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人教版数学高二人教 《合情推理与演绎推理 名师教案
大前提
小前提
结论
“三段论”是演绎推理的一般模式:第一段:大前提——已知的一般原理;第二段:小前提
——所研究的特殊情况;第三段:结论——根据一般原理,对特殊情况做出的判断. ④ 举例:举出一些用“三段论”推理的例子. 2. 教学例题:
① 出示例 1:证明函数 f (x) x2 2x 在 , 1 上是增函数.
推关系)
③ 练习:已知 f (1) 0, af (n) bf (n 1) 1, n 2,a 0,b 0,推测 f (n) 的表达式.
3. 小结:①归纳推理的药店:由部分到整体、由个别到一般;②典型例子:哥德巴赫猜想 的提出;数列通项公式的归纳.
三、巩固练习:
1. 练习:教材 P87 1、2 题. 2. 作业:教材 P93 习题 A 组 1、2、3 题.
3. 导入:① 所有的金属都能够导电,铜是金属,所以
;
② 太阳系的大行星都以椭圆形轨道绕太阳运行,冥王星是太阳系的大行星,因此
;
③ 奇数都不能被 2 整除,2007 是奇数,所以
.
(填空→讨论:上述例子的推理形式与我们学过的合情推理一样吗?→课题:演绎推理)
二、讲授新课:
1. 教学概念: ① 概念:从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,我们把这种推理称为演绎推
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选修 2-2 2.1 合情推理与演绎推理(3 课时)
第一课时 2.1.1 合情推理(一) 教学要求:结合已学过的数学实例,了解归纳推理的含义,能利用归纳进行简单的推理,体 会并认识归纳推理在数学发现中的作用. 教学重点:能利用归纳进行简单的推理. 教学难点:用归纳进行推理,作出猜想. 教学过程: 一、新课引入: 1. 哥德巴赫猜想:观察 4=2+2, 6=3+3, 8=5+3, 10=5+5, 12=5+7, 12=7+7, 16=13+3, 18=11+7, 20=13+7, ……, 50=13+37, ……, 100=3+97,猜测:任一偶数(除去 2,它本身 是一素数)可以表示成两个素数之和. 1742 年写信提出,欧拉及以后的数学家无人能解,成 为数学史上举世闻名的猜想. 1973 年,我国数学家陈景润,证明了充分大的偶数可表示为一 个素数与至多两个素数乘积之和,数学上把它称为“1+2”. 2. 费马猜想:法国业余数学家之王—费马(1601-1665)在 1640 年通过对 F0 220 1 3 , F1 221 1 5 , F2 222 1 17 , F3 223 1 257 , F4 224 1 65 537 的观察,发现其结 果都是素数,于是提出猜想:对所有的自然数 n ,任何形如 Fn 22n 1的数都是素数. 后来 瑞士数学家欧拉,发现 F5 225 1 4 294 967 297 641 6 700 417 不是素数,推翻费马猜 想. 3. 四色猜想:1852 年,毕业于英国伦敦大学的弗南西斯.格思里来到一家科研单位搞地图 着色工作时,发现了一种有趣的现象:“每幅地图都可以用四种颜色着色,使得有共同边界 的国家着上不同的颜色.”,四色猜想成了世界数学界关注的问题.1976 年,美国数学家阿佩 尔与哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上,用 1200 个小时,作了 100 亿逻 辑判断,完成证明. 二、讲授新课: 1. 教学概念: ① 概念: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,或者由个别事实概括出一般结论的推理,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. ② 归纳练习:(i)由铜、铁、铝、金、银能导电,能归纳出什么结论?
, n)
,考察下列式子:(i)
a1
1 a1
1 ;(ii)
(a1
a2
)(
1 a1
1 a2
)
4;
(iii)
(a1
a2
a3
)(
1 a1
1 a2
1) a3
9.
我们可以归纳出,对 a1, a2 ,
, an 也成立的类似不等式
为.
2. 猜想数列 1 , 1 , 1 , 1 , 的通项公式是
.
13 35 57 79
3. 导入:鲁班由带齿的草发明锯;人类仿照鱼类外形及沉浮原理,发明潜水艇;地球上有
生命,火星与地球有许多相似点,如都是绕太阳运行、扰轴自转的行星,有大气层,也有季
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节变更,温度也适合生物生存,科学家猜测:火星上有生命存在. 以上都是类比思维,即 类比推理. 二、讲授新课:
1. 教学概念: ① 概念:由两类对象具有某些类似特征和其中一类对象的某些已知特征,推出另一类对象
板演:证明方法(定义法、导数法) → 指出:大前题、小前题、结论.
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② 出示例 2:在锐角三角形 ABC 中, AD BC, BE AC ,D,E 是垂足. 求证:AB 的中 点 M 到 D,E 的距离相等.
分析:证明思路 →板演:证明过程 → 指出:大前题、小前题、结论. ③ 讨论:因为指数函数 y ax 是增函数, y (1)x 是指数函数,则结论是什么?
(ii)由直角三角形、等腰三角形、等边三角形内角和 180 度,能归纳出什么结论? (iii)观察等式: 1 3 4 22, 1 3 5 9 32, 1 3 5 7 9 16 42 ,能得出怎样的结 论?
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③ 讨论:(i)统计学中,从总体中抽取样本,然后用样本估计总体,是否属归纳推理? (ii)归纳推理有何作用? (发现新事实,获得新结论,是做出科学发现的重要手段)
1. 练习: ① 对于任意正整数 n,猜想(2n-1)与(n+1)2 的大小关系? ②在平面内,若 a c,b c ,则 a // b . 类比到空间,你会得到什么结论?(结论:在空间
中,若 a c,b c ,则 a // b ;或在空间中,若 , ,则 // .
2. 讨论:以上推理属于什么推理,结论正确吗? 合情推理的结论不一定正确,有待进一步证明,有什么能使结论正确的推理形式呢?
第三课时 2.1.2 演绎推理
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教学要求:结合已学过的数学实例和生活中的实例,体会演绎推理的重要性,掌握演绎推理
的基本方法,并能运用它们进行一些简单的推理。. 教学重点:了解演绎推理的含义,能利用“三段论”进行简单的推理. 教学难点:分析证明过程中包含的“三段论”形式. 教学过程:
一、复习准备:
理。
要点:由一般到特殊的推理。
② 讨论:演绎推理与合情推理有什么区别?
合情推理
归纳推理:由特殊到一般 类比推理:由特殊到特殊
;演绎推理:由一般到特殊.
③ 提问:观察教材 P88 引例,它们都由几部分组成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ各部分有什么特点?
所有的金属都导电
铜是金属
铜能导电
已知的一般原理
特殊情况
根据原理,对特殊情况做出的判断
abba (a b) c a (b c)
ab ba (ab)c a(bc)
逆运算
加法的逆运算是减法,使得方 程 a x 0 有唯一解 x a
乘法的逆运算是除法,使得 方程 ax 1有唯一解 x 1
a
单位元
a0 a
a 1 1
② 出示例 2:类比平面内直角三角形的勾股定理,试给出空间中四面体性质的猜想.
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小结:平面→空间,圆→球,线→面. ③ 讨论:以平面向量为基础学习空间向量,试举例其中的一些类比思维. 2. 教学例题: ① 出示例 1:类比实数的加法和乘法,列出它们相似的运算性质. (得到如下表格)
类比角度
实数的加法
实数的乘法
运算结果
若 a,b R, 则 a bR
若 a,b R, 则 abR
运算律
第二课时 2.1.1 合情推理(二) 教学要求:结合已学过的数学实例,了解合情推理的含义,能利用归纳和类比等进行简单的
推理,体会并认识合情推理在数学发现中的作用. 教学重点:了解合情推理的含义,能利用归纳和类比等进行简单的推理. 教学难点:用归纳和类比进行推理,作出猜想. 教学过程:
一、复习准备:
1. 练习:已知 ai 0 (i 1, 2,
2 (结论→指出:大前提、小前提 → 讨论:结论是否正确,为什么?) ④ 讨论:演绎推理怎样才结论正确?(只要前提和推理形式正确,结论必定正确) 3. 比较:合情推理与演绎推理的区别与联系?(从推理形式、结论正确性等角度比较;演 绎推理可以验证合情推理的结论,合情推理为演绎推理提供方向和思路.) 三、巩固练习:1. 练习:P91 2、3 题 2. 探究:P91 阅读与思考 3.作业:P93 6 题,B 组 1 题.
(iii)归纳推理的结果是否正确?(不一定)
2. 教学例题:
①
出示例题:已知数列 an
的第
1
项
a1
2
,且
an1
an 1 an
(n
1, 2,
) ,试归纳出通项公
式.
(分析思路:试值 n=1,2,3,4 → 猜想 an →如何证明:将递推公式变形,再构造新 数列)
② 思考:证得某命题在 n=n 0 时成立;又假设在 n=k 时命题成立,再证明 n=k+1 时命 题也成立. 由这两步,可以归纳出什么结论? (目的:渗透数学归纳法原理,即基础、递
思维:直角三角形中, C 900 ,3 条边的长度 a,b,c ,2 条直角边 a,b 和 1 条斜边 c ;
→3 个面两两垂直的四面体中, PDF PDE EDF 900 ,4 个面的面积 S1, S2 , S3 和 S 3 个“直角面” S1, S2 , S3 和 1 个“斜面” S . → 拓展:三角形到四面体的类比. 3. 小结:归纳推理和类比推理都是根据已有的事实,经过观察、分析、比较、联想,再进 行归纳、类比,然后提出猜想的推理,统称为合情推理. 三、巩固练习:1. 练习:教材 P87 3 题. 2. 探究:教材 P84 例 4 3.作业:P93 4、 5 题.