第六节 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.
知识梳理 一、直接证明
1.综合法:从题设的已知条件出发,运用一系列有关已确定真实的命题作为推理的依据,逐步推演而得到要证明的结论,这种证明方法叫做综合法.综合法的推理方向是由已知到求证,表现为由因索果,综合法的解题步骤用符号表示是:P0(已知)?P1?P2?…?Pn(结论).
特点:由因导果,因此综合法又叫顺推法.
2.分析法:分析法的推理方向是由结论到题设,论证中步步寻求使其成立的充分条件,如此逐步归结到已知的条件和已经成立的事实,从而使命题得证,表现为执果索因,分析法的证题步骤用符号表示为B(结论)?B1?B2?…?Bn?A(已知).
特点:执果索因,因此分析法又叫逆推法或执果索因法. 二、间接证明
假设原命题的结论不成立,经过正确的推理,最后得出矛盾,因此说明假设错误,从而证明了原命题成立.这样的证明方法叫反证法.反证法是一种间接证明的方法.
1.反证法的解题步骤:否定结论—推演过程中引出矛盾—肯定结论. 2.反证法的理论依据是:原命题为真,则它的逆否命题为真,在直接证明有困难时,就可以转化为证明它的逆否命题成立.
3.反证法证明一个命题常采用以下步骤: (1)假定原命题的结论不成立;
(2)进行推理,在推理中出现下列情况之一:与已知条件矛盾;与公理或定理矛盾;
(3)由于上述矛盾的出现,可以断言,原来的假定“结论不成立”是错误的; (4)肯定原来命题的结论是正确的. 即“反设—归谬—结论”.
4.一般情况下,有如下几种情况的证明题目常常采用反证法:
第一,问题共有n种情况,现要证明其中的1种情况成立时,可以想到用反证法把其他的n-1种情况都排除,从而肯定这种情况成立;
第二,命题是以否定命题的形式叙述的; 第三,命题用“至少”、“至多”的字样叙述的;
第四,当命题成立非常明显,而要直接证明所用的理论太少,且不容易说明,而其逆命题又是非常容易证明的.
基础自测
1.设t=a+2b,s=a+b2+1,则下列关于t和s的大小关系中正确的是( ) A.t>s
B.t≥s
C.t<s D.t≤s
解析:因为s-t=a+b2+1-a-2b=(b-1)2≥0,所以s≥t. 答案:D
2.实数a、b、c不全为0是指( ) A.a、b、c均不为0 B.a、b、c中至少有一个为0 C.a、b、c至多有一个为0 D.a、b、c至少有一个不为0
解析:不全为“0”并不是“全不为0”,而是“至少有一个不为0”.故选D. 答案:D
3.(2012·广东六校联考)定义运算法则如下:ab=a2+b3,a b=lg a2-lg b.若M=24
1125
1
1
8
,N=2
1
,则M+N=__________. 25
解析:由定义运算法则可知,
9312535+=+=4, 4822
1
M=2
4N=2?
125=8
1?11
=lg(2)2-lg??25?2=lg 2+lg 5=1, 25
∴M+N=5. 答案:5