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§2.2.1 综合法和分析法教学设计
广州市荔湾区汾水中学-杨晖
一、教学目标:
(一)知识与技能:
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。
(二)过程与方法:
培养学生的辨析能力和分析问题和解决问题的能力;
(三)情感、态度与价值观:
通过学生的参与,激发学生学习数学的兴趣。
二、教学重点:
了解分析法和综合法的思考过程、特点
三、教学难点:
分析法和综合法的思考过程、特点
四、教学过程:
(一)导入新课:
合情推理分归纳推理和类比推理,所得的结论的正确性是要证明的。数学结论的正确性必须通过逻辑推理的方式加以证明。本节我们将学习两类基本的证明方法:直接证明与间接证明。
(二)推进新课:
1.综合法
在数学证明中,我们经常从已知条件和某些数学定义、公理、定理等出发,通过推理推导出所要的结论。例如:
已知a,b>0,求证a(bc)b(ca)4abc
教师活动:给出以上问题,让学生思考应该如何证明,引导学生应用不等式证明。教
师最后归结证明方法。
学生活动:充分讨论,思考,找出以上问题的证明方法
设计意图:引导学生应用不等式证明以上问题,引出综合法的定义
证明:因为bc2bc,a0,22222
2所以a(b2c2)2abc。
因为c2a22ac,b0,所以b(c2a2)2abc。
因此 a(b2c2)b(c2a2)4abc。
一般地,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,这种方法叫做综合法。
用P表示已知条件、已有的定义、定理、公理等,Q表示要证明的结论,则综合法可表示为:
PQ1(Q1Q2)Q2Q3.....QnQ
综合法的特点是:由因导果,即由已知条件出发,利用已知的数学定理、性质和公式,推出结论的一种证明方法。例1.已知a,b,c是不全相等的正数
bcacababc3abc
(综合法)
∵a,b,c R,bacacb∴a与b,a与c,b与c均为正实数且不能同时相等,bacacb 由重要不等式得:a+b>=2,a+c>=2,bc,bccaab三式相加得a+a+b+b+c+c>6,bccaab∴aa1)+(b+b-1)+(c+c-1)>3,b+c-aa+c-ba+b-c即abc 注:证明过程中我们要善于观察变形,合理利用已知条件、定理、公式,把文字语言转化为符号语言,由因导果!
2.分析法
证明数学命题时,还经常从要证的结论 Q 出发,反推回去,寻求保证 Q 成立的条件,即使Q成立的充分条件P1,为了证明P1成立,再去寻求P1成立的充分条件P2,为了证明P2成立,再去寻求P2成立的充分条件P3,„„ 直到找到一个明显成立的条件(已知条件、定
理、定义、公理等)为止。
例如:我们回顾基本不等式
要证 abab(a>0,b>0)的证明就用了上述方法。
2abab,2
只需证ab2ab,只需证ab2ab0,只需证(ab)20 由于(a)20显然成立,因此原不等式成立。
一般地,从要证明的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直至最后,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、定理、定义、公理等)为止。这种方法叫做分析法。
分析法可表示为:
QP1(P1P2).....(Pn1Pn)PnP
分析法的特点是:执果索因
例
2、求证725。
分析:从待证不等式不易发现证明的出发点,因此我们直接从待证不等式出发,分析其成立的充分条件。证明:因为7和25都是正数,所以为了证明
372,只需明
(37)2(2)2,展开得1022120,只需证215,因为2125成立,所以
(7)2(2)2成立。
在本例中,如果我们从“21〈25”出发,逐步倒推回去,就可以用综合法证出结论。但由于我们很难想到从“21
事实上,在解决问题时,我们经常把综合法和分析法结合起来使用:根据条件的结构特点去转化结论,得到中间结论Q;根据结论的结构特点去转化条件,得到中间结论 P.若由P可以推出Q成立,就可以证明结论成立.下面来看一个例子.
(五)课堂练习:
b+c-aa+c-ba+b-c(1)练习:已知a,b,c是互不相等的正实数,求证(分abc
别用综合法与分析法证明)
(2)课堂提升练习: ‘‘‘‘
1.已知a0,b0,ab
1114ab
2.已知a>5,
(3)思考题:如果a>b,ab=1,求证:a2+b2≥22(a-b),并指明该不等式在何时取“=”号.
(六)课堂小结:
综合法和分析法的特点。
(七)布置作业:
课本P89页1、2