高中数学合情推理精选文档.ppt

高中数学合情推理本讲稿第一页，共三十五页21合情推理与演绎推理21.1合情推理本讲稿第二页，共三十五页【课标要求】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2了解合情推理在数学发现中的作用【核心扫描】1对合情推理含义的理解(重点)2能利用归纳和类比进行简单的推理(重点)本讲稿第三页，共三十五页自学导引1归纳推理和类比推理(1)归纳推理：由某类事物的 具有某些特征，推出该类事物的 都具有这些特征的推理，或者由 概括出 的推理简言之，归纳推理是由部分到整体，由个别到一般的推理(2)类比推理：由两类对象具有某些 特征和其中一类对象的某些 推出另一类对象也具有这些特征简言之，类比推理是由特殊到特殊的推理部分对象全部对象个别事实一般结论类似已知特征本讲稿第四页，共三十五页想一想：归纳推理和类比推理的结论一定正确吗？提示归纳推理的结论超出了前提所界定的范围，其前提和结论之间的联系不是必然性的，而是或然性的，结论不一定正确类比推理是从人们已经掌握了的事物的特征，推测正在被研究中的事物的特征，所以类比推理的结果具有猜测性，不一定可靠本讲稿第五页，共三十五页2合情推理(1)定义归纳推理和类比推理都是根据已有事实，经过 、，再进行 、，然后提出 的推理，我们把它们统称为合情推理(2)合情推理的过程观察分析比较联想归纳类比猜想本讲稿第六页，共三十五页想一想：由合情推理得到的结论可靠吗？提示一般来说，由合情推理所获得的结论，仅仅是一种猜想，未必可靠，例如，费马猜想就被数学家欧拉推翻了本讲稿第七页，共三十五页名师点睛1归纳推理(1)归纳推理的特点归纳推理是由几个已知的特殊情况归纳出一般性的结论，该结论超越了前提所包含的范围归纳出的结论具有猜测性质，是否属实，还需逻辑证明和实践检验，即结论不一定可靠归纳推理是一种具有创造性的推理，通过归纳推理得到的猜想可以作为进一步研究的起点，帮助人们发现问题和提出问题本讲稿第八页，共三十五页(2)归纳推理的步骤归纳对有限资料进行观察、分析，发现某些相同性质一般地，如果归纳的个别情况越多越具有代表性，那么推广的一般性命题就越可能为真猜想：在以上基础上提出带有规律性的结论检验：检验猜想本讲稿第九页，共三十五页2类比推理(1)类比推理的一般步骤找出两类事物之间的相似性或一致性用一类事物的性质去推测另一类事物的性质，得出一个明确的命题(2)类比推理的特点类比是从人们已经掌握了的事物的属性，推测正在研究中的事物的属性，以旧认识为基础，类比出新结果本讲稿第十页，共三十五页类比是从一种事物的特殊属性推测另一种事物的特殊属性如果类比的相似性越多，相似的性质与推测的性质之间越相关，那么类比得出的命题越可靠类比的结果是猜测性的，不一定正确但它却具有发现的功能本讲稿第十一页，共三十五页(3)类比推理的适用前提运用类比推理的前提是两类对象在某些性质上有相似性或一致性，关键是把这些相似性或一致性确切地表述出来，再由一类对象具有的特性去推断另一类对象也可能具有此类特性运用类比推理常常先要寻找合适的类比对象本讲稿第十二页，共三十五页题型一归纳推理的应用【例1】观察如图所示的“三角数阵”1第1行22第2行343第3行4774第4行5 11 14 11 5第5行 本讲稿第十三页，共三十五页记第n行的第2个数为an(n2，nN*)，请仔细观察上述“三角数阵”的特征，完成下列各题：(1)第 6行 的 6个 数 依 次 为 _、_、_、_、_、_；(2)依次写出a2、a3、a4、a5；(3)归纳出an1与an的关系式本讲稿第十四页，共三十五页思路探索(1)观察数阵，总结规律：除首末两数外，每行的数等于它上一行肩膀上的两数之和，得出(1)的结果(2)由数阵可直接写出答案(3)写出a3a2，a4a3，a5a4，从而归纳出(3)的结论本讲稿第十五页，共三十五页解由数阵可看出，除首末两数外，每行中的数都等于它上一行的肩膀上的两数之和，且每一行的首末两数都等于行数(1)6,16,25,25,16,6(2)a22，a34，a47，a511(3)a3a22，a4a33，a5a44由此归纳：an1ann.对于数阵问题的解决方法，既要清楚每行、每列数的特征，又要对上、下行，左、右列间的关系进行研究，找到规律，问题即可迎刃而解本讲稿第十六页，共三十五页本讲稿第十七页，共三十五页本讲稿第十八页，共三十五页本讲稿第十九页，共三十五页题型二类比推理的应用【例2】如图所示，在ABC中，射影定理可表示为abcos Cccos B，其中a，b，c分别为角A，B，C的对边，类比上述定理，写出对空间四面体性质的猜想思路探索 本讲稿第二十页，共三十五页本讲稿第二十一页，共三十五页 (1)类比推理的基本原则是根据当前问题的需要，选择适当的类比对象，可以从几何元素的数目、位置关系、度量等方面入手由平面中的相关结论可以类比得到空间中的相关结论(2)平面图形与空间图形类比平面图形空间图形点线线面边长面积面积体积线线角二面角三角形四面体本讲稿第二十二页，共三十五页本讲稿第二十三页，共三十五页题型三平面图形与空间图形的类比【例3】三角形与四面体有下列相似性质：(1)三角形是平面内由直线段围成的最简单的封闭图形；四面体是空间中由三角形围成的最简单的封闭图形(2)三角形可以看作是由一条线段所在直线外一点与这条线段的两个端点的连线所围成的图形；四面体可以看作是由三角形所在平面外一点与这个三角形三个顶点的连线所围成的图形通过类比推理，根据三角形的性质推测空间四面体的性质填写下表：本讲稿第二十四页，共三十五页三角形四面体三角形的两边之和大于第三边三角形的中位线的长等于第三边长的一半，且平行于第三边三角形的三条内角平分线交于一点，且这个点是三角形内切圆的圆心本讲稿第二十五页，共三十五页 三角形和四面体分别是平面图形和空间图形，三角形的边对应四面体的面，即平面的线类比到空间为面三角形的中位线对应四面体的中位面，三角形的内角对应四面体的二面角，三角形的内切圆对应四面体的内切球本讲稿第二十六页，共三十五页规范解答 三角形四面体三角形的两边之和大于第三边四面体的三个面的面积之和大于第四个面的面积三角形的中位线的长等于第三边长的一半，且平行于第三边四面体的中位面的面积等于第四个面的面积的，且中位面平行于第四个面三角形的三条内角平分线交于一点，且这个点是三角形内切圆的圆心四面体的六个二面角的平分面交于一点，且这个点是四面体内切球的球心本讲稿第二十七页，共三十五页【题后反思】将平面几何中的三角形、长方形、圆、面积等和立体几何中的三棱锥、长方体、球、体积等进行类比，是解决和处理立体几何问题的重要方法本讲稿第二十八页，共三十五页【变式3】类比平面内正三角形的“三边相等，三内角相等”的性质，可推出正四面体的下列哪些性质，你认为比较恰当的是()各棱长相等，同一顶点上的任两条棱的夹角都相等；各个面都是全等的正三角形，相邻两个面所成的二面角都相等；各个面都是全等的正三角形，同一顶点上的任两条棱的夹角都相等A B C D本讲稿第二十九页，共三十五页解析由两类对象具有某些类似特征和其中一类对象的某些已知特征，推出另一类对象也具有这些特征的推理，叫类比推理，上述三个结论均符合推理结论，故均正确答案C本讲稿第三十页，共三十五页方法技巧数形结合思想在合情推理中的应用 本节关于数形结合思想的考查主要是利用图形归纳、类比一般规律，从而作出猜想本讲稿第三十一页，共三十五页【示例】如图所示是树形图，第一层是一条与水平线垂直的线段，长度为1；第二层在第一层线段的前端作两条与该线段均成135角的线段，长度为其一半；第三层按第二层的方法在每一条线段的前端生成两条线段；重复前面的作法作图至第n层设树形图的第n层的最高点到水平线的距离为第n层树形图的高度本讲稿第三十二页，共三十五页本讲稿第三十三页，共三十五页本讲稿第三十四页，共三十五页本讲稿第三十五页，共三十五页