李陽??
摘要:反證法是對題目中給出的已知條件予以肯定而否定的需證明結論,再利用否定后的結論和命題中的已知條件進行推理證明矛盾,進而來肯定原命題結論的正確性.本文的主要內容是先對反證法的原理、反證法的研究對象、反證法的例題級應用反證法應該注意的問題等作一簡單闡述。
關鍵詞:反證法;推理;數(shù)學
一、 反正法的原理闡釋
從問題出發(fā)是數(shù)學學習的一個根本。數(shù)學學習的本質就是不斷訓練學生解決問題的能力。不論是從問題理解、問題說明和問題解決,數(shù)學教學都是圍繞學生處理問題的方法展開的。反證法就是其中的一個案例。從原理上說,反證法從問題出發(fā),找出問題的不相容命題,并不斷推理不相容命題的等價命題,從等價命題之中找出與公理矛盾的地方,反證問題成立或者不成立。
二、 明確問題的對立面
應用反證法要明確問題的對立面:反證法所圍繞的核心是問題,然而問題在哪里,是什么樣的,必須準確給予劃定。一般來說,問題往往十分清晰,只要看到結尾處即可明確問題的范圍。然而,在實際教學甚至實際生活中,學生并不能清楚問題是什么。因此,在運用反證法這一原理時,首先需要為問題劃定范圍,將問題的邏輯明確化。對于反證法也是一樣。反證法的基本原理是證明問題的對立命題是矛盾的。因此,在運用反證法時,必須要把握住問題的對立命題,為之劃定范圍,這樣才能解決問題。
三、 反證法的應用
(一) 反證法的步驟
應用反證法時要正確假設,分清原命題的結論是什么。要正確推理,導出矛盾,肯定否命題正確,從而確定原命題。
可以總結出用反證法證題一般分為三個步驟:
1. 假設命題的結論不成立;
2. 從這個結論出發(fā),經過推理論證,得出矛盾;
3. 由矛盾判定假設不正確,從而肯定命題的結論正確。
即提出假設——推出矛盾——肯定結論。
(二) 關于反證法的例題
下面將反證法應用到數(shù)學例子中。
例1過平面內一點并且過平面外一點的直線,和平面內不過這一點的直線是異面直線。
由已知:直線AB,點A平面α,點B∈α,直線a∈α不過點B。
求證:直線AB和a是異面直線。
證明:
[提出假設]直線AB和a不是異面直線。
[推出矛盾]它們同在經過點B和直線a的平面內,因為Ba,經過點B與直線a只有一個平面α,直線AB與a在平面α內,∴A∈α,這與Aα矛盾。
[肯定結論]∴直線AB和a是異面直線。
例2已知p3+q3=2,求證:p+q≤2。
分析:此題對結論的否定只有一種情況,p+q>2,應用反證法證明時只要針對這種情況給予否定,就可肯定p+q≤2成立。
證明:假設p+q>2,則q>2-p,
∴q3>8-12p+6p2-p3,
∴p3+q3>643-2p+p2=6(p-1)2+13,
∴p3+q3>2+6(p-1)2。
由此可知p3+q3≠2,這與已知矛盾,
∴p+q≤2。
四、 應用反證法應該注意什么
建立起下面幾個概念:第一,兩個命題互相矛盾的概念;第二,如果從前提出發(fā),邏輯地推出矛盾,而且除了一個前提不是真的外,其他前提已知為真,那么必然是剩下不知真假的前提的假設不真;第三,如果一個論斷的反面不成立,那么原論題成立。
應用反證法要明確哪些問題需要用反證法,哪些問題不必用到反證法。如果用到反證法要正確了解結論是什么,結論的否定命題是什么,從而對否定命題加以證明,得到與已知矛盾,進而得證。
五、 總結
反證法在教學中應用極為廣泛,對思路引導作用也非常之大。如果能夠在實際教學中多用反證法,用好反證法,對教學質量的提高必將產生實質影響??傊?,反證法因其在數(shù)學問題解決過程中所具備的特殊地位,在具體的教學活動中,一定要引起學者的足夠重視。
參考文獻:
[1] 武寶元,趙輝.反證法證題釋疑[J].中學數(shù)學教學參考,2000(11).
[2] 朱延玲.淺談反證法的教學[J].中學數(shù)學研究,2002(7).
[3] 代欽.數(shù)學教學論[M].西安:陜西師范大學出版社,2009.
作者簡介:李陽,吉林省長春市,吉林師范大學 數(shù)學學院。endprint