1 为什么要证明
1.推理证明的必要性
给出两条线段a,b,判断它们是否相等,我们就需要去测量,因为有误差,所以测量的结果可能相等,也可能不相等,这说明测量所得出的结论也不一定正确.
实验、观察、操作是人们认识事物的重要手段,但仅凭实验、观察、操作得到的结论有时是不全面的,甚至是错误的,所以正确地认识事物,不能单凭直觉,必须一步一步、有根有据地进行推理.
谈重点 证明的必要性
(1)直觉有时会产生错误,不是永远可信的;
(2)图形的性质并不都是通过测量得出的;
(3)对少数具体例子的观察、测量或计算得出的结论,并不能保证一般情况下都成立;
(4)只有通过推理的方法研究问题,才能揭示问题的本质.
【例1】 观察下图,左图中间的圆圈大还是右图中间的圆圈大?
解析:仅凭观察得到的结论不一定正确.眼睛看到的并一定可靠,眼睛有时会产生一些错觉.本例中感觉左图中间的圆圈好像比右图中间的圆圈要小一些,实际上这两个圆圈是一样大的.
答案:一样大
点评:实验、观察、操作所得出的结论不一定都正确,必须推理论证后才能得出正确的结论.
2.检验数学结论常用的方法
(1)检验数学结论常用的方法
主要有:实验验证、举出反例、推理证明.实验验证是最基本的方法,它直接反映由具体到抽象、由特殊到一般的逻辑思维方法;举出反例常用于说明该数学结论不一定成立;推理证明是最可靠、最科学的方法,是我们要掌握的重点.实际上每一个正确的结论都需要我们进行严格的推理证明才能得出.
检验数学结论的具体过程:观察、度量、实验→猜想归纳→结论→推理正确结论.
(2)应用
检验数学结论常用的三种方法的应用:
实验验证法常用于检验一些比较直观、简单的结论;举出反例法多用于验证某结论是不正确的;推理证明主要用来进行严格的推理论证,既可以验证某结论是正确的,也可以验证某结论是不正确的.
【例2-1】 我们知道:2×2=4,2+2=4.
试问:对于任意数a与b,是否一定有结论a×b=a+b?
分析:通过举反例,找出使a×b=a+b不成立的a,b的值,就可以得出答案.
解:3×2=6,而3+2=5,
因为6≠5,
所以不是任意数a与b,
都有结论a×b=a+b.
【例2-2】 如图,在▱ABCD中,DF⊥AC于点F,BE⊥AC于点E,试问DF与BE的位置关系和数量关系如何?你能肯定吗?请说明理由.
分析:由图可知位置关系应为平行,而数量关系则为相等,用推理的方式说明理由即可.
解:DF∥BE,DF=BE.理由:由DF⊥AC,BE⊥AC,可知∠DFC=∠BEA=90°,故DF∥BE.
由AB∥CD,得∠DCF=∠BAE.
又AB=CD,∠CFD=∠AEB=90°,
所以△DCF≌△BAE.
所以DF=BE.
点评:观察只是猜测其结论,只有推理才能说明其结论的正确性.
3.推理的应用
推理的应用在数学中很多,下面给出两种较常见的应用:
(1)规律探究
给出形式上相同的一些代数式或几何图形,观察、猜想其中蕴含的规律,并验证或推理说明.这是规律归纳类题目的特点.
解题思路:
解决此类题目时,要用从特殊到一般的思想找到思路,而且必须善于猜想.代数规律题一般用式子表示其规律,对于几何规律题有时用式子表示,有时写出文字结论.
(2)推理在日常生活中的应用
生活中我们经常需要对有关结论的真伪作出判断,如购买货物、称重是否准确、获得的某种信息是否可靠等.我们可以根据自己的知识储备或借助外力,进行适当的推理,辨别真伪,从而作出判断.
【例3-1】 下列图案均由边长为单位长度的小正方形按一定的规律拼接而成.依此规律,第5个图案中小正方形的个数为__________.
解析:第1个图形中正方形的个数为1,第2个图形中正方形的特点是中间是3个,左右两边各一个,即为1+3+1个,第3个图形中正方形的特点是中间是5个,左右分别是1+3个,即为1+3+5+3+1.所以第5个图案中小正方形的个数为1+3+5+7+9+7+5+3+1=41.
答案:41
【例3-2】 有红、黄、蓝三个箱子,一个苹果放入其中某个箱子内,并且:①红箱子盖上写着:“苹果在这个箱子里.”②黄箱子盖上写着:“苹果不在这个箱子里.”③蓝箱子盖上写着:“苹果不在红箱子里.”已知①②③中只有一句是真的,那么苹果在哪个箱子里?
分析:注意①与③互相矛盾,两件矛盾的事,不能都是真的,又不能都是假的,必有一真,这样问题就解决了.
解:经分析得①③中有一句是真话,一句是假话,而已知真话只有一句,所以②必是假话,从而可知苹果在黄箱子里.
点技巧 巧用排除法
判断数学结论正确与否,可选择“排除法”.