合情推理归纳推理(第1课时)教案1_合情推理第一课时
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2.1.1归纳推理
泾川一中 权贵荣
【教学目标】
知识与技能目标:1:理解归纳推理的思想与步骤;
2:能够利用归纳进行简单的推理应用;
过程与方法目标:让学生感受数学知识与实际生活的普遍联系,通过让学生的积极参与,亲身经历归纳推理定义的获得过程,培养学生归纳推理的思想;
情感态度与价值观目标:通过学生主动探究、合作学习、相互交流,培养学生不怕困难、勇于探索的优良作风,增强学生的数学应用意识,提高学生数学思维的情趣,给学生成功的体验,形成学习数学知识,了解数学文化的积极态度;
【教学重点与难点】
重点:归纳推理的概念及应用; 难点:归纳推理的应用; 【教学过程】
一:创设情景,引入概念
今天我们要学习第二章:推理与证明。
在日常生活中,人们常常需要进行这样那样的推理。例如: 医生诊断病人的病症;警察侦破案件;气象专家预测天气的可能状态;考古学家推断遗址的年代;数学家论证命题的真伪等等;在数学中,证明的过程更离不开推理。
那么什么是推理呢?
从一个或几个已有的判断得到一个新的判断的思维过程就是推理。数学中几个非常著名的猜想就是由归纳推理催生的,例如
哥德巴赫猜想、费马猜想、地图的“四色猜想”、哥尼斯堡七桥猜想等等。我们今天要学的知识就是合情推理的一种——归纳推理。那么,什么是归纳推理呢?下面我们通过哥德巴赫猜想让大家体会一下归纳推理的思想。
(引入哥德巴赫猜想)
据说哥德巴赫无意中观察到:3+7=10,3+17=20,13+17=30,这3个等式。他有意把上面的式子改写成:10=3+7,20=3+17,30=13+17 其中反映出这样一个规律:偶数=奇质数+奇质数
于是,哥德巴赫产生了一个想法:10,20,30,都是偶数,那么其他的偶数是否也有类似的规律呢?
显然第一个等于两个奇质数之和的数是6,即6=3+3 再看看超过6的偶数:8=3+5,10=5+5,12=5+7,14=7+7,16=5+11… 1000=29+971,1002=139+863… 根据上述过程,哥德巴赫大胆猜想:任何一个不小于6的偶数都等于两个奇质数之和。
这就是哥德巴赫猜想,哥德巴赫猜想的过程就是一个归纳推理的过程。他根据上述部分等式的基本特征,(即等式左边的数都是不小于6的偶数,右边是两个奇质数之和),就猜想出:任何不小于6的偶数可以分解为两个奇质数之和。
或者说,由这些个别等式的共同特征,就得出一个一般性的猜想。那么现在大家能不能用一般性的语言来描述归纳推理的定义?
这种由某类事物的部分对象具有某些特征,推出该类事物的全部对象都具有这些特征的推理,称为归纳推理。简言之,归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理。
归纳推理的思想我们在日常生活中也经常用到。大家能不能结合自己生活的实际,举出几个例子说明归纳推理的运用。(学生思考,讨论,给出例子)。
二:讲解例题,巩固概念
应用归纳推理可以发现新事实、获得新结论。例1:已知数列an的第一项a11,且an1an,试归纳出(n1,2,3...)1an这个数列的通项公式。
例2:设平面内有n条直线(n≥3),其中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n条直线交点的个数.当n ≥3 时, f(n)=.(用n表示)
x2例3:已知函数f(x)1x211(1)求f(2)与f(),f(3)与f();231(2)猜想f(x)与f()有什么关系?并证明你的猜想;x(3)求f(1)+f(2)+f(3)+f(4)++f(2013)+f(2014)+f(2015)+111111f()+f()+f()++f()+f()+f();***
在例1和例2中,我们通过归纳得到了两个猜想。但猜想未必可靠,例如: 法国数学家费马观察到215,2117,21257,2165537
21(nN)都是质数,于是他用归纳推理提出猜想:任何形如:
2n12223242 的数都是质数——这就是著名的费马猜想。半个世纪之后,善于计算的欧拉发现,第5个费马数
F21429496729764167004175
不是质数,从而推翻了费马的猜想。
三:课堂练习,加深理解
1、已知a11,an11(an1)(n2),试猜想出这个数列的通项公式。2an
12、观察下面的图形,请指出每个图形分别有几个球?按照这个规律,猜想第5
个图形的形状应该是怎么样的?它应该由多少个球构成?第n个图形有几个球?
3、观察下列等式: 1+3=4=22,1+3+5=9=32,1+3+5+7=16=42,1+3+5+7+9=25=52,…
你能猜想到一个怎样的结论?
四:小结、布置作业:
在进行归纳推理时,一般步骤是:首先是对有限的资料进行观察、分析、归纳整理;然后,在此基础上提出带有规律性的结论,;最后,检验这个猜想。
1、课本P83,A组1,2题,B组1题。
2、课后自己了解四色猜想、七桥猜想。
分析哥德巴赫猜想的提出过程,我们能得到什么启示?
1、“猜想”有一定的偶然性;
2、数学研究中,有时对研究对象进行一些形式上的改变有利于发现规律;
3、在猜想提出的过程中,特例的验证是必须的;
4、由于特例的属性可能有许多,所以,特例也要尽量选的具有一般性;
5、猜想是从具体实例中概括出来的,因此对每一个具体事例的不同方面的特征进行细致分析很重要,这样才有利于概括出不同事例的共同特征,进而做出猜想;
练习:已知a11,an11(an1)(n2),试猜想出这个数列的通项公式。2an1
在进行归纳推理时,一般步骤是:首先是对有限的资料进行观察、分析、归纳整理;然后,在此基础上提出带有规律性的结论,;最后,检验这个猜想。
1.如图所示,有三根针和套在一根针上的若干金属片.按下列规则,把金属片从一根针上全部移到另一根针上.(1)每次只能移动1个金属片;
(2)较大的金属片不能放在较小的金属片上面;
试推测:把n个金属片从1号针移到3号针,最少需要移动多少次?3
2.观察下面的图形,请指出每个图形分别有几个球?按照这个规律,猜想第5个图形的形状应该是怎么样的?它应该由多少个球构成?第n个图形有几个球?
四:小结、布置作业:归纳推理的关键是找出某类事物的部分对象的共同特征,推出该类事物的全部对象都具有这些特征。
1:课本P83,A组1,2题,B组1题。
2:查阅相关资料,了解课本上提到的“四色猜想”,“费马猜想”等。
大家先看下面一个例子
佛教《百喻经》中有这样一则故事。从前有一位富翁想吃芒果,打发他的仆人到果园去买,并告诉他:“要甜的,好吃的,你才买.”仆人拿好钱就去了.到了果园,园主说:“我这里树上的芒果个个都是甜的,你尝一个看.”仆人说:“我尝一个怎能知道全体呢 我应当个个都尝过,尝一个买一个,这样最可靠.”仆人于是自己动手摘芒果,摘一个尝一口,甜的就都买回去.带回家去,富翁见了,觉得非常恶心,一齐都扔了.回答下面三个问题:
1:如果你是这个仆人,你会怎么做? ○ ○2:说说你这么做的理由,3:那么能不能把这个推理的过程用一般化的语言表示出来呢? ○