2.1合情推理與演繹推理

                            第一課時  歸納推理

[教學(xué)目標(biāo)]

  一、引入:對于n∈N,f(n)=n2-n+11是否為質(zhì)數(shù)?

 (f(0)=11、f(1)=11、f(2)=13、f(3)=17、f(4)=23、f(5)=31都是質(zhì)數(shù),由此可以猜測,f(n)為質(zhì)數(shù))

在這一過程中,由一個判斷推導(dǎo)出另外一個判斷,稱推理;以上是有一些特殊結(jié)論導(dǎo)出一般結(jié)論的推理過程,稱歸納推理。引入主題:歸納推理

   二、新課推進(jìn)

   定義:由特殊到一般的推理稱歸納推理

試題詳情

   例1、三角形的內(nèi)角和是1800,凸四邊形的內(nèi)角和是3600,凸五邊形的內(nèi)角和是5400,凸六邊形的內(nèi)角和是7200, ……,由此歸納:凸n邊形的內(nèi)角和是_______________((n-2)1800)

   說明1:歸納推理的過程是:實(shí)驗(yàn)觀察→概括推廣→猜測一般結(jié)論

    S1具有性質(zhì)P,

    S1具有性質(zhì)P,

    S1具有性質(zhì)P,

    ………………

    猜測Sn具有性質(zhì)P

     

     

     

     

     

     

     

      思考:通過觀察引例和例1中的結(jié)果正確性,說明歸納推理的結(jié)論是否一定正確?

      引例中的結(jié)論是錯誤的,因f(11)不是質(zhì)數(shù);例1中的結(jié)論是正確的,因構(gòu)成等差數(shù)列。歸納推理的結(jié)論未必正確,若正確一定可以證明,不正確可以舉出反例,既不能證明又不能舉出反例的結(jié)論只能是猜想。正因如此,將這種合乎情理的推理稱合情推理。

    試題詳情

       練習(xí):數(shù)列{an}滿足,猜測an=_________________(

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       例2、自然數(shù)的平方的末位數(shù)字能否為2?

       解答:自然數(shù)平方的末位數(shù)字取決于自然數(shù)的末位數(shù)字,一個自然數(shù)的末位數(shù)字可以是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十種情況,于是有

    N的末位數(shù)字

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    N2的末位數(shù)字

    0

    1

    4

    9

    6

    5

    6

    9

    4

    1

    末位數(shù)字不可能是2

       說明:這種將所有情況列舉出的歸納推理稱完全歸納法,它適用于有限的情況,結(jié)論一定正確。相應(yīng)的沒有說明所有情況的歸納推理稱不完全歸納法

    試題詳情

       例3、(1)<, <,<,<,…………,由此歸納出一般結(jié)論

    試題詳情

       (2) <,<,<,......由此歸納出一般結(jié)論

      (3)由(1)和(2),歸納出一個更一般的結(jié)論,并證明

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    解答:(1)d>0,<

    試題詳情

    (2)d>0,<

    試題詳情

    (3)m>n>0,d>0則<,證明-=>0,故猜想歸納正確

     練習(xí):教材P64---練習(xí)題

    試題詳情

    三、課堂小結(jié):

      1、由特殊到一般的推理稱歸納推理

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      2、歸納推理分完全歸納和不完全歸納法,完全歸納法得到的結(jié)論是正確的,不完全歸納法得到的結(jié)論未必正確(若正確需要證明,不正確需要舉反例,不能說明正確與否的只能算做猜想)

    [補(bǔ)充習(xí)題]

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    四、作業(yè):教材P78---1,2

    1、觀察下列式子1+<,1++<,1+++<,…,由此可以得出結(jié)論___________

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    2、f(x)=,歸納出=_________________

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    3、因當(dāng)n=0,1,2,3時,2n<n2+8,故對于所有的自然數(shù)n,2n<n2+8,這樣的推理是否為歸納推理?結(jié)論正確嗎?

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    4、圓內(nèi)彼此兩兩相交的n(n≥2)條線段,彼此最多能分成多少條線段?將圓最多分成多少部分?

    [答案]

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    1、<

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    2、

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    3、是歸納推理,結(jié)論不正確

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    4、n2,

                                第二課時   類比推理

    [教學(xué)目標(biāo)]

    [教學(xué)重點(diǎn)]類比推理

    [教學(xué)難點(diǎn)]類比推理的正確性

    [教學(xué)過程]

    試題詳情

    一、引入:1、復(fù)習(xí)歸納推理的實(shí)質(zhì)、模式與正確性

    2、魯班通過被刺菜發(fā)明了鋸,這一推理過程是歸納推理嗎?實(shí)質(zhì)是什么?(不是歸納推理,是由特殊到特殊的推理,將這種推理命名為類比推理)

    匯總1:類比推理的一般模式是

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    二、引入主體內(nèi)容:看書P65---P67內(nèi)容

    匯總2:類比推理結(jié)果未必正確,也屬于一種合情推理。這樣合情推理中最常見的兩種推理就是歸納與類比,前者是由特殊到一般,后者是由特殊到特殊

    匯總3:類比推理的過程:觀察比較→聯(lián)想類推→猜測新結(jié)論

    試題詳情

    例、三角形內(nèi)切圓半徑為r,三邊長為a,b,c,則三角形的面積V=r(a+b+c),寫出空間一個類似結(jié)論。

    試題詳情

    解:四面體內(nèi)切球半徑為R,四個面的面積分別為S1,S2,S3,S3,則四面體的體積為V=R(S1+S2+S3+S4)

    練習(xí):教材P67---練習(xí)題

    [補(bǔ)充習(xí)題]

    試題詳情

    三、作業(yè):教材P78---5

    1、平行四邊形對角線交于一點(diǎn)且互相平分,類比到空間有_______________

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    2、在公差為d(d≠0)的等差數(shù)列{an}中,Sn是{an}的前n項(xiàng)和,則數(shù)列S20-S10,S30-S20,S40-S30也成等差數(shù)列,且公差為100d;類比此結(jié)論,對于公比為q的等比數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)積為Tn,則滿足______________

    試題詳情

    3、平面直角坐標(biāo)系xOy中,A、B不全為0,則Ax+By+C=0表示一條直線方程,且(A,B)為該直線的一個法向量,點(diǎn)(x0,y0)到直線的距離為,寫出空間一個類似的結(jié)論

    試題詳情

    4、平面內(nèi),若射線OM、ON上分別存在點(diǎn)M1、M2與點(diǎn)N1、N2,則三角形面積比=;類比到空間,若不在同一平面的射線OP、OQ、OQ上分別存在點(diǎn)P1和P2,Q1和Q2,R1和R2,則體積比=______________

    [答案]

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    1、平行六面體的體對角線交于一點(diǎn)且互相平分

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    2、,也成等比數(shù)列,且公差為q100

    試題詳情

    3、空間直角坐標(biāo)系O-xyz中,A、B、C不全為0,則Ax+By+Cz+D=0表示一個平面方程,且(A,B,C)為該平面的一個法向量,點(diǎn)(x0,y0,z0)到平面的距離為

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    4、

                               第三課時   演繹推理

    教學(xué)目標(biāo):

    教學(xué)重點(diǎn):三段論

    教學(xué)難點(diǎn):推理過程。

    教學(xué)過程:

    一.復(fù)習(xí):合情推理

    歸納推理    從特殊到一般

    類比推理    從特殊到特殊

    從具體問題出發(fā)??觀察、分析比較、聯(lián)想??歸納。類比??提出猜想

      觀察與思考

    1所有的金屬都能導(dǎo)電

    銅是金屬,   

    所以,銅能夠?qū)щ?/p>

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    二.問題情境。

    2.一切奇數(shù)都不能被2整除,         

    (2100+1)是奇數(shù),

     所以,  (2100+1)不能被2整除.

    試題詳情

    3.三角函數(shù)都是周期函數(shù),         

    試題詳情

    tan  是三角函數(shù),  

    試題詳情

    所以,tan 是 周期函數(shù)。

    提出問題 :像這樣的推理是合情推理嗎?

    二.學(xué)生活動 :

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    1.所有的金屬都能導(dǎo)電 ←――――大前提

    銅是金屬,    ←-----小前提

    所以,銅能夠?qū)щ?nbsp;  ←??結(jié)論

    試題詳情

    2.一切奇數(shù)都不能被2整除 ←――――大前提

    (2100+1)是奇數(shù),←??小前提

     所以,  (2100+1)不能被2整除. ←???結(jié)論

    試題詳情

    3.三角函數(shù)都是周期函數(shù),    ←――大前提

    試題詳情

    tan  是三角函數(shù), ←??小前提

    試題詳情

    所以,tan 是 周期函數(shù)!??結(jié)論

    三,建構(gòu)數(shù)學(xué)

      演繹推理的定義:從一般性的原理出發(fā),推出某個特殊情況下的結(jié)論,這種推理稱為演繹推理.

    1.演繹推理是由一般到特殊的推理;

    2.“三段論”是演繹推理的一般模式;包括 

     ⑴大前提---已知的一般原理;        

    ⑵小前提---所研究的特殊情況;       

    ⑶結(jié)論-----據(jù)一般原理,對特殊情況做出的判斷.

    三段論的基本格式

    M―P(M是P)   (大前提)

    S―M(S是M)    (小前提)

    S―P(S是P)     (結(jié)論)

    試題詳情

    3.三段論推理,只要前提正確,推理形式也正確,結(jié)論必然正確

    四,數(shù)學(xué)運(yùn)用

    試題詳情

    例1、三角形ABC中,D、E、F分別是BC、CA、AB的中點(diǎn),∠BFD=∠A,DE∥BA,

    求證:ED=AF

    試題詳情

    (教材例1)

      寫成推理模式說明有幾個推理就有幾個三段論

    試題詳情

    練習(xí)1:

    練習(xí)2:教材P71---3

    試題詳情

     例2、已知a,b,m為正實(shí)數(shù),b<a,求證<并說明包含幾個三段論

    [法一]見教材解答

    [法二]作差比較

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    練習(xí):.已知lg2=m,計算lg0.8,并說明其中含有幾個三段論推理

    解 (1)  lgan=nlga(a>0)---------大前提

    lg8=lg23――――小前提

    lg8=3lg2――――結(jié)論

      lg(a/b)=lga-lgb(a>0,b>0)――大前提

    試題詳情

    lg0.8=lg(8/10)――-小前提

    試題詳情

    lg0.8=lg(8/10)――結(jié)論

    試題詳情

    例3.下面推理正確嗎?為什么?    “指數(shù)函數(shù)是單調(diào)增函數(shù),因?yàn)閥=0.5x是指數(shù)函數(shù),所以y=0.5x是單調(diào)增函數(shù)”

       解答:不對,大前提不正確

      說明:在演繹推理中,只要兩個前提正確,推理形式也是正確的,則結(jié)論是正確的

    練習(xí):第71頁 練習(xí)第4題

    五 回顧小結(jié):

    試題詳情

    1、演繹推理具有如下特點(diǎn):見課本。

    試題詳情

    2、演繹推理錯誤的主要原因是: 1.大前提不成立;2, 小前提不符合大前提的條件(推理形式不正確)。

    六、作業(yè):第78頁  3,4,6,7。

    [補(bǔ)充習(xí)題]

    試題詳情

    1、已知數(shù)列{an}的首項(xiàng)a1=a≠,且an+1=,記bn=a2n-1-,n=1,2,3,…,

    (1)求a3,a2;    (2)判斷數(shù)列{bn}是否為等比數(shù)列,并證明

    試題詳情

       2、已知f(x)=x6-x3+x2-x+1求證對任意實(shí)數(shù)x,f(x)>0恒成立

    試題詳情

       3、設(shè)實(shí)數(shù)a、b、c成等比數(shù)列,非零實(shí)數(shù)x,y分別為a與b,b與c的等差中項(xiàng),求證:=2

    試題詳情

       4、AB是⊙O的直徑,PA垂直于⊙O所在的平面,C是圓周上不同于A、B的任意一點(diǎn),求證BC⊥平面PAC,并說明含有幾個三段論推理

       [答案]

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      1、a2=a+,a3=,{bn}是等比數(shù)列,證明bn+1=a2n+1-=-=+)-=

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      2、x<0時,f(x)>0顯然成立;0<x≤1時,f(x)=x6+x2(1-x)+1-x>0;x>1時,f(x)=x3(x3-1)+x(x-1)+1>0?傊甪(x)>0恒成立

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      3、4略

     

    第四課時        推理案例賞識

    教學(xué)目標(biāo):

    教學(xué)重點(diǎn):了解合情推理與演繹推理的混合應(yīng)用

    教學(xué)難點(diǎn):形成完整的思路。

    教學(xué)過程:

    二、案例:

    例1 、正整數(shù)平方和公式的推導(dǎo)。

    試題詳情

    一、復(fù)習(xí) 合情推理和演繹推理的過程

    提出問題(n)==?(見教材說明)

    試題詳情

    說明:一般的一個數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程是:計算猜想證明的思路

    試題詳情

    練習(xí)1:求

    練習(xí)2:f(x)=x+ex對一切實(shí)數(shù)a,b,a+b≤0,說明f(a)+f(b)與f(-a)+f(-b)的大小關(guān)系,并證明思考:練習(xí)2中,f(x)解析式是否必要?修改成什么條件也可以比較大。

    試題詳情

    例2、臺體體積公式的推導(dǎo)(見教材P74―P76)

    試題詳情

    練習(xí):直線P1P2上有點(diǎn)P,若,稱P分的比為λ,則有,類比此結(jié)論,對于一個梯形ABCD(上底、下底分別為DC、AB),EF分梯形的高的自上而下的比為λ,求EF(用兩底AB、CD表示),并證明;

    再次類比,空間一個臺體,上下底面面積分別為S1、S2,一個平行于底面的截面分高自上而下的比為λ,截面面積S與S1、S2滿足關(guān)系______

    試題詳情

    (EF=,)

    說明:(1)數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)過程是一個探索創(chuàng)造的過程.是一個不斷地提出猜想驗(yàn)證猜想的過程,合情推理和論證推理相輔相成,相互為用,共同推動著發(fā)現(xiàn)活動的進(jìn)程。

    (2)合情推理是富于創(chuàng)造性的或然推理,在數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)活動中,它為演繹推理確定了目標(biāo)和方向,具有提出猜想、發(fā)現(xiàn)結(jié)論,提供思路的作用。

    (3)演繹推理是形式化程度較高的必然推理,在數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)活動中,它具有類似于“實(shí)驗(yàn)”的功能,它不僅為合情推理提供了前提,而且可以對猜想作出“判決”和證明,從而為調(diào)控探索活動提供依據(jù)。

    [補(bǔ)充習(xí)題]

    試題詳情

    四、作業(yè):教材P78---8,9,10

    1、在三角形ABC中,三個內(nèi)角A、B、C對應(yīng)邊分別為a,b,c,且A、B、C成等差數(shù)列,a、b、c成等比數(shù)列,判斷三角形ABC的形狀,并證明

    試題詳情

    2、函數(shù)f(x)滿足對任意非零實(shí)數(shù)a及任意x有f(x+a)=,判斷f(x)是否為周期函數(shù),如果是求出它的一個周期

    試題詳情

    3、α、β是兩個不同的平面,m、n是平面α、β之外的兩條不同直線,給出四個論斷:①m⊥n;②α⊥β;③n⊥β;④m⊥α,以其中三個論斷為條件,余下一個論斷為結(jié)論,寫出你認(rèn)為正確的一個命題

    試題詳情

    [答案]1、等邊三角形;2、4|a|是其一個周期;3、①③④②;②③④

    試題詳情


    同步練習(xí)冊答案