《（福建专用）2020版高考数学一轮复习 第七章 不等式、推理与证明 7.4 直接证明与间接证明课件 新人教a版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（福建专用）2020版高考数学一轮复习 第七章 不等式、推理与证明 7.4 直接证明与间接证明课件 新人教a版（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、7.4 直接证明与间接证明,-2-,知识梳理,双基自测,2,1,1.直接证明,成立,充分,-3-,知识梳理,双基自测,2,1,-4-,知识梳理,双基自测,2,1,2.间接证明 间接证明是不同于直接证明的又一类证明方法,反证法是一种常用的间接证明方法. (1)反证法的定义:假设原命题 (即在原命题的条件下,结论不成立),经过正确的推理,最后得出 ,因此说明假设错误,从而证明 的证明方法. (2)用反证法证明的一般步骤:反设假设命题的结论不成立;归谬根据假设进行推理,直到推出矛盾为止;结论断言假设不成立,从而肯定原命题的结论成立.,不成立,矛盾,原命题成立,2,-5-,知识梳理,双基自测,3,4,
2、1,5,1.下列结论正确的打“”,错误的打“”. (1)综合法的思维过程是由因导果,逐步寻找已知的必要条件. ( ) (2)分析法是从要证明的结论出发,逐步寻找使结论成立的充要条件.( ) (3)反证法是指将结论和条件同时否定,推出矛盾.( ) (4)用反证法证明时,推出的矛盾不能与假设矛盾.( ) (5)常常用分析法寻找解题的思路与方法,用综合法展现解决问题的过程.( ),答案,-6-,知识梳理,双基自测,2,3,4,1,5,2.命题“对于任意角,cos4-sin4=cos 2”的证明:“cos4-sin4=(cos2-sin2)(cos2+sin2)=cos2-sin2=cos 2”过程应
3、用了( ) A.分析法 B.综合法 C.综合法、分析法综合使用 D.间接证明法,答案,解析,-7-,知识梳理,双基自测,2,3,4,1,5,3.已知a=lg 2+lg 5,b=ex(xb B.ab C.a=b D.ab,答案,解析,-8-,知识梳理,双基自测,2,3,4,1,5,答案,解析,4.用反证法证明命题“设a,b为实数,则关于x的方程x3+ax+b=0至少有一个实根”时,要做的假设是( ) A.方程x3+ax+b=0没有实根 B.方程x3+ax+b=0至多有一个实根 C.方程x3+ax+b=0至多有两个实根 D.方程x3+ax+b=0恰好有两个实根,-9-,知识梳理,双基自测,2,3,
4、4,1,5,5.(教材习题改编P15T(2)用反证法证明“100个球放在90个盒子里,至少有一个盒子里不少于两个球”应假设 .,答案,解析,-10-,考点1,考点2,考点3,考向一 数列中的证明 例1设数列an的前n项和为Sn,已知3an-2Sn=2. (1)证明an是等比数列并求出通项公式an; 思考哪些问题的证明适合用综合法?,-11-,考点1,考点2,考点3,证明:(1)因为3an-2Sn=2, 所以3an+1-2Sn+1=2, 所以3an+1-3an-2(Sn+1-Sn)=0.,所以an是等比数列. 当n=1时,3a1-2S1=2, 又S1=a1,所以a1=2. 所以an的通项公式an
5、=23n-1.,-12-,考点1,考点2,考点3,考向二 立体几何中的证明 例2如图,在四棱台ABCD-A1B1C1D1中,四边形ABCD是菱形,AB=2A1B1,AA1平面ABCD.求证: (1)BDC1C; (2)C1C平面A1BD. 思考在用综合法证明立体几何中的平行或垂直问题时还经常用到什么数学方法?,-13-,考点1,考点2,考点3,证明:(1)连接AC, AA1平面ABCD, AA1BD. 四边形ABCD是菱形, ACBD, 又ACAA1=A,BD平面ACC1A1. CC1平面ACC1A1,BDCC1. (2)连接AC和A1C1,设ACBD=E. 底面ABCD是菱形,E为菱形ABC
6、D的中心,由棱台的定义及AB=2A1B1,可得ECA1C1,且EC=A1C1, 故ECC1A1为平行四边形,CC1A1E. CC1平面A1BD,A1E平面A1BD, CC1平面A1BD.,-14-,考点1,考点2,考点3,考向三 不等式中的证明 思考综合法证明的特点是什么?,证明 由a2+b22ab,b2+c22bc,c2+a22ac得a2+b2+c2ab+bc+ca. 由题设得(a+b+c)2=1, 即a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=1.,-15-,考点1,考点2,考点3,解题心得1.综合法的适用范围:(1)定义明确的问题,如证明函数的单调性、奇偶性等,求证没有限制条件的等式或不等
7、式.(2)已知条件明确,并且容易通过分析和应用条件逐步逼近结论的题型. 2.用综合法证明立体几何中的平行或垂直问题时还经常用到转化法,例如证明线面平行或垂直一般转化成证明线线平行或垂直. 3.用综合法证明的特点是“由因导果”,即从命题的条件出发,利用定义、公理、定理及运算法则,通过演绎推理,一步一步地接近要证明的结论,直到完成命题的证明.,-16-,考点1,考点2,考点3,(2)如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAB平面ABCD, AB=AD,BAD=60,E,F分别是AP,AB的中点. 求证:直线EF平面PBC; 平面DEF平面PAB.,-17-,考点1,考点2,考点3,(1)解 因为Sn
8、=an+1+n-2, 所以当n2时,Sn-1=an+(n-1)-2=an+n-3, 两式相减,得an=an+1-an+1, 即an+1=2an-1. 设cn=an-1,代入上式, 得cn+1+1=2(cn+1)-1, 即cn+1=2cn(n2). 又Sn=an+1+n-2,则an+1=Sn-n+2,故a2=S1-1+2=3. 所以c1=a1-1=1,c2=a2-1=2,即c2=2c1. 综上,对于正整数n,cn+1=2cn都成立,即数列an-1是等比数列,其首项a1-1=1,公比q=2.,-18-,考点1,考点2,考点3,-19-,考点1,考点2,考点3,(2)证明 在PAB中,因为E,F分别
9、为PA,AB的中点,所以EFPB. 又因为EF平面PBC,PB平面PBC, 所以直线EF平面PBC. 如图,连接BD. 因为AB=AD,BAD=60, 所以ABD为正三角形. 因为F是AB的中点,所以DFAB. 因为平面PAB平面ABCD,DF平面ABCD,平面PAB平面ABCD=AB, 所以DF平面PAB. 又因为DF平面DEF, 所以平面DEF平面PAB.,-20-,考点1,考点2,考点3,-21-,考点1,考点2,考点3,例4已知ABC的三个内角A,B,C成等差数列,且a,b,c分别为角A,B,C的对边, 思考哪些问题的证明适合用分析法?,-22-,考点1,考点2,考点3,-23-,考点
10、1,考点2,考点3,解题心得分析法的适用范围及证题关键: (1)适用范围:已知条件与结论之间的联系不够明显、直接;证明过程中所需要用的知识不太明确、具体;含有根号、绝对值的等式或不等式,从正面不易推导. (2)应用分析法的关键是保证分析过程的每一步都是可逆的,它的常用书面表达形式为“要证只需证”或用“”.注意用分析法证明时,一定要严格按照格式书写.,-24-,考点1,考点2,考点3,(2)已知ab0,求证:2a3-b32ab2-a2b.,证明 (1)因为m0,所以1+m0. 所以要证原不等式成立, 只需证(a+mb)2(1+m)(a2+mb2), 即证m(a2-2ab+b2)0,即证(a-b)
11、20, 而(a-b)20显然成立,故原不等式得证.,-25-,考点1,考点2,考点3,(2)要证明2a3-b32ab2-a2b成立, 只需证2a3-b3-2ab2+a2b0, 即2a(a2-b2)+b(a2-b2)0, 即(a+b)(a-b)(2a+b)0. ab0,a-b0,a+b0,2a+b0, 从而(a+b)(a-b)(2a+b)0成立, 2a3-b32ab2-a2b.,-26-,考点1,考点2,考点3,例5设数列an是公比为q的等比数列,Sn是它的前n项和. (1)求证:数列Sn不是等比数列. (2)数列Sn是等差数列吗?为什么? 思考反证法的适用范围及证题的关键是什么?,(1)证明
12、假设数列Sn是等比数列, 因为a10,所以(1+q)2=1+q+q2, 即q=0,这与公比q0矛盾, 所以数列Sn不是等比数列.,-27-,考点1,考点2,考点3,(2)解 当q=1时,Sn=na1,故Sn是等差数列; 当q1时,Sn不是等差数列.假设Sn是等差数列,则2S2=S1+S3, 即2a1(1+q)=a1+a1(1+q+q2), 得q=0,这与公比q0矛盾. 综上,当q=1时,数列Sn是等差数列; 当q1时,Sn不是等差数列.,-28-,考点1,考点2,考点3,解题心得反证法的适用范围及证题的关键 (1)适用范围:当一个命题的结论是以“至多”“至少”“唯一”或以否定形式出现时,宜用反证法来证. (2)证题的关键:在正确地推理下得出矛盾,矛盾可以是与已知条件矛盾,与假设矛盾,与定义、公理、定理矛盾,与事实矛盾等.推导出的矛盾必须是明显的.,-29-,考点1,考点2,考点3,证明:(1)a+b2; (2)a2+a2与b2+b2不可能同时成立.,(2)假设a2+a0,得0a1; 同理可得,0b1,从而ab1,这与ab=1矛盾. 故a2+a2与b2+b2不可能同时成立.,30,
