1.知识与技能 掌握演绎推理的基本模式,体会它们的重要性,并能运用它们进行一些简单的推理. 2.过程与方法 了解合情推理和演绎推理之间的联系和差异.
本节重点:演绎推理的含义及四种演绎推理规则. 本节难点:演绎推理的应用.
1.演绎推理的特点 演绎推理是由一般性的命题推出特殊性命题的一种推理模式.其主要特点有: (1)演绎推理的前提是一般性原理,演绎推理所得的结论是蕴涵于前提之中的个别、特殊事实,结论完全蕴涵于前提之中. (2)在演绎推理中,前提与结论之间存在必然的联系,只要前提是真实的,推理的形式是正确的,那么结论必定是正确的.因而演绎推理是数学中严格证明的工具.
(3)演绎推理是一种收敛性的思维方式,它较缺乏创造性,但却具有条理清晰、令人信服的论证作用,有助于科学的理论化和系统化. 2.演绎推理与合情推理的主要区别与联系 (1)合情推理与演绎推理的主要区别:归纳和类比都是常用的合情推理,从推理形式上看,归纳是由部分到整体、个别到一般的推理,类比是由特殊到特殊的推理;而演绎推理是由一般到特殊的推理.从推理所得的结论来看,合情推理的结论不一定正确,有待于进一步的证明;演绎推理在前提和推理形式都正确的前提下,得到的结论一定正确.
(2)人们在认识世界的过程中,需要通过观察、实验等获取经验;也需要辨别它们的真伪,或将积累的知识加工、整理,使之条理化、系统化.合情推理和演绎推理分别在这两个环节中扮演着重要角色. (3)就数学而言,演绎推理是证明数学结论、建立数学体系的重要思维过程,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.
一、演绎推理 从 出发,推出 情况下的结论,我们把这种推理称为演绎推理,简言之,演绎推理是由 的推理. 二、三段论 “三段论”是演绎推理的一般模式,包括: (1)大前提——已知的 ; (2)小前提——所研究的 ; (3)结论——根据一般原理,对特殊情况做出的 . 一般性的原理 某个特殊 一般到特殊 一般原理 特殊情况 判断
三、三段论的表示形式 大前提:M是P. 小前提:S是M. 结 论: . 利用集合知识说明“三段论”:若集合M的所有元素都具有性质P,S是M的一个子集,那么 . S是P S中所有元素也都具有性质P
[例1] 试将下列演绎推理写成三段论的形式: (1)一次函数是单调函数,函数y=2x-1是一次函数,所以y=2x-1是单调函数; (2)等差数列的通项公式具有形式an=pn+q(p,q是常数),数列1,2,3,…,n是等差数列,所以数列1,2,3,…,n的通项具有an=pn+q的形式. [分析] 分清三段论的大前提、小前提、结论是解题的关键.
[解析] (1)大前提:一次函数都是单调函数; 小提提:函数y=2x-1是一次函数; 结论:y=2x-1是单调函数. (2)大前提:等差数列的通项公式具有形式an=pn+q; 小前提:数列1,2,3,…,n是等差数列; 结论:数列1,2,3,…,n的通项具有an=pn+q的形式. [点评] 分清楚“三段论”中的大前提、小前提、结论,要抓住它们的含义,即大前提——已知的一般原理,小前提——所研究的特殊情况,结论——根据一般原理,对特殊情况做出的判断.
用三段论的形式写出下列演绎推理: (1)菱形的对角线相互垂直,正方形是菱形,所以正方形的对角线相互垂直; (2)若两角是对顶角,则此两角相等,所以若两角不相等,则这两角不是对顶角; (3)循环小数是有理数,所以0.33是有理数;
[解析] (1)因为每个菱形的对角线相互重直,(大前提) 正方形是菱形,(小前提) 所以正方形的对角线相互垂直.(结论) (2)因为两个角是对顶角则两角相等,(大前提) ∠1和∠2不相等,(小前提) 所以∠1和∠2不是对顶角.(结论) (3)因为所有的循环小数是有理数,(大前提)
[例2] 已知A,B,C,D四点不共面,M,N分别是△ABD和△BCD的重心. 求证:MN∥平面ACD. [证明] 如图,连结BM,BN并延长分别交AD,DC于P,Q两点,连结PQ.
[点评] 本题为一个三段论推理的问题,首先是在△PBQ中,由BMMP=21 ,BNNQ=21,得MN∥PQ [点评] 本题为一个三段论推理的问题,首先是在△PBQ中,由BMMP=21 ,BNNQ=21,得MN∥PQ.又有MN⊄平面ACD,PQ⊂平面ACD,从而有MN∥平面ACD.
为了养成严谨的推理习惯、提高抽象思维能力,应详细地分析几何推理求证问题的每一个证明步骤,找准大前提、小前提和结论,但书写起来非常繁琐,一般可以从实际出发,省略大前提或小前提,采用简略的符号化写法.
如图所示,在正四面体ABCD中,E,F,G,H分别为AB,BC,CD,DA的中点,求证四边形EFGH为菱形.
[例3] 用三段论证明函数f(x)=x3+x在(-∞,+∞)上是增函数. [分析] 证明本例所依据的大前提是增函数的定义,即函数y=f(x)满足:在给定区间内任取自变量的两个值x1、x2,若x1<x2,则有f(x1)<f(x2).小前提是f(x)=x3+x,x∈(-∞,+∞)上满足增函数的定义,这是证明本例的关键.
[点评] 证明函数的单调性,必须利用定义.其中作差变形是关键,常用技巧有因式分解、配方、通分、有理化等.
[例4] 如图所示,在△ABC中,AC>BC,CD是AB边上的高,求证∠ACD>∠BCD.
[错解] 在△ABC中,因为CD⊥AB,所以AD>BD,所以∠ACD>∠BCD. [正解] 因为CD⊥AB,所以∠ADC=∠BDC=90°, 所以∠A+ACD=∠B+∠BCD=90°, 在△ABC中,AC>BC,∴∠B>∠A, ∴∠ACD>∠BCD.
一、选择题 1.演绎推理的特征为 ( ) A.前提为真时,结论一定真 B.前提为真时,结论可能真 C.前提为真时,结论一定假 D.前提为真时,结论不确定真假 [答案] A
2.下列说法中正确的是 ( ) A.演绎推理和合情推理都可以用于证明 B.合情推理不能用于证明 C.演绎推理不能用于证明 D.以上都不对 [答案] B
[答案] C
4.在不等边三角形ABC中,a为最长边,要想得到其对角∠A为钝角的结论,三边a,b,c应满足的条件是( ) B.a2=b2+c2 C.a2>b2+c2 D.a2≤b2+c2 [答案] C
二、填空题 5.用演绎推理证明y=x2,x∈(-∞,0)是减函数时,大前提是____________. [答案] 减函数的定义
6.(2010·徐州高二检测)已知推理:“因为△ABC的三边长依次为3,4,5,所以△ABC是直角三角形”,若将其恢复成完整的三段论,则大前提是________________________. [答案] 一条边的平方等于其它两边平方和的三角形是直角三角形.
三、解答题 7.如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,底面ABCD是直角梯形,AB⊥AD,CD⊥AD,且CD=2AB,E为PC的中点.
(1)求证:平面PDC⊥平面PAD (2)求证:BE∥平面PAD. [证明] (1)由PA⊥底面ABCD知PA⊥CD. 又因为CD⊥AD, PA∩AD=A, 所以CD⊥平面PAD.因为CD⊂平面PDC,所以平面PDC⊥平面PAD.
(2)如图,取PD的中点F,连结EF,AF,由E为PC的中点,得EF为△PDC的中位线,则EF∥CD,且CD=2EF (2)如图,取PD的中点F,连结EF,AF,由E为PC的中点,得EF为△PDC的中位线,则EF∥CD,且CD=2EF.又因为CD=2AB,故EF=AB,故AB∥CD,得EF∥AB,所以四边形ABEF为平行四边形,则BE∥AF.又因为BE⊄平面PAD,AF⊂平面PAD,所以BE∥平面PAD.