第二章推理与证明导学案31803.pdf
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1、中学数学资源网 高二数学选修 1-2&2-2导学案 执笔:董卜毓 审核:李志敏 1 2.1.1 合情推理(1)学习目标 1.结合已学过的数学实例,了解归纳推理的含义;2.能利用归纳进行简单的推理,体会并认识归纳推理在数学发现中的作用.学习过程 一、课前准备(预习教材 P28 P30,找出疑惑之处)在日常生活中我们常常遇到这样的现象:(1)看到天空乌云密布,燕子低飞,蚂蚁搬家,推断天要下雨;(2)八月十五云遮月,来年正月十五雪打灯.以上例子可以得出推理是 的思维过程.二、新课导学 学习探究 探究任务:归纳推理 问题 1:哥德巴赫猜想:观察 6=3+3,8=5+3,10=5+5,12=5+7,12
2、=7+7,16=13+3,18=11+7,20=13+7,50=13+37,100=3+97,猜想:.问题 2:由铜、铁、铝、金等金属能导电,归纳出 .新 知:归 纳 推 理 就 是 由 某 些 事 物的 ,推出该类事物的 的推理,或者由 的推理.简言之,归纳推理是由 的推理.典型例题 例 1 观察下列等式:1+3=4=22,1+3+5=9=23,1+3+5+7=16=24,1+3+5+7+9=25=25,你能猜想到一个怎样的结论?变式:观察下列等式:1=1 1+8=9,1+8+27=36,1+8+27+64=100,你能猜想到一个怎样的结论?例2已 知 数 列 na的 第 一 项11a,且n
3、nnaaa11(1,2,3.n,试归纳出这个数列的通项公式.变式:在数列na中,11()2nnnaaa(2n),试猜想这个数列的通项公式.动手试试 2009年上学期高二 月 日 班级:姓名:第二章 推理与证明 2 练 1.应用归纳推理猜测11112222的结果.练 2.在数列na中,11a,122nnnaaa(*nN),试猜想这个数列的通项公式.三、总结提升 学习小结 1归纳推理的定义.2.归纳推理的一般步骤:通过观察个别情况发现某些相同的性质;从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题(猜想).知识拓展 1.费 马 猜 想:法 国 业 余 数 学 家 之 王 费 马(1601-1665)
4、在 1640 年通过对020213F ,121215F ,2222117F ,32321257F ,4242165 537F 的观察,发现其结果都是素数,提出猜想:对所有的自然数n,任何形如221nnF 的 数 都 是 素 数.后 来 瑞 士 数 学 家 欧 拉 发 现525214 2 9 4 9 6 7 2 9 76 4 16 7 0 0 4 1 7F 不是素数,推翻费马猜想.2.四色猜想:1852 年,毕业于英国伦敦大学的弗南西斯.格思里来到一家科研单位搞地图着色工作时,发现了一种有趣的现象:“每幅地图都可以用四种颜色着色,使得有共同边界的国家着上不同的颜色.”,四色猜想成了世界数学界关注
5、的问题.1976年,美国数学家阿佩尔与哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上,用 1200 个小时,作了 100 亿逻辑判断,完成证明.学习评价 自我评价 你完成本节导学案的情况为().A.很好 B.较好 C.一般 D.较差 当堂检测(时量:5 分钟 满分:10 分)计分:1.下列关于归纳推理的说法错误的是().A.归纳推理是由一般到一般的一种推理过程 B.归纳推理是一种由特殊到一般的推理过程 C.归纳推理得出的结论具有或然性,不一定正确 D.归纳推理具有由具体到抽象的认识功能 2.若2()41,f nnnnN,下列说法中正确的是().A.()f n可以为偶数 B.()f n一定为奇数
6、 C.()f n一定为质数 D.()f n必为合数 3.已知2()(1),(1)1()2f xf xff x*xN(),猜想(f x)的表达式为().A.4()22xf x B.2()1f xx C.1()1f xx D.2()21f xx 4.111()1()23f nnNn,经 计 算 得357(2),(4)2,(8),(16)3,(32)222fffff猜测当2n 时,有_.5.从22211,2343,345675中得出的一般性结论是_ .课后作业 1.对于任意正整数 n,猜想(21)n 与2(1)n的大小关系.2.已知数列na的前 n 项和nS,123a ,满足12(2)nnnSa n
7、S,计算1234,S SS S并猜想nS的表达式.2.1.1 合情推理(2)中学数学资源网 高二数学选修 1-2&2-2导学案 执笔:董卜毓 审核:李志敏 3 学习目标 1.结合已学过的数学实例,了解类比推理的含义;2.能利用类比进行简单的推理,体会并认识合情推理在数学发现中的作用.学习过程 一、课前准备(预习教材 P30 P38,找出疑惑之处)1.已知 0(1,2,)iain,考察下列式子:111()1i aa;121211()()()4iiaaaa;123123111()()()9iiiaaaaaa.我们可以归纳出,对12,na aa也成立的类似不等式为 .2.猜想数列1111,1 33
8、5 5 779的通项公式是 .二、新课导学 学习探究 鲁班由带齿的草发明锯;人类仿照鱼类外形及沉浮原理发明潜水艇;地球上有生命,火星与地球有许多相似点,如都是绕太阳运行、绕轴自转的行星,有大气层,也有季节变更,温度也适合生物生存,科学家猜测:火星上有生命存在.以上都是类比思维,即类比推理.新知:类比推理就是由两类对象具有 和其中 ,推出另一类对象也具有这些特征的推理.简言之,类比推理是由 到 的推理.典型例题 例 1 类比实数的加法和乘法,列出它们相似的运算性质.类比 角度 实数的加法 实数的乘法 运算 结果 运算律 逆运算 单位元 变式:找出圆与球的相似之处,并用圆的性质类比球的有关性质.圆
9、的概念和性质 球的类似概念和性质 圆的周长 圆的面积 圆心与弦(非直径)中点的连线垂直于弦 与圆心距离相等的弦长相等,与圆心距离不等的两弦不等,距圆心较近的弦较长 以点00(,)xy为圆心,r为半径的圆的方程为22200()()xxyyr 例 2 类比平面内直角三角形的勾股定理,试给出空间中四面体性质的猜想.变式:用三角形的下列性质类比出四面体的有关性质.三角形 四面体 三角形的两边之和大于第三边 三角形的中位线平行且等于第三边的一半 三 角 形 的 面 积 为1()2Sabc r(r 为三角形内切圆的半径)新知:和 都是根据已有的事实,经过观察、分析、比较、联想,再进行 ,然后提出 的推理,
10、我们把它们统称为合情推理.一般说合情推理所获得的结论,仅仅是一种猜想,未必可靠.动手试试 练 1.如图,若射线 OM,ON 上分别存在点12,M M与 点12,N N,则 三 角 形 面 积 之 比2009年上学期高二 月 日 班级:姓名:第二章 推理与证明 4 11221122OM NOM NSOMONSOMON.若不在同一平面内的射线OP,OQ 上分别存在点12,P P,点12,Q Q和点12,R R,则类似的结论是什么?练 2.在ABC中,不等式1119ABC成立;在四边形ABCD中,不等式1111162ABCD成立;在五边形ABCDE中,不等式11111253ABCDE成立.猜想,在
11、n 边形12nA AA中,有怎样的不等式成立?三、总结提升 学习小结 1类比推理是由特殊到特殊的推理.2.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命题(猜想).3.合情推理仅是“合乎情理”的推理,它得到的结论不一定真,但合情推理常常帮我们猜测和发现新的规律,为我们提供证明的思路和方法.知识拓展 试一试下列题目:1.南京江苏 A.石家庄河北 B.渤海中国 C.泰州江苏 D.秦岭淮河 2.成功失败 A.勤奋成功 B.懒惰失败 C.艰苦简陋 D.简单复杂 3.面条食物 A.苹果水果 B.手指身体 C.菜肴萝卜 D.食品巧克力 学习评价 自我
12、评价 你完成本节导学案的情况为().A.很好 B.较好 C.一般 D.较差 当堂检测(时量:5 分钟 满分:10 分)计分:1.下列说法中正确的是().A.合情推理是正确的推理 B.合情推理就是归纳推理 C.归纳推理是从一般到特殊的推理 D.类比推理是从特殊到特殊的推理 2.下面使用类比推理正确的是().A.“若33ab,则ab”类推出“若00ab,则ab”B.“若()ab cacbc”类推出“()a b cac bc”C.“若()ab cacbc”类推出“ababccc (c0)”D.“nnaa bn(b)”类推出“nnaabn(b)3.设)()(,sin)(010 xfxfxxf,21()
13、(),fxfx1()()nnfxfx,n N,则2007()fx ().A.sin x B.sin x C.cos x D.cos x 4.一同学在电脑中打出如下若干个圆 若将此若干个圆按此规律继续下去,得到一系列的圆,那么在前 2006 个圆中有 个黑圆.5.在数列 1,1,2,3,5,8,13,x,34,55中的 x 的值是 .课后作业 1.在等差数列na中,若100a,则有*121219(19,)nnaaaaaannN成立,类比上述性质,在等比数列 nb中,若91b,则存在怎样的等式?2.在各项为正的数列 na中,数列的前 n 项和nS满足nnnaaS121(1)求321,aaa;(2)
14、由(1)猜想数列 na的通项公式;(3)求nS 2.1.2 演绎推理 学习目标 1.结合已学过的数学实例和生活中的实例,体会演绎推理的重要性;中学数学资源网 高二数学选修 1-2&2-2导学案 执笔:董卜毓 审核:李志敏 5 2.掌握演绎推理的基本方法,并能运用它们进行一些简单的推理.学习过程 一、课前准备(预习教材 P39 P42,找出疑惑之处)复习 1:归纳推理是由 到 的推理.类比推理是由 到 的推理.复习 2:合情推理的结论 .二、新课导学 学习探究 探究任务一:演绎推理的概念 问题:观察下列例子有什么特点?(1)所有的金属都能够导电,铜是金属,所以 ;(2)太阳系的大行星都以椭圆形轨
15、道绕太阳运行,冥王星是太阳系的大行星,因此 ;(3)在一个标准大气压下,水的沸点是100 C,所以在一个标准大气压下把水加热到100 C时,;(4)一切奇数都不能被 2 整除,2007 是奇数,所以 ;(5)三角函数都是周期函数,sin是三角函数,所以 ;(6)两条直线平行,同旁内角互补.如果 A 与 B 是两条平行直线的同旁内角,那么 .新知:演绎推理是从 出发,推出 情况下的结论的推理.简言之,演绎推理是由 到 的推理.探究任务二:观察上述例子,它们都由几部分组成,各部分有什么特点?所有的金属都导电 铜是金属 铜能导电 已知的一般原理 特殊情况 根据原理,对特殊情况做出的判断 大前提 小前
16、提 结论 新知:“三段论”是演绎推理的一般模式:大前提 ;小前提 ;结论 .试试:请把探究任务一中的演绎推理(2)至(6)写成“三段论”的形式.典型例题 例 1 在锐角三角形 ABC 中,,ADBC BEAC,D,E 是垂足.求证:AB 的中点 M 到 D,E 的距离相等.新知:用集合知识说明“三段论”:大前提:小前提:结 论:例 2 证明函数2()2f xxx 在,1 上是增函数.小结:应用“三段论”解决问题时,首先应该明确什么是大前提和小前提,但为了叙述简洁,如果大前提是显然的,则可以省略.例 3 下面的推理形式正确吗?推理的结论正确吗?为什么?所有边长相等的凸多边形是正多边形,(大前提)
17、菱形是所有边长都相等的凸多边形,(小前提)菱形是正多边形.(结 论)小结:在演绎推理中,只要前提和推理形式是正确的,结论必定正确.动手试试 练 1.用三段论证明:通项公式为(0)nnacqcq的数列na是等比数列.2009年上学期高二 月 日 班级:姓名:第二章 推理与证明 6 练 2.在ABC中,ACBC,CD 是 AB 边上的高,求证ACDBCD.证明:在ABC中,,CDAB ACBC,所以ADBD,于是ACDBCD.指出上面证明过程中的错误.三、总结提升 学习小结 1.合情推理归纳推理:由特殊到一般类比推理:由特殊到特殊;结论不一定正确.2.演绎推理:由一般到特殊.前提和推理形式正确结论
18、一定正确.知识拓展 乒乓球教练组将从右手执拍的选手 R、S、T 和左手执拍的选手 L、M、N、O 中选出四名队员去参加奥运会。要求至少有两名右手执拍的选手,而且选出的四名队员都可以互相配对进行双打。已知 s不能与 L 配对.T 不能与 N 配对,M 不能与 L 或 N配对。若 R 不被选入队中,那么有几种不同的选法?A.只有一种 B.两种 C.三种 D.四种 学习评价 自我评价 你完成本节导学案的情况为().A.很好 B.较好 C.一般 D.较差 当堂检测(时量:5 分钟 满分:10 分)计分:1.因为指数函数xya是增函数,1()2xy 是指数函数,则1()2xy 是增函数.这个结论是错误的
19、,这是因为 A.大前提错误 B.小前提错误 C.推理形式错误 D.非以上错误 2.有这样一段演绎推理是这样的“有些有理数是真分数,整数是有理数,则整数是真分数”结论显然是错误的,是因为 A.大前提错误 B.小前提错误 C.推理形式错误 D.非以上错误 3.有一段演绎推理是这样的:“直线平行于平面,则平行于平面内所有直线;已知直线b 平面,直线a平面,直线b平面,则直线b直线a”的结论显然是错误的,这是因为 A.大前提错误 B.小前提错误 C.推理形式错误 D.非以上错误 4.归纳推理是由 到 的推理;类比推理是由 到 的推理;演绎推理是由 到 的推理.5.合情推理的结论 ;演绎推理的结论 .课
20、后作业 1.用三段论证明:在梯形 ABCD 中,AD/BC,AB=DC,则BC.2.用三段论证明:3()()f xxx xR为奇函数.2.1 合情推理与演绎推理(练习)学习目标 1.能利用归纳推理与类比推理进行一些简单的推理;2.掌握演绎推理的基本方法,并能运用它们进行一些简单的推理;3.体会合情推理和演绎推理的区别与联系.中学数学资源网 高二数学选修 1-2&2-2导学案 执笔:董卜毓 审核:李志敏 7 学习过程 一、课前准备(复习教材 P28 P40,找出疑惑之处)复习 1:归纳推理是由 到 的推理.类比推理是由 到 的推理.合情推理的结论 .复习 2:演绎推理是由 到 的推理.演绎推理的
21、结论 .二、新课导学 典型例题 例 1 观察(1)(2)000000tan10 tan 20tan 20 tan60tan60 tan101;000000tan5 tan10tan10 tan75tan75 tan51 由以上两式成立,推广到一般结论,写出你的推论.变式:已知:23150sin90sin30sin222 23125sin65sin5sin222 通过观察上述两等式的规律,请你写出一般性的命题,并给出的证明.例2 在Rt ABC中,若90C,则22coscos1AB,则在立体几何中,给出四面体性质的猜想.变式:已知等差数列na的公差为 d,前 n 项和为nS,有如下性质:(1)(
22、)nmaanm d,(2)若*,(,)mnpq m n p qN,则mnpqaaaa,类比上述性质,在等比数列 nb中,写出类似的性质.动手试试 练 1.若数列 na的通项公式)()1(12Nnnan,记)1()1)(1()(21naaanf ,试通过计算)3(),2(),1(fff的值,推测出._)(nf 2009年上学期高二 月 日 班级:姓名:第二章 推理与证明 8 练 2.若三角形内切圆半径为 r,三边长为 a,b,c,则三角形的面积1()2Sr abc,根据类比思想,若四 面 体 内 切 球 半 径 为 R,四 个 面 的 面 积 为1234,S SS S,则四面体的体积 V=.三、
23、总结提升 学习小结 1.合情推理归纳推理:由特殊到一般类比推理:由特殊到特殊;结论不一定正确.2.演绎推理:由一般到特殊.前提和推理形式正确结论一定正确.知识拓展 有金盒、银盒、铝盒各一个,只有一个盒子里有肖像,金盒上写有命题 p:肖像在这个盒子里,银盒子上写有命题 q:肖像不在这个盒子里,铝盒子上写有命题 r:肖像不在金盒里,这三个命题有且只有一个是真命题,问肖像在哪个盒子里?为什么?学习评价 自我评价 你完成本节导学案的情况为().A.很好 B.较好 C.一般 D.较差 当堂检测(时量:5 分钟 满分:10 分)计分:1.由数列1,10,100,1000,,猜想该数列的第 n 项可能是()
24、.A.10n B.110n C.110n D.11n 2.下面四个在平面内成立的结论 平行于同一直线的两直线平行 一条直线如果与两条平行线中的一条垂直,则必与另一条相交 垂直于同一直线的两直线平行 一条直线如果与两条平行线中的一条相交,则必与另一条相交 在空间中也成立的为().A.B.C.D.3.用演绎推理证明函数3yx是增函数时的大前提是().A.增函数的定义 B.函数3yx满足增函数的定义 C.若12xx,则12()()f xf x D.若12xx,则12()()f xf x 4.在数列na中,已知112,31nnnaaaa*()nN,试归纳推理出na .5.设平面内有条直线(3)n,其中
25、有且仅有两条直线互相平行,任意三条直线不过同一点若用()f n表示这条直线交点的个数,则(4)f=;当时,()f n (用含 n 的数学表达式表示).课后作业 1.证明函数2()4f xxx 在2,)上是减函数.2.数列na满足2nnSna,先计算数列的前 4 项,再归纳猜想na.2.2.1 综合法和分析法(1)学习目标 1.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;2.会用综合法证明问题;了解综合法的思考过程.3.根据问题的特点,结合综合法的思考过程、特点,选择适当的证明方法.学习过程 一、课前准备(预习教材 P45 P47,找出疑惑之处)中学数学资源网 高二数学选
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