用反证法证明不等式_巧用反证法证明不等式
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用反证法证明不等式
一、反证法的含义
反证法是指“证明某个命题时,先假设它的结论的否定成立,然后从这个假设出发,根据命题的条件和已知的真命题,经过推理,得出与已知事实(条件、公理、定义、定理、法则、公式等)相矛盾的结果.这样,就证明了结论的否定不成立,从而间接地肯定了原命题的结论成立.”这种证明的方法,叫做反证法.
二、反证法的严密性
数学证明方法可分为直接证法和间接证法,从原命题所给的条件出发,根据已有的公理、定义、法则、公式,通过一系列的推理,一直推到所要证明的命题的结论,这种证法叫做直接证法.有些命题不易用直接证法去证明,这时可通过证明它的等价命题真,从而断定原命题真,这种证法叫做间接证法.数学中常用的间接证法有反证法.
既然反证法是间接证法,那么反证法也是通过证明原命题的等价命题从而证明原命题的.
三、反证法证题的步骤
用反证法证题一般分为三个步骤:
1、假设命题的结论不成立;
2、从这个结论出发,经过推理论证,得出矛盾;
3、由矛盾判定假设不正确,从而肯定命题的结论正确.
即:提出假设——推出矛盾——肯定结论.
四、反证法的分类
反证法中有归谬法和穷举法两种.
原命题的结论的否定只有一种情况,只要把这种情况推翻,就可以肯定原命题结论成立,这种反证法叫做归谬法;如果原命题的结论的否定不止一种情况,那么就必须把这几种情况一一否定,才能肯定原命题结论成立,这种反证法叫做穷举法.
五、反证法中常见的矛盾形式
(1)与已知条件即题设矛盾;
(2)与假设即反设矛盾;
(3)与已知的定义、公理和定理矛盾,即得出一个恒假命题;`
(4)自相矛盾.
六、反证法的适用范围
(1)已知条件很少或由已知条件能推得的结论很少;
(2)命题的结论以否定形式出现时;
(3)命题的结论以“至多”、“至少”的形式出现时;
(4)命题的结论以“唯一”的形式出现;
(5)命题的结论以“无限”的形式出现时;
(6)关于存在性命题;
(7)某些定理的逆定理.
总之,正难则反,直接的东西较少、较抽象、较困难时,其反面常会较多、较具体、较容易.
反证法有进也用于整个命题论证过程的某个局部环节上.
七、用反证法证明不等式举例
例 已知、、、,且
.求证:、、、中至少有一个是负数.选题意图:本题考查利用反证法证明不等式.证明:假设、、、都是非负数,∵
∴
又
∴
这与已知
.矛盾.,.∴、、、中至少有一个是负数.