高中数学（北师大版）选修12精品学案：第三章 推理与证明 第1课时 合情推理.doc

第1课时合 情 推 理1.结合已学过的数学实例和生活实例,了解归纳推理与类比推理的含义.2.能利用归纳方法进行简单推理,体会并认识归纳推理在数学发展中的作用.3.掌握类比推理的一般方法,会对一些简单问题进行类比,得出新的结论,培养学生的类比推理能力.重点:了解合情推理的含义,能利用归纳进行简单的推理.难点:用归纳、类比进行推理,作出猜想.历史上,人们提出过许多永动机的设计方案,有人采用“螺旋汲水器”的原理,有人利用轮子惯性原理,有人利用水的浮力或毛细作用的原理,但均以失败告终.于是人们纷纷认为:不可能制造出永动机.问题1:他们为什么认为不可能制造出永动机?通过大量失败的例子归纳推理得到的,并由后人提出的能量守恒定律彻底说明永动机不可制造.问题2:归纳推理、类比推理及其特点(1)归纳推理:根据一类事物中部分事物具有某种属性,推断该类事物中每一个事物都有这种属性,我们把这种推理方式称为归纳推理.它具有以下几个特点:归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理.利用归纳推理得出的结论不一定是正确的,但是可以为我们的研究提供一种方向.(2)类比推理:由于两类不同对象具有某些类似的特性,在此基础上,根据一类对象的其他特征,推断另一类对象也具有类似的其他特征,我们把这种推理过程称为类比推理.它具有以下几个特点:类比是从人们已经掌握了的事物的属性,推测正在研究的事物的属性,是以旧有的认识为基础,类比出新的结果.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,是一种从特殊到特殊的推理.类比的结果不一定正确,但它却有发现的功能.问题3:归纳推理、类比推理的一般步骤(1)归纳推理: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);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.归纳推理的一般思维过程:实验、观察概括、推广猜测一般性结论(2)类比推理:找出两类对象之间可以确切表述的相似特征;用一类对象的已知特征去推测另一类对象的特征,从而得出一个猜想;检验猜想.类比推理的一般思维过程:观察、比较联想、类推猜想新结论问题4:合情推理及其意义归纳推理和类比推理都是最常见的合情推理.合情推理是根据实验与实践的结果、个人的经验和直觉、已有的事实和正确的结论(定义、公理、定理等),推测出某些结果的推理方式.尽管合情推理的结果不一定正确,但是,在数学、科学、经济和社会的历史发展中,合情推理有非常重要的价值,它是科学发现和创造的基础.数学中有一条三角形定理:三角形的两边之和大于第三边,根本不存在一条边大于其他两边之和的三角形.这个数学原理被一位科学家成功地运用到社会科学领域.他认为,历史上如果三个割据势力并存,就形成了三足鼎立,这是一种比较稳定的结构.如果强者侵犯了弱者,被侵犯的弱者就会与另一个弱者联合起来.结盟之后,两边之和大于第三边,稳定的三足结构就不会被破坏.只有当强者的力量超过了两个弱者之和,三国鼎立的局面才会结束.这位科学家利用类比推理表达自己的思想,使抽象的道理具体化,使论述更加形象,收到了良好的表达效果.1.数列an的前四项为,1,由此可以归纳出该数列的一个通项公式为().a.an=b.an=c.an=d.an=【解析】将前四项分别写成,即可作出归纳.【答案】b2.由数列1,10,100,1000,猜测该数列的第n项可能是().a.10nb.10n-1c.10n+1d.11n【答案】b3.已知点a(x1,)、b(x2,)是函数y=x2的图像上任意不同两点,依据图像可知,线段ab总是位于a、b两点之间函数图像的上方,因此有结论()2成立.运用类比思想方法可知,若点c(x1,lg x1)、d(x2,lg x2)是函数y=lg x(x0)的图像上的不同两点,则类似地有成立.【解析】因为线段总是位于c、d两点之间函数图像的下方,所以有lg.【答案】1,nn+),则f3(x)的表达式为,猜想fn(x)(nn+)的表达式为.【方法指导】写出f1(x),f2(x),f3(x),观察fn(x)的特点,从而归纳出fn(x).【解析】由f1(x)=f(x)得f2(x)=f1f1(x)=,f3(x)=f2f2(x)=,由此猜想fn(x)=(nn+).【答案】f3(x)=fn(x)=(nn+)【小结】归纳推理的一般步骤:(1)经过观察个别情况发现某些相同的性质;(2)从已知的相同性质中推出一个有明确结论的一般性命题.利用类比推理猜想结论在等差数列an中,若a10=0,则有等式a1+a2+an=a1+a2+a19-n(n19,nn+)成立,类比上述性质,相应地:在等比数列bn中,若b9=1,则有等式成立.【方法指导】寻找类比对象,理解等差数列性质,结合等比数列性质给出结论.【解析】等差数列用减法定义性质用加法表述(若m,n,p,qn+,且m+n=p+q,则am+an=ap+aq);等比数列用除法定义性质用乘法表述(若m,n,p,qn+,且m+n=p+q,则aman=apaq).由此,猜测本题的答案为b1b2bn=b1b2b17-n(n17,nn+).【答案】b1b2bn=b1b2b17-n(n0),观察:f1(x)=f(x)=,f2(x)=f(f1(x)=,f3(x)=f(f2(x)=,f4(x)=f(f3(x)=,根据以上事实,由归纳推理可得:当nn+且n2时,fn(x)=f(fn-1(x)=.(2)观察下列等式:13+23=32,13+23+33=62,13+23+33+43=102,根据上述规律,第五个等式为.【解析】(1)观察给定的各个函数解析式,可知分子都为x,分母都为关于x的一次式的形式且各个式子的常数项分别为2,4,8,16,这样fn(x)对应的函数的分母的常数为2n,x的系数比常数少1即为2n-1,因此fn(x)=f(fn-1(x)=.(2)由题中等式可知第i个等式左边为1到i+1的立方和,右边为1+2+(i+1)的平方,所以第五个等式为 13+23+33+43+53+63=212.【答案】(1)(2)13+23+33+43+53+63=212下列是用类比法进行猜测的几个结论:由“a=bac=bc”类比得到“abacbc”;由“a(b+c)=ab+ac”类比得到“sin(a+b)=sin a+sin b”;由“=(a0,b0,c0)”类比得到“=(a0,b0,c0)”;由“分数的分子、分母同乘一个非零的数,分数值不变”类比得到“分数的分子、分母同乘一个非零的式子,分数值不变”.其中,正确结论的个数为().a.0b.1c.2d.3【解析】当c0时,类比的结论不正确;类比的结论是学生刚学习三角时经常出现的错误;类比的结论也是学生在学习对数时常犯的错误,即类比推理的结论不一定正确;类比的结论是正确的.【答案】b在平面上,若两个正三角形的边长之比为12,则它们的面积比为14,类似地,在空间中,若两个正四面体的棱长的比为12,求它们的体积之比.【解析】由类比推理得,若两个正四面体的棱长的比为12,则它们的体积比为