苏教版高三数学复习课件11.1合情推理与演绎推理.ppt

理解合情推理的含义 能利用归纳和类比等进行简单的推理 了解合情推理在数学发现中的作用 了解演绎推理的重要性 掌握演绎推理的基本模式 并能运用它们进行简单推理 了解合情推理和演绎推理之间的联系和差异 第十一知识块推理与证明 数系的扩充与复数的引入第1课时合情推理与演绎推理 合情推理与演绎推理是中学数学的重要内容 是高考重点考查的内容之一 几乎每年都有涉及 主要以填空题的形式出现 考查归纳推理和类比推理的运用以及同学们的逻辑推理能力 命题预测 1 在归纳推理中 前提和结论之间的联系不是必然的 在前提真实的情况下 结论未必真 运用归纳推理的一般步骤是 首先 通过观察个别情况发现某些相似性 特例的共性或一般规律 然后 把这种相似性推广为一个明确表述的一般规律 猜想 最后 对所得出的一般性命题进行检验 2 运用类比推理 不仅可以跨越各类事物的界限 进行不同事物的对比 而且可以比较事物的本质属性和非本质属性 同时 类比推理比归纳推理更富有想象 因而也更具有创造性 在进行类比时要尽量从本质上去类比 不要被表现象迷惑 否则 只抓住一点表面的相似甚至假象就去类比 就会犯机械类比的错误 应试对策 3 演绎推理是数学证明中的基本推理形式 只要前提正确 推理形式正确 得到的结论就正确 在数学中 合情推理为我们猜想 发现新的规律提供依据和方法 演绎推理用于证明这些猜想 发现是否为真 但数学结论 证明思路等的发现 主要靠合情推理 因此 我们不仅要学会证明 也要学会猜想 4 在推理论证的过程中 一个稍复杂的证明题经常要由几个三段论式才能完成 大前提通常省略不写 或者写在结论后面的小括号内 小前提有时也可以省去 而采取某种简明的格式 合情推理的应用合情推理主要包括归纳推理和类比推理 在数学研究中 在得到一个新结论前 合情推理能帮助猜测和发现结论 证明一个数学结论之前 合情推理常常能为证明提供思路与方向 2 合情推理的过程概括为 知识拓展 3 合情推理是数学的基本思维过程 也是人们学习和生活中经常使用的思维方式 在解决问题的过程中 合情推理具有猜测和发表结论 探索和提供思路的作用 有利于创新意识的培养 在能力高考的要求下 推理方法显得更加重要 在复习中要把推理方法形成自己的解决问题的意识 使得问题的解决有章有法 得心应手 注意 1 归纳推理分为完全归纳和不完全归纳 由归纳推理所得的结论虽然未必是可靠的 但它由特殊到一般 由具体到抽象的认识功能 对科学的发现是十分有用的 观察 实验 对有限的资料作归纳整理 提出带有规律性的说法 乃是科学研究的最基本的方法之一 2 类比推理是根据两个对象有一部分属性类似 推出这两个对象的其他属性亦类似的一种推理方法 例如我们拿分式同分数来类比 平面几何与立体几何中的某些对象类比等 我们必须清楚类比并不是论证 它可以帮助我们发现真理 1 归纳推理 1 归纳推理的定义从个别事实中推演出的结论 像这样的推理通常称为归纳推理 2 归纳推理的思维过程大致如图 一般 2 类比推理 1 根据两个 或两类 对象之间在某些方面的相似或相同 推演出它们在其他方面也具有相同或 这样的推理称为类比推理 2 类比推理的思维过程是 思考 归纳推理和类比推理的特点与区别是什么 提示 两种推理的特点与区别 类比推理和归纳推理的结论都是有待于证明的 归纳推理是由特殊到一般的推理 类比推理是由特殊到特殊的推理 相似的性质 3 演绎推理 1 演绎推理是根据已有的事实和正确的结论 包括定义 公理 定理等 按照严格的步骤得到的推理过程 2 主要形式是三段论式推理 3 三段论的常用格式为M P M是P 新结论 S P S是P 其中 是 它提供了一个一般性的原理 是 它指出了一个特殊对象 是 它是根据一般原理 对特殊情况作出的判断 S M S是M 大前提 小前提 结论 1 江苏省高考名校联考信息优化卷 已知如下结论 等边三角形内任意一点到各边的距离之和等于此三角形的高 将结论拓展到空间中的正四面体 棱长都相等的三棱锥 可得出的正确结论是 答案 正四面体内任意一点到各个面的距离之和等于此正四面体的高 2 金导电 银导电 铜导电 锡导电 所以一切金属都导电 此推理方法是 解析 由特殊到一般的推理 答案 归纳推理 3 把1 3 6 10 15 21 这些数叫做三角形数 这是因为这些数目的点可以排成一个正三角形 如图 试求第七个三角形数是 解析 第七个三角形数为 1 2 3 4 5 6 7 28 答案 28 4 一切奇数都不能被2整除 2100 1是奇数 所以2100 1不能被2整除 其演绎推理的 三段论 的形式为 答案 一切奇数都不能被2整除 大前提 2100 1是奇数 小前提 2100 1不能被2整除 结论 5 函数f x 由下表定义 若a1 1 a2 5 an 2 f an n N 则a2011的值是 解析 a1 1 a2 5 an 2 f an n N a3 f a1 f 1 3 a4 f a2 f 5 1 a5 f a3 f 3 5 由此可知 数列 an 是以3为周期的数列 a2011 a670 3 1 a1 1 故应填1 答案 1 1 归纳推理的特点 1 归纳是依据特殊现象推断出一般现象 因而由归纳所得的结论超越了前提所包含的范围 2 归纳的前提是特殊的情况 所以归纳是立足于观察 经验或试验的基础之上的 2 归纳推理的一般步骤 1 通过观察个别情况发现某些相同本质 2 从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题 解 在 an 中 a1 1 a2 a3 a4 所以猜想 an 的通项公式an 证明如下 因为a1 1 an 1 所以 即 所以是以 1为首项 公差为的等差数列 所以 所以通项公式an 例1 在数列 an 中 a1 1 an 1 n N 猜想这个数列的通项公式 思路点拨 根据已知条件和递推关系 先求出数列的前几项 然后总结归纳其中的规律 写出其通项公式 变式1 江苏省高考命题研究专家原创卷 将正奇数按如图所示的规律排列 则第21行从左向右的第5个数为 解析 前20行共有正奇数1 3 5 39 202 400 个 则第21行从左向右的第5个数是第405个正奇数 所以这个数是2 405 1 809 答案 809 1 类比推理是由特殊到特殊的推理 其一般步骤是 1 找出两类事物之的相似性或一致性 2 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 猜想 2 类比是科学研究最普遍的方法之一 在数学中 类比是发现概念 方法 定理和公式的重要手段 也是开拓新领域和创造新分支的重要手段 类比在数学中应用广泛 数与式 平面与空间 一元与多元 低次与高次 相等与不等 有限与无限之间有不少结论 都是先用类比法猜想 而后加以证明的 例2 已知圆的方程是x2 y2 r2 r 0 则经过圆上一点M x0 y0 的切线方程为x0 x y0y r2 类比上述性质 可以得到椭圆 1 a b 0 类似的性质为 思路点拨 由圆的切线方程与圆的方程的对比 猜想椭圆上一点的切线方程 过椭圆上一点P x0 y0 的切线方程为 1 答案 过椭圆 1 a b 0 上一点P x0 y0 的切线方程 1 解析 圆的性质中 经过圆上一点M x0 y0 的切线方程就是将圆的方程中的一个x与y分别用M x0 y0 的横坐标与纵坐标替换 故可得椭圆 1类似的性质为 M2与点N1 N2 则三角形面积之比为 若从点O所作的不在同一个平面内的三条射线OP OQ和OR上分别有点P1 P2与点Q1 Q2和R1 R2 则类似的结论为 答案 变式2 江苏靖江调研 若从点O所作的两条射线OM ON上分别有点M1 在数学中 合情推理为我们猜想 发现新的规律提供依据和方法 演绎推理则用于证明这些猜想 发现是否为真 但数学结论 证明思路等的发现 主要靠合情推理 因此 我们不仅要学会证明 而且也要学会猜想 例3 如图 已知O是 ABC内任意一点 连接AO BO CO 并延长交对边于A B C 则 这是平面几何中的一个结论 其证明常采用 面积法 运用类比推理猜想 对于空间中的四面体V BCD 存在什么类似的结论 并用 体积法 证明 思路点拨 将边长扩展为面积 将面积扩展为体积 即可得到一个类似的结论和证法 解 如图 设O为四面体V BCD内任意一点 连接VO BO CO DO 并延长交对面于V B C D 类比关系为 类比平面几何中的 面积法 可用 体积法 来证明 其中h h为两个四面体的高 同理 变式3 在 ABC中 AB AC AD BC于D 求证 那么在四面体A BCD中 类比上述结论 你能得到怎样的猜想 并说明理由 证明 图 1 如图 1 所示 由射影定理AD2 BD DC AB2 BD BC AC2 BC DC 又BC2 AB2 AC2 所以 猜想 类比AB AC AD BC猜想四面体A BCD中 AB AC AD两两垂直 AE 平面BCD 则 如图 2 连接BE交CD于F 连接AF AB AC AB AD AB 平面ACD 而AF 面ACD AB AF 在Rt ABF中 AE BF 在Rt ACD中 AF CD 故猜想正确 1 合情推理主要包括归纳推理和类比推理 数学研究中 在得到一个新结论前 合情推理能帮助猜测和发现结论 在证明一个数学结论之前 合情推理常常能为证明提供思路与方向 2 合情推理的过程概括为 规律方法总结 3 演绎推理是从一般的原理出发 推出某个特殊情况的结论的推理方法 是由一般到特殊的推理 常用的一般模式是三段论 数学问题的证明主要通过演绎推理来进行 4 合情推理仅是 合乎情理 的推理 它得到的结论不一定真 但合情推理常常帮助我们猜测和发现新的规律 为我们提供证明的思路和方法 而演绎推理得到的结论一定正确 前提和推理形式都正确的前提下 5 在数学中 证明命题的正确性都是使用演绎推理 而合情推理不能用作证明 例4 在平面上 设ha hb hc是三角形ABC三条边上的高 P为三角形内任一点 P到相应三边的距离分别为Pa Pb Pc 我们可以得到结论 把它类比到空间 写出三棱锥中的类似结论 错因分析 从平面到空间的类比时缺乏对应特点的分析 在三角形中是其内一点到各边的距离与该边上的高的比值之和等于1 类比到空间就应该是三棱锥内一点到各个面的距离与该面上高的比值之和等于1 本题如果不考虑比值的特点 就可能误以为类比到空间后是面积之比等 从而得到一些错误的类比结论 答题模板 解 设ha hb hc hd分别是三棱锥A BCD四个面上的高 P为三棱锥A BCD内任一点 P到相应四个面的距离分别为Pa Pb Pc Pd 于是我们可以得到结论 状元笔记 类比推理是一种由此及彼的合情推理 合乎情理 是这种推理的特征 一般的解答思路是进行对应的类比 如平面上的三角形对应空间的三棱锥 四面体 平面上的面积对应于空间的体积等 类比推理得到的结论不一定正确 故这类题目在得到类比的结论后 还要对类比结论的正确性作出证明 例如本题中在三角形中的结论是采用等面积法得到的 在三棱锥中就可以根据等体积法得到 这样不但写出了类比的结论 并且这个结论还是一个正确的结论 1 若记号 表示两个实数a与b的算术平均数的运算 即则两边均含有运算符号 和 且对于任意三个实数a b c都能成立的一个等式可以是 分析 由于本题是探索性和开放性问题 问题的解决需要经过一定的探索过程 并且答案不唯一 2 指出下列推理的两个步骤分别遵循哪种推理规则 如右图 四边形ABCD是平行四边形 AB CD BC AD 又 ABC和 CDA的三边对应相等 ABC CDA 分析 在推理论证的过程中 一个稍复杂的证明题