的推理称为类比推理,类比推理的思维过程是:、、.3.演绎推理:演绎推理是,按照严格的逻辑法则得到的推理过程;三段论常用格式为:①M是p,②,③S是p;其中①是,它提供了一个个一般性原理;②是,它指出了一个个特殊对象;③是,它根据一般原理,对特殊情况作出的判断.4.合情推理是根据已有的事实和正确的结论(包括定义、公理、定理等)、实验和实践的结果,以及个人的经验和直觉等推测某些结果的推理过程,归纳和类比是合情推理常用的思维方法;在解决问题的过程中,合情推理具有猜测和发现结论、探索和提供思路的作用,有得于创新意识的培养。演绎推理是根据已有的事实和正确的结论,按照严格的逻辑法则得到的新结论的推理过程.《新课标》高三数学第一轮复习单元讲座
—逻辑、推理与证明、复数、框图
一.课标要求:
1.常用逻辑用语
(1)命题及其关系
①了解命题的逆命题、否命题与逆否命题;②理解必要条件、充分条件与充要条件的意义,会分析四种命题的相互关系;
(2)简单的逻辑联结词
通过数学实例,了解“或”、“且”、“非”逻辑联结词的含义。
(3)全称量词与存在量词
①通过生活和数学中的丰富实例,理解全称量词与存在量词的意义;
②能正确地对含有一个量词的命题进行否定。
2.推理与证明
(1)合情推理与演绎推理
①结合已学过的数学实例和生活中的实例,了解合情推理的含义,能利用归纳和类比等进行简单的推理,体会并认识合情推理在数学发现中的作用;
②结合已学过的数学实例和生活中的实例,体会演绎推理的重要性,掌握演绎推理的基本模式,并能运用它们进行一些简单推理;
③通过具体实例,了解合情推理和演绎推理之间的联系和差异。
(2)直接证明与间接证明
①结合已经学过的数学实例,了解直接证明的两种基本方法:分析法和综合法;了解分析法和综合法的思考过程、特点;
②结合已经学过的数学实例,了解间接证明的一种基本方法--反证法;了解反证法的思考过程、特点;
(3)数学归纳法
了解数学归纳法的原理,能用数学归纳法证明一些简单的数学命题;
(4)数学文化
①通过对实例的介绍(如欧几里德《几何原本》、马克思《资本论》、杰弗逊《独立宣言》、牛顿三定律),体会公理化思想;
②介绍计算机在自动推理领域和数学证明中的作用;
3.数系的扩充与复数的引入
(1)在问题情境中了解数系的扩充过程,体会实际需求与数学内部的矛盾(数的运算规则、方程理论)在数系扩充过程中的作用,感受人类理性思维的作用以及数与现实世界的联系;
(2)理解复数的基本概念以及复数相等的充要条件;
(3)了解复数的代数表示法及其几何意义;
(4)能进行复数代数形式的四则运算,了解复数代数形式的加减运算的几何意义。
4.框图
(1)流程图
①通过具体实例,进一步认识程序框图;
②通过具体实例,了解工序流程图(即统筹图);
③能绘制简单实际问题的流程图,体会流程图在解决实际问题中的作用;
(2)结构图
①通过实例,了解结构图;运用结构图梳理已学过的知识、整理收集到的资料信息;
②结合作出的结构图与他人进行交流,体会结构图在揭示事物联系中的作用。
二.命题走向
常用逻辑用语
本部分内容主要是常用的逻辑用语,包括命题与量词,基本逻辑联结词以及充分条件、必要条件与命题的四种形式。
预测08年高考对本部分内容的考查形式如下:考查的形式以填空题为主,考察的重点是条件和复合命题真值的判断。
推理证明
一、几何推理与图形证明教学的现有问题
一些初中数学教师目前依旧使用较为传统的讲课模式,即将课本上的重点知识和例题进行详尽地讲解,在这样的教学模式下,学生处于一味地接受状态,在课堂上要对庞大的信息量和知识接受让他们应接不暇,大部分学生做不到真正地理解和消化,更不用说培养起有效的几何推理思维和图形证明能力.这样的教学收效甚微,几何证明与普通的数学证明有着一定的区别,它需要学生不仅仅掌握数学证明的技巧和方法,更要有一定的空间想象能力和几何思维能力.
二、定理和重要概念的引入及教学
定理是几何推理的根本,许多几何推理与图形证明所需的知识都是由定理推广而来,因此教师在几何教学的过程中,首先要注重的就是定理和一些重要概念的引入及教学.在引入方面,由于定理具有高度的概括性,学生死记硬背效果不佳,因此教师要注意引入定理和重要概念的时机和方法.许多几何推理题往往就是对定理的反复运用,只要学生能够熟练地运用定理在做题的过程中就能够游刃有余,例如下题.
例1已知在三角形ABC中,D为BC边上的中点,在AD上任取一点E,连接BE,延长BE交AC与F,BE=AC,求证AF=EF.
证明:如图1,连接EC,取EC的中点G,AE的中点H,分别连接DG,HG.
则:GH=DG.
所以:∠1=∠2,
而∠1=∠4,∠2=∠3=∠5.
所以;∠4=∠5,所以:AF=EF.
乍一看这道题的题目比较复杂,实际上就是对于等腰三角形等边对等角这一基本定理的应用,学生对定理掌握的程度较深时,面对“三角形”、“中点”等条件很容易就会进行联想并作出辅助线DG和HG,通过等腰三角形和平行线段的性质进行角与角之间的转换,最后通过“等角对等边”的性质完成证明.这道题就是典型的对定理掌握程度的考察,对于这种题型要注意对定理的灵活应用.
三、学会“读题”,明确题中条件要素
在进行几何推理和图形证明的过程中,教师需要结合大量的例题进行讲解,这是十分必要的,在讲解之前,教师应当注重培养学生的“读题”能力,阅读题设看起来似乎是一件非常简单的事,其实解题和证明所需的大部分要素都包含在简短的题设之中,在读题的过程中对题设进行拆解,提取出其中重要的要素和隐含条件,才能为之后的证明或解题铺好路.尤其是当学生面对较为复杂的题设,要学会从中抽丝剥茧,理清头绪,一步一步地整理题设中所提及的条件,结合图形将它们以合理的逻辑排列出来,与最终需要解答或证明的问题进行条件匹配.这种读题能力就需要教师在课堂上讲解例题时引导学生慢慢去学习和掌握,这样才能在做题的过程中不会被复杂的题设蒙蔽了双眼,做到心中有数[2].
四、培养学生几何推理思维
1. 三种思维的应用
几何推理和图形证明同样属于数学证明的一种题型,对于这样的题型而言,最重要的就是培养学生的逻辑推理思维,在推理的过程中,通常有以下三种思维方式.第一、正向思维,也就是学生在推理和证明的过程中最常用的一种思维方式,从题设和条件出发,一步步地推出结果.这种方式比较常见,因此学生学习和应用起来也比较轻松.第二、逆向思维,顾名思义就是反向地去推理,也就是从结果入手进行推理,最典型的一种逆向思维证明法就是反证法.逆向的思维方式对于学生而言并不是十分常用,但它往往是解决难题的好帮手,难题的题设往往十分复杂繁多,在许多条件的铺陈下,题设拆解分析能力较弱的学生难免会一时之间找不到头绪,不知从何下手,而逆向思维法能够帮助学生迅速找到题目的切入点与突破口,很快进入到推理之中.第三种就是正向思维与逆向思维的结合,这种方法通常应用于难题的推理证明之中,将两种思维方式的特点相结合,同时也将题目中的条件和结果有机结合,帮助学生迅速找到推理的有效路线.在课堂教学之中,教师应当注重这三种思维的教学,尤其是学生不太常用的逆向思维和正逆结合思维,帮助学生开拓几何推理的思维,在解题的过程中可以做到多种思路的选择[3].
2.“动手”做题,辅助线的应用
在学习几何推理和图形证明的过程中,最常用也是最必不可少的一个方法就是做辅助线.当学生遇到单纯靠拆解题设和思维分析无法解决的时候,应当有动手画图做辅助线的意识,这种意识和能力需要教师在课堂教学之中进行重点培养.然而做辅助线有时候并不是万能的,一条错误的辅助线甚至会将学生的推理思路带入误区,导致推理混乱,因此,教师在教学过程中务必将辅助线的教学作为一个重点.
例2已知:在△ABC和△A'B'C'中,AB=A'B',AC=A'C'.AD,A'D'分别是△ABC和△A'B'C'的中线,且AD=A'D'.
求证:△ABC≌△A'B'C'.
证明:分别过B,B'点作BE∥AC,B'E'∥A'C'.交AD,A'D'的延长线于E,E'点.
则:△ADC≌△EDB,△A'D'C'≌△E'D'B'.
所以:AC=EB,A'C'=E'B';AD=DE,A'D'=D'E'.
所以:BE=B'E',AE=A'E'
所以:△ABE≌△A'B'E'
所以:∠E=∠E'∠BAD=∠B'A'D'
所以:∠BAC=∠B'A'C'
所以:△ABC≌△A'B'C'
这一题需要证明三角形ABC和三角形A'B'C'全等,现有的条件是其中的两条边相等,还差一个条件,边BC和边B'C'相等或现有两边的夹角相等,经分析,有边AD和边A'D',我们很容易发现实现角的相等更为容易,AD将我们需证的夹角一分为二,因此需分别证明分角与分角相等,等角很容易让人联想起平行线,这就是辅助线的灵感来源,显然,有了辅助线的帮助就多了一个等角的条件,可以进行角之间的转换.这一题就是典型的辅助线的巧妙应用.
总之,几何推理和图形证明是初中数学的教学中至关重要的一个环节,教师在教学过程中应当打好基础,在定理的教学方面下功夫,努力培养学生的“读题”能力和几何思维方式,提高几何图形课堂教学的效率.
参考文献
[1]葛莹.初中数学几何推理与图形证明对策[J].学周刊,2015(14):222.
[2]焦龙.初中数学几何概念和定理教学探析[J].学周刊,2015(20):163.
一、 考纲要求
根据《2012年江苏高考数学科考试说明》及《江苏省普通高中数学课程标准教学要求》,合情推理与演绎推理要求为B级,分析法、综合法及反证法要求A级,这里的要求是对其概念的要求,而不是对方法的要求,会用分析法、综合法、反证法证明一些问题还是需要的,不可忽视。
1. 合情推理的两种常用形势包括归纳推理和类比推理。其中,由个别事实推演出一般的推理是归纳推理;根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相似或相同,推演出它们在其他方面也相似或相同的推理是类比推理。
2. 演绎推理的主要形式是三段论式推理,其一般模式为:(1)已知的一般原理,即大前提,B是C,(2)所研究的特殊情况,即小前提:A是B,(3)根据一般原理,对特殊情况作出判断,即结论:A是C。
3. 直接证明就是从命题的条件或结论出发,根据已知的定义、公理、定理,逐步推得命题成立的证明方法。
4. 从已知条件出发,以已知的定义、公理、定理,逐步下推,直到推出要证明的结论为止,这种证明方法为综合法;从证明的结论出发,追溯导致结论成立的条件,逐步上溯,直到使结论成立的条件和已知条件或已知事实吻合为止,这种证明方法为分析法。这两种证法均属于直接证明。
5. 反证法是一种间接证明方法,它的证明过程可以概括为“否定—推理—否定”。即从否定结论开始,经过正确的推理,导致逻辑矛盾,从而达到新的否定(即肯定原命题)的过程。
二、 难点疑点
1. 类比的关键在(1)要能找到两类事物之间的相似性或一致性;(2)类比不是简单的模仿,要抓住一类事物的本质去推测另一事物的性质;(3)类比的结论不一定正确。
2. 用综合法是由条件证结论,是执因索果的过程,而分析法则是执果索因,从结论出发寻找结论成立的充要条件,对格式有严格的要求。
3. 反证法的难点在由假设出发,如何通过推理论证,得出怎样一个与已知条件或客观事实相矛盾的结论,从而否定假设,肯定原命题。
三、 经典练习回顾
1. 已知a1=3,a2=6,且an+2=an+1-an,则a33为
BCD中(如图所示),而DEC平分二面角A
--!> 2. “∵AC,BD是菱形ABCD的对角线,∴AC,BD互相垂直且平分.”补充以上推理的大前提是 .
3. 用反证法证明命题“a,b∈N,ab可以被5整除,那么a,b中至少有一个能被5整除.”那么假设的内容是
4. 已知椭圆具有性质:若M、N是椭圆C上关于原点对称的两个点,点P是椭圆上任意一点,当直线PM、PN的斜率都存在,并记为kPM,kPN时,那么kPM与kPN之积是与点P的位置无关的定值.试对双曲线x2a2-y2b2=1写出具有类似特性的性质,并加以证明.
四、 例题精析
【例1】 如图,在三棱锥P
矛盾,则假设不成立,即AE不平行平面PFD.
点拨 本题考查线面与面面位置关系的基础知识,考查空间想象能力和推理论证能力,用到了直接证明与间接证明。请思考:第一问中包含了几个三段论。
【例2】 已知{bn}是公比为q(q≠1)等比数列,是否存在这样的正数q,使得等比数列{bn}中有三项成等差数列?若存在,写出一个q的值,并加以证明;若不存在,请说明理由.
解析 本题可用分析法进行探究,如果存在正数q,使得等比数列{bn}中有三项成等差数列,不妨设第k,m,n项.根据q>0,可设k0,所以,q=1,与条件矛盾.失败了!失败不要紧,关键是我们找到了一个新思想:合情推理!这是解决本题的一把好钥匙.继续合情推理:一元二次方程不行,那么,最简单的就是一元三次方程了,那么,一元三次方程行不行呢?不妨设n-k为m-k的3倍,那么,如果令qm-k=x,那么就有x3-2x+1=0,尽管这是一个三次方程,但由于很明显有一个x=1的解,而由条件知x≠1,所以上面的方程可化为x2+x-1=0,解得x=5-12,于是,只要看对应的k,m,n为何值就可对了.继续合情推理:最简单的情形是m-k=1,n-k=3,这样的正整数k,m,n是否存在呢?很简单:k=1,m=2,n=4即可.于是q=5-12,难关攻克!
1.【2012高考全国文12】正方形ABCD的边长为1,点E在边AB上,点F在边BC上,1AEBF。动点P从E出发沿直线向F运动,每当碰到正方形的边时反弹,反弹时反射
3角等于入射角,当点P第一次碰到E时,P与正方形的边碰撞的次数为
(A)8(B)6(C)4(D)3
【答案】B
【解析】结合已知中的点E,F的位置,进行作图,推理可知,在反射的过程中,直线是平行的,那么利用平行关系,作图,可以得到回到EA点时,需要碰撞6次即可.2.【2012高考上海文18】若Snsin
中,正数的个数是()
A、16B、72C、86D、100
【答案】C
【解析】由题意可知,S13S14=S27S28=S41S42=…=S97S98=0,共14个,其余均为正数,故共有100-14=86个正数。
3.【2012高考江西文5】观察下列事实|x|+|y|=1的不同整数解(x,y)的个数为4,|x|+|y|=2的不同整数解(x,y)的个数为8,|x|+|y|=3的不同整数解(x,y)的个数为12 ….则|x|+|y|=20的不同整数解(x,y)的个数为
A.76B.80C.86D.92
【答案】B
【解析】个数为首项为4,公差为4的等差数列,所以an44(n1)4n,a2080,选
B.4.【2012高考陕西文12】观察下列不等式 7sin2n...sin(nN),则在S1,S2,...,S10077
113 222
1115,22333
11151222 2343
……
照此规律,第五个不等式为....
【答案】1
【解析】通过观察易知第五个不等式为1
5.【2012高考湖南文11111112222.22345661111111.2232425262616】对于
0nN,将n表示为11nak2kak1k2a2a1k时ai1,,当i2当0ik1时ai为0或1,定义bn如下:在n的上述表示中,当a0,a1,a2,…,ak中等于1的个数为奇数时,bn=1;否则bn=0.(1)b2+b4+b6+b8=__;
(2)记cm为数列{bn}中第m个为0的项与第m+1个为0的项之间的项数,则cm的最大值是___.【答案】(1)3;(2)2.【解析】(1)观察知1a020,a01,b11;2121020,a11,a00,b21; 一次类推3121120,b30;4122021020,b41;
5122021120,b50;6122121020,b60,b71,b81,b2+b4+b6+b8=3;(2)由(1)知cm的最大值为2.【点评】本题考查在新环境下的创新意识,考查运算能力,考查创造性解决问题的能力.需要在学习中培养自己动脑的习惯,才可顺利解决此类问题.6.【2012高考湖北文17】传说古希腊毕达哥拉斯学派的数学家经常在沙滩上面画点或用小石子表示数。他们研究过如图所示的三角形数:
将三角形数1,3,6,10,…记为数列{an},将可被5整除的三角形数按从小到大的顺序组成一个新数列{bn},可以推测:
(Ⅰ)b2012是数列{an}中的第______项;
(Ⅱ)b2k-1=______。(用k表示)
5k5k1 【答案】(Ⅰ)5030;(Ⅱ)2
【解析】由以上规律可知三角形数1,3,6,10,…,的一个通项公式为ann(n1),写出其若干2
项有:1,3,6,10,15,21,28,36,45,55,66,78,91,105,110,发现其中能被5整除的为10,15,45,55,105,110,故b1a4,b2a5,b3a9,b4a10,b5a14,b6a15.从而由上述规律可猜想:b2ka5k5k(5k1)(k为正整数),2
(5k1)(5k11)5k(5k1)b2k1a5k1,22
故b2012a21006a51006a5030,即b2012是数列{an}中的第5030项.【点评】本题考查归纳推理,猜想的能力.归纳推理题型重在猜想,不一定要证明,但猜想需要有一定的经验与能力,不能凭空猜想.来年需注意类比推理以及创新性问题的考查.7.【2102高考北京文20】(本小题共13分)
记ri(A)为A的第i行各数之和(i=1,2),Cj(A)为第j列各数之和(j=1,2,3);记k(A)为|r1(A)|, |r2(A)|, |c1(A)|,|c2(A)|,|c3(A)|中的最小值。
对如下数表A,求k(A)的值
设数表A形如
其中-1≤d≤0,求k(A)的最大值;
(Ⅲ)对所有满足性质P的2行3列的数表A,求k(A)的最大值。
【答案】
8.【2102高考福建文20】20.(本小题满分13分)
某同学在一次研究性学习中发现,以下五个式子的值都等于同一个常数。
(1)sin213°+cos217°-sin13°cos17°
(2)sin215°+cos215°-sin15°cos15°
(3)sin218°+cos212°-sin18°cos12°
(4)sin2(-18°)+cos248°-sin2(-18°)cos248°
(5)sin2(-25°)+cos255°-sin2(-25°)cos255°
Ⅰ 试从上述五个式子中选择一个,求出这个常数
Ⅱ 根据(Ⅰ)的计算结果,将该同学的发现推广位三角恒等式,并证明你的结论。
【答案
7《复数推理证明算法》
班级__ 姓名_____ 学号__
一、选择题
1.两个共扼复数的差是()D
A.实数B.纯虚数C.零D.零或纯虚数
2.若(a2i)ibi,其中a、bR,i使虚数单位,则a2b2(D)(A)0(B)2(C)
3.复数z
A.
1252(D)5 11i1
2i 的共轭复数是()B B.1
21
2i C.1i D.1i
4.若复数
值集合为()BABC()在复平面内对应的点位于虚轴上,则 的取D5、复数z1cosisin23的模为()D
A.2cos6、当
232B.2cos2C.2sin2D.2sin2 m1时,复数m3i2i在复平面内对应的点位于:D
A.A.
1x1x
;B.
x1x
1;C.x;D.
1x;
14.下列推理正确的是D
(A)把a(bc)与 loga(xy)类比,则有:loga(xy)logaxlogay .(B)把a(bc)与 sin(xy)类比,则有:sin(xy)sinxsiny.(C)把(ab)n 与(ab)n 类比,则有:(xy)nxnyn.(D)把(ab)c 与(xy)z 类比,则有:(xy)zx(yz).
15.用反证法证明命题:“三角形内角和至少有一个不大于600”时,应假设(B)A.三个内角都不大于600B.三个内角都大于600C.三个内角至多有一个大于600D.三个内角至多有两个大于600 16.设a、b、c都是正数,则a
1b、b
1c、c
1a
三个数D
A.都大于2B.都小于2C.至少有一个大于2D.至少有一个不小于
217.将两个数a=8,b=7交换,使a=7,b=8,使用赋值语句正确的一组BA.a=b,b=aB.c=b,b=a,a=cC.b=a,a=bD.a=c,c=b,b=a
18.下列各数中最小的数是()A
A.1111112B.2106C.10004D.819
19.二进制数10111转化为五进制数是DA.41B.25C.21D.4320A.“集合的概念”的下位
B.“集合的表示”的下位 C.“基本关系”的下位 D.“基本运算”的下位
21.右边框图属于()B A.流程图B.结构图 C.程序框图D.工序流程图
22.根据21题图示,总经理的直接下属是()C A.总工程师和专家办公室B.开发部 C.总工程师、专家办公室和开发部
D.总工程师、专家办公室和所有七个部
23.给出下面的程序框图,那么输出的数是()A A.2450B.2550C.5050D.4900
24.如图所示,这是计算是.D
2012高三文科数学查缺补漏7复数推理证明算法
2
4
120的值的一个程序框图,其中判断框内应填入的条件
A.n>9
n>20
C.n10D.n20
24题图
二、填空题: 1.复数z
11i的实部是___
2__虚部是___
__模是2
___共轭复数是__
i___。
2.复数zii2i3i4的值是___________。0
3.方程(2i)x2(5i)x(22i)0的实数解是x=_______2
4、设复数z满足
1z1z
i,则|1z|=______________
5、设z=3+2i,z和z在复平面内对应的点分别为A和B,O为坐标原点,则AOB的面积为___6 6.分别用辗转相除法及更相减损术求出153和119的最大公约数是______________.17
7.演绎推理的一般模式“三段论”包括:____大前提____, ____小前提____,___结论_____用三段论证明
f(x)x在R上是增函数,其中大前提是:_________增函数的定义 8.图(1)、(2)、(3)、(4)分别包含1个、5个、13个、25个
SABC1
2类比这一结论有:若三棱锥ABCD的内切球半径为R,则三棱锥体积VABCDr(abc);
R(SABCSABDSACDSBCD
一、选择题
1.观察下列各式:11,2343,345675,456789107,以得出的一般结论是()
A.n(n1)(n2)
B.n(n1)(n2)
C.n(n1)(n2)
D.n(n1)(n2)(3n2)n2(3n2)(2n1)2 (3n1)n2 2222,可(3n1)(2n1)
22.求证:3725,下述证明过程应用了()
A.综合法 B.综合法、分析法配合使用 C.分析法 D.间接证法 证明过程:因为37和2都是正数,所以为了证明372 只需证明725,展开得102222120,215,只需证明2125.因为2125,所以不等式37
2ab”假设的内容应是()ab3.用反证法证明“如果,那么
A.abB.ab
3333333abababbC. 且D. 或
4.用反证法证明:将9个球分别染成红色或白色,那么无论怎么染,至少有5个球是同色的。其假设应是()
A.至少有5个球是同色的 B.至少有5个球不是同色的C. 至多有4个球是同色的 D.至少有4个球不是同色的5.用火柴棒摆“金鱼”,如图所示:
3按照上面的规律,第n个“金鱼”图需要火柴棒的根数为()
A.6n2 B.8n2 C.6n2 D.8n2
234749,7343,72401,„则72011的末两位数字为()6.观察下列各式
A.01 B.43 C.07 D.49
7.图1是一个水平摆放的小正方体木块,图2,图3是由这样的小正方体木块叠放而成的,按照这样的规律放下去,至第七个
叠放的图形中,小正方体木块总数就是()
A.25 B.66 C.91 D.120
二、解答题
1b1aa0,b0且ab2,求证:,ab中至少有一个小于2.8.已知
9.求证: 5 > 227
10.若a、b、c是不全相等的正数.
求证:lg(a+b)/2+lg(b+c)/2+lg(c+a)/2>lga+lgb+lgc.11.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,点P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)在抛物线上,且2x2=x1+x3,则|FP1|、|FP2|、|FP3|之间有什么关系(梯形中位线)。
一、准备知识
立体几何中的垂直问题通常有三类:证线与线垂直、线与面垂直、面与面垂直.在解决这些问题之前首先要熟记三个定理:
定理1如果平面外一条直线和一个平面内的两条相交直线垂直, 那么这条直线垂直于这个平面. (简称:线线垂直, 线面垂直)
定理2如果一条直线与一个平面垂直, 那么这条直线与这个平面内的任意一条直线都垂直. (简称:线面垂直, 线线垂直)
定理3如果一个平面经过另一个平面的一条垂线, 那么这两个平面互相垂直. (简称:线面垂直, 面面垂直)
其次, 要证明垂直问题就要熟知常用于推导垂直关系的条件, 除了题目直接告知的垂直关系, 还有以下几种常用来推导垂直的条件: (1) 等腰 (或等边) 三角形底边上的中线垂直于底边; (2) 正方形 (或菱形) 的对角线互相垂直; (3) 三边满足勾股数a2+b2=c2的三角形是直角三角形, 等等.
最后, 明确一个基本原则:在推理过程中如果要寻找某条直线, 总是优先考虑已有垂直关系的线.
二、实例分析
1. 证线面垂直
例1已知正方体ABCD-A1B1C1D1, O是底ABCD对角线的交点, 求证:A1C⊥平面AB1D1.
从结论出发, 我们可以作出如下分析:
步骤1:要证线面垂直, 只要证线线垂直.首先在平面AB1D1的平面内找出两条相交直线与A1C垂直.我们的原则是优先考虑已有垂直关系的线, 在正方形中隐含着对角线互相垂直的关系, 平面AB1D1的三条边又都是正方形的对角线, 所以任选一条边, 其他的边只要同理证明就可以了, 这里我们选B1D1.
步骤2:下面证A1C⊥B1D1, 只要让B1D1垂直于一个平面, 这个平面要包含A1C, 又要包含它已经垂直的线A1C1, 很容易得到是平面A1C1C.
(记作:A1C⊥B1D⇐B1D1⊥平面A1C1C)
步骤3:重复步骤1, 要证B1D1⊥平面A1C1C, 只要证明B1D1与平面里两条相交直线垂直.已知B1D1与A1C1垂直, A1C是需要证明与之垂直的线, 那么只剩下CC1.恰好CC1是正方体的侧棱, 它垂直于面A1B1C1D1, 易证CC1⊥B1D1.
以上推理的思维流程图:
2. 证线线垂直
例2如右图, 已知矩形ABCD, 过A作SA⊥平面AC, 再过A作AE⊥SB交SB于E, 过E作EF⊥SC交SC于F.求证:AF⊥SC.
分析步骤1:要证线线垂直, 只要证线面垂直.AF和SC中先选出一条线, 让其垂直一个面.本着优先考虑已有垂直关系的线这一原则, 我们选择SC.下面寻找SC垂直的平面, 它要包含SC已经垂直的线EF, 也要包含它需要垂直的线AF, 那么就算不看图, 我们也能找出这个平面AEF.
(记为:AF⊥SC⇐SC⊥平面AEF)
步骤2:下面证线面垂直, 只要证线线垂直.欲证SC⊥平面AEF, 只要在平面里找出两条相交直线与SC垂直.已知SC已经垂直于EF, 而AF是需要证明与SC垂直的线因此不能用, 所以只剩下AE.
步骤3:重复步骤1, 要证明SC⊥AE, 就要确定其中一条线, 让其垂直一个面.由于SC的垂直关系在前面用过了, 所以这次选AE.AE所垂直的平面要包含它已经垂直的直线SB, 还要包含它需要垂直的直线SC, 所以可确定平面SBC.
(记为:SC⊥AE⇐AE⊥平面SBC)
步骤4:重复步骤2, 要证AE⊥平面SBC, 只要在平面里找出两条相交直线垂直于AE.AE已经垂直于SB, 而SC是需要证明和AE垂直的线, 不能选, 那么只剩下BC可能与AE垂直.
步骤5:重复步骤3, 要证AE⊥BC, 先确定一条线.由于AE的垂直关系前面已经用过, 所以这次选BC.BC所垂直的平面要包含AE, 还要包含它已经垂直的线AB.所以BC⊥平面ABE, 即BC⊥平面SAB.
(记为:AE⊥BC⇐BC⊥平面SAB)
步骤6:重复步骤4, 要证BC⊥平面SAB, 只要在平面里找出两条相交直线垂直于BC.BC已经垂直于AB, 平面里与AB相交的直线有AE和SA, AE是需要证明的线不能用, 只剩下SA.而题目已知SA⊥平面ABCD, 易证SA⊥BC.
以上推理的思维流程图:
3. 证面面垂直
例3如图, 已知AB$平面ACD, DE∥AB, △ACD是正三角形.求证:平面BCE$平面CDE.
分析要证明面面垂直, 只要在其中一个面里找出一条直线, 使它垂直于另一个面.但是题目中的垂直关系都集中在平面ACD中, 等腰△ACD的中线AF⊥CD, 同时AF⊥AB.因为AB∥DE, 所以AF⊥DE.易证AF⊥平面CDE.因此只要将AF移到平面BCE中就可以了.取CE中点G, 连接BG, 易证BG∥AF, 命题得证.
思维流程图:
三、一点感悟
证明垂直问题是立体几何中的重要内容, 通过垂直的性质和判定定理, 可以实现线面关系的转化.让学生学会从结论出发逆向推理, 会减少思维混乱, 无从下手的状况, 使思维更具条理性.本文所述的方法不以理解为技法, 而是对垂直关系的源头探求, 探求的依据就是性质和定理.
定义对一个数学对象的描述.如果定义是合适的,那么该对象的一切性质都可以由它推出.
problem solving Technique for solving problems efficiently, involving a special set of skills. Some of the skills are listing methods,trial and error methods, analytical methods,numerical methods, use of mathematical models,and so on.
解题方法包括一系列特殊技巧的有效解决问题的方法:列举法、尝试法、解析方法、数值方法、数学模型的使用,等等,都是这类技巧的例子.
mathematical induction Formal method of proof in which the proposition P(n+1) is proved true on the hypothesis that the proposition P(n) is true. The proposition is then shown to be true for a particular value of n, say k, and therefore by induction the proposition must be true for n=k+1, k+2, k+3,…. In many cases k=1, so then the proposition is true for all positive integers.
数学归纳法证明的形式方法,在证明时,先在假设命题P(n)成立的条件下,证明命题P(n+1)成立. 然后对于一个特殊的n,比如k,证明命题是成立的,由此对于n=k+1,k+2,k+3,…,命题必定成立. 在很多情况下,k=1,所以命题对一切正整数是成立的.
proof A set of arguments used to deduce a mathematical theorem from a set of axioms.
证明 从一组公理出发推导出数字定理的一组论理.
solve To find the roots of an equation or the answer to a problem.
求解 找出方程的根或找出问题的答案.
real number Any of the rational numbers(which include the integers) of irrational numbers. Real numbers exclude imaginary numbers, found in complex numbers of the general form a+bi where i =,although these do include a real component a.
实数任何有理数(包括整数)或无理数. 实数不包括一般形式为a+bi(i=)的复数,尽管它有实部 a. 但是i=是虚数,不是实数.
complex number A number of the form a+ib, where a and b are real numbers and i2=-1(or equivalently,i=).A complex number is often denoted by a single letter, usually z, we write z=a+ib,where a=Rez(read:“the real part of z”) and b= Imz(“the imaginary part of z”). If b=0,the number is real;if a=0,it is imaginary. Thus the set of real numbers(and also the set of imaginary numbers) is a subset of the set of complex numbers.
复数一个形如a+ib的数,其中a和b为实数,而i2=
-1(或等价地,i=). 一个复数常常用一单个字母表示,通常用z,我们写作z=a+ib,其中a=Rez(读作:“z的实部”),b=Imz(“z的虚部”).如果b=0,此数为实;如果a=0,它为虚. 因而实数集合(还有虚数集合)是复数集合的子集.
complex conjugatesThe conjugate of the complex number a+ib is the complex number a-ib;for example,the conjugate of 5+7i is 5-7i;and vice versa. The conjugate of the imaginary number 3i is the imaginary number -3i;the conjugate of the real number 2 is 2,because either can be written as 2+0i.
1.(08江苏10)将全体正整数排成一个三角形数阵:35 68 9 10
。。。
按照以上排列的规律,第n行(n3)从左向右的第3个数为▲.n2n6【答案】 2
【解析】本小题考查归纳推理和等差数列求和公式.前n-1 行共有正整数1+2+…+(n
n2nn2n-1)个,即个,因此第n 行第3 个数是全体正整数中第+3个,即为22
n2n6. 2
2.(09江苏8)在平面上,若两个正三角形的边长的比为1:2,则它们的面积比为1:4,类似地,在空间内,若两个正四面体的棱长的比为1:2,则它们的体积比为▲.【解析】 考查类比的方法。体积比为1:8
3.(09福建15)五位同学围成一圈依序循环报数,规定:
①第一位同学首次报出的数为1,第二位同学首次报出的数也为1,之后每位同学所报出的数都是前两位同学所报出的数之和;
②若报出的数为3的倍数,则报该数的同学需拍手一次
已知甲同学第一个报数,当五位同学依序循环报到第100个数时,甲同学拍手的总次数为________.【答案】:5
解析:由题意可设第n次报数,第n1次报数,第n2次报数分别为an,an1,an2,所以有anan1an2,又a11,a21,由此可得在报到第100个数时,甲同学拍手5次。
4.(09上海)8.已知三个球的半径R1,R2,R3满足R12R23R3,则它们的表面积S1,S2,S3,满足的等量关系是___________.
【解析】S14R1S122
S22R2S32R3,即R1=R1,S1
2,R2=S2
2,R3=S3
2,由R1
2R23R3
5.(09浙江)15.观察下列等式:
1C5C55232,159C9C9C92723,15913C13C13C13C1321125,1593C1C17C17C171C71727125,1
………
由以上等式推测到一个一般的结论:
1594n1对于nN,C4n1C4n1C4n1C4n1*
答案:24n1122n1。【解析】这是一种需类比推理方法破解的问题,结论由二项构成,n
第二项前有1n,二项指数分别为24n1,22n1,因此对于nN
一、合情推理与演绎推理
1.合情推理(合情推理对于数学发现的作用,为复数铺垫)
合情推理可分为归纳推理和类比推理两类:
(1)归纳推理:部分到整体,特殊到一般
【例1】 观察以下不等式
13,22
2115122, 23
311171222234
41
可归纳出对大于1的正整数n成立的一个不等式1
表达式应为_________
【例2】 十个圆能把平面最多分为多少份?92
(2)类比推理:特殊到特殊
111f(n),则不等式右端f(n)的2232n2
① 关于空间问题与平面问题的类比,通常可抓住几何要素的如下对应关系作对比:(亮点)多面体 二面角多边形;面平面角;面 积边;体积线段长;面积 ;
【例3】 在平面几何里,可以得出正确结论:“正三角形的内切圆半径等于这正三角形的高的平面几何的上述结论,则正四面体的内切球半径等于这个正四面体的高的()
” .类比
② 数列中的相关应用
9aabbb2{b}b2129n5【例4】 已知为等比数列,则.若n为等差数列,a52,则n的类似结论为_____________
③ 圆锥曲线中的相关应用
【例5】 在平面直角坐标系中,点,顶点的顶点、分别是离心率为的圆锥曲线时,有的焦.类似在该曲线上.一同学已正确地推得:当
Page 1 of
3地,当、时,有
.④ 函数中的相关应用
【例5】 如图所示,对于函数,分向量的比为,线段
上任意两点的上方,设点在点的必在曲线段,则由图象中点上方可得不等式。请分析函数的图象,类比上述不等式可以得到的不等式
是.
⑤平面向量中的相关应用
【例6】 设平面向量顺时针旋转30°后与的和为同向,其中,如果平面向量满足,且则下列命题中正确的为.
①
②③④
⑥ 不等式中的相关应用
【例7】 研究问题:“已知关于的不等
式的解集
为,解关于的不等式
”,有如下解法:
解:
由,令,则,所以不等式的解集为. 参考上述解法,已知关于的不等式的解集为,则关于的不等式Page 2 of
3的解集为.
2.演绎推理一般到特殊
【例6】 有个小偷在警察面前作了如下辩解:是我的录象机,我就一定能把它打开.看,我把它打开了.所
以它是我的录象机.请问这一推理错在哪里?()
A.大前提B.小前提C.结论D.以上都不是
二、直接证明与间接证明
1.综合法顺推,由因导果
综合法是由原因推导到结果的证明方法,它是利用已知条件和某些数学定义、公理、定理等,经过一系列的推理论证,最后推导出所要证明的结论成立的证明方法.
2.分析法逆推,执果索因
分析法是从要证明的结论出发,逐步寻求推证过程中,使每一步结论成立的充分条件,直到最后,把要证明的结论归结为判定一个明显成立的条件(已知条件、定义、公理、定理等)为止的证明方法.
3.反证法
假设原命题的结论不成立,经过正确的推理,最后得出矛盾,由此说明假设错误,从而证明了原命题成立,这样的方法叫反证法;它是一种间接的证明方法.用这种方法证明一个命题的一般步骤:(1)假设命题的结论不成立;(2)根据假设进行推理,直到推理中导出矛盾为止 ;(3)断言假设不成立(4)肯定原命题的结论成立
【关键词】几何推理 数学证明 教学 策略
1前言
有效教学指的是在教学活动中教师遵循一定的教育教学规律,采用各种方式和手段,以尽可能少的时间、精力、教学设施的投入,取得尽可能多的教学效果,实现特定的教学目标,满足社会和个人的教育价值需求而组织实施的活动。提高课堂教学效率是无数教育工作者的共同心愿和奋斗目标,时代要求我们构建一种新型的、高效率的课堂教学模式。教学有没有效益,并不是指教师有没有教完内容或教得认真不认真,而是指学生有没有学到什么或学得好不好。因此,教学策略显得尤为重要。
2教学策略及其特点、分类
教学策略是实施教学过程中的教学思想、方法模式、技术手段这三方面动因的简单集成,是教学思维对其三方面动因的进行思维策略加工而形成的方法模式。
教学策略具有指向性、整合性、可操作性、灵活性、调控性、层次性等特点。所谓指向性,指教学策略是为实际的教学服务的,是为了达到一定的教学目标和教学效果。目标是教学整个过程的出发点。教学策略的选择行为不是主观随意的,而是指向一定目标的。所谓整合性,指教学过程是一个彼此之间相互联系、相互作用的整体,各个教学环节连接紧密,各个教学因素的变化都会起到牵一发而动全身的作用。所谓可操作性,指所有的教学活动并不是一成不变的,一成不变的教学只会让学生感觉枯燥乏味,影响教学效果,因此,必须从学生的整体出发不断调整适合学生的、学生易于接受的教育教学策略。所谓灵活性,指教师在教学活动中具有很强的调控权利,能够从学生的整体利益和教育教学效果出发,适当调整自己的教育教学方法策略,灵活地运用多种教学策略。所谓调控性,是教师在教育教学工作中的调控能力。每一位教师都有自己的教育教学策略和教学风格,最好的教育教学策略是真正适合大部分学生的方式方法,所以,教师在选择教育教学策略时的调控力显得更为重要。层次性指教学具有不同的层次,加涅把教学分为课程级、科目级、单元级和要案级四种水平。
根据各种教学策略的不同特点,可以将其分为产生式教学策略、替代式教学策略、独立学习与小组学习策略和竞争与合作学习策略。
3几何推理与数学证明的教学策略研究
几何推理和数学证明具有抽象性,并且对于毕业生来说,该部分所占分数比例较重,但是掌握了相关的方法策略确实很容易得分,因此,教师必须设计较为良好的教学策略,使学生在短时间内更好地掌握。
3.1讲授法
讲授法是指教师通过口头语言,辅助以板书、挂图、投影等媒体向学生传递语言信息的方法,是一种教师讲、学生听的活动。讲授法的优点是能在短时间内让学生获得大量系统的科学知识;缺点则是学生比较被动,师生都难以及时获得反馈信息,个别差异也很难全面照顾。因为几何定理的符号语言是证明过程中的基本单位,所以首先要采用讲授法教学生,并在讲授的基础上归纳出“一划二画三写”的步骤,让学生尽快熟悉每一个定理的基本要求。 例如定理:直角三角形被斜边上的高线分成的两个直角三角形和原三角形相似。 “一划”就是找出定理的题设和结论,题设用直线,结论用波浪线,要求在划时突出定理的本质部分,如“直角三角形”“高线”“相似”。 “二画”就是依据定理的内容,能画出所对应的基本图形。“三写”即能用符号语言表达,争取不丢分。
3.2演示法
演示法指借助实物、图片,或使用投影、电视、电影等手段,将要感知的过程或要学习的技能记录下来播放、演示,通过不同形式的直观化方式,增强学生的感性认识,或在已有理性认识的情况下,再通过感性材料深化理性认识的教学方法。借助现代教学媒体,如电影、电视、多媒体计算机等,可以化静态为动态,因而其逼真程度和直观程度更高。学生觉得几何抽象还因为几何推理形式多样、过程复杂而又摸不定,往往听课时知道该如何写,而自己书写时又漏掉某些步骤,因此必须采用演示的方法,使学生能够有一个全方位的理解。演示法的具体教学步骤:首先选择各种类型的证明题,根据方法利用进行分类,再将正确的、规范的解答步骤向学生演示,同时给予一道解题方法相似的题目加以巩固。
3.3训练和实践法
训练和实践法是让学生通过一系列设计好的实践活动来进行练习,运用所学知识解决同类任务,以增加技能的熟练程度或增加新能力的方法。使用这种方法的前提是假设学习者在练习之前已基本掌握了与某种训练有关的概念、原理和技能。现代多媒体技术、人工智能技术和虚拟现实技术可以为学习者创设逼真的学习和实践情境,使学习者在真实的情境中进行练习和实践。基本推理模式中的骨干部分还是定理的符号语言。因而在这一环节,我们让学生在证明的过程中找出单个定理的因果关系、多个定理的组合方式,然后由几个定理组合后构造图形,进一步强化学生“用定理”的意识。
4小结
教学策略是教学效果的重要影响因素,结合几何推理与数学证明问题的抽象性和考试相关要求提出的教学策略具有适应性、针对性、灵活性和快捷性。在教育教学工作中,结合学生实际情况,有针对性地创新教学策略,使学生易于接受、牢固记忆,不断促进教育教学工作更好发展。
【参考文献】
[1]和学新.教学策略的概念、结构及运用[J].教育研究.
[2]熊川武.反思性教学[M].上海:上海华师大出版社.
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