好题解析:正难则反,利用反证法证明无理数
先来看看今天的题目:
这是一道初中数学竞赛的题目,考查有理数和无理数的性质及证明。
在一般的考试中,是不太会出现这种题目的,
但反证法在数学证明中也是很常用的。
我们一起来看看这道题目,
已知条件很简单,x和y都是有理数,根号x和根号y是无理数,
让我们证明根号x加上根号y的结果是无理数,
在证明这道题题之前,我们得有这样的知识储备:
两个有理数经过加、减、乘、除运算之后,结果还是有理数;
两个无理数经过加、减、乘、除运算之后,结果可能是有理数,也可能是无理数。
对于这道题目,该如何来证明了,
就题目目前的条件来看,
按照常规的思路,从已知条件出发向结果去推进很有难度,
甚至是无从下手,
那么该怎么去证明呢?
别忘了虽然不常用,但关键时候很好用的反证法
对于一些按常规思路去证明比较困难的题目,我们可以考虑用反证法来证明,也就是“正难则反“,
怎么用反证法呢?
先从要证明的结论的反面入手,
不是要我们证明根号x加上根号y的结果是无理数,
假设:根号x加上根号y的结果是有理数,
这是反证法的第一步,也是很关键的一步,
接着,我们就可以在假设的基础之上进行下一步的运算和证明,直到得到与题目已知条件相悖也是就相反的结论时,
就可以证明假设是不成立的,
既然假设不成立,
那么原来的结论就应该是成立的。
我们来看看接下来的过程和思路,
在假设根号x加上根号y的结果是有理数的基础上,
我们想到了根式有理化,
给(根号x加上根号y)乘以(根号x减去根号y),得到x-y,
因为假设的根号x加上根号y是有理数,
两个有理数x和y的和也是有理数,
则可以得到根号x减去根号y也是有理数这个结论,
接着,我们用(根号x加上根号y)减去(根号x减去根号y),
得到2倍的根号x,
因为假设的(根号x加上根号y)是有理数,
在此基础上证明了(根号x减去根号y)是有理数,
因此他们相加的结果也必然是有理数,
于是就得到了根号x为有理数这个结论,
但我们发现,题目中已经明确了根号x是无理数,
所以这个假设的基础上,我们得到了一个与已知条件相悖的结论,
所以假设不成立,也就是根号x加上根号y是有理数不成立,
那么,就可以得到根号x加上根号y是无理数。
这道题所运用的方法和思路在我们的学习中会经常用到,
关键字就是四个:正难则反’
思路就是,先假设结论不成立,也就是假设一个跟需要证明的结论刚好相反的结论,在这个假设的基础上进行运算和证明,最终得到一个 已知条件相反的结论,就可以证明假设不成立,也就可以证明原结论成立。
视频讲解:
END
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