高二数学课件：归纳推理和类比推理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,归纳推理,哥德巴赫猜想,世界近代三大数学难题之一,1742,年，哥德巴赫在教学中发现，每个不小于,6,的偶数都是两个素数（只能被,1,和它本身整除的数）之和。如,6,3,3,，,12,5,7,等等。,猜想,(,a,),任何一个,6,之偶数，都可以表示成两个奇质数之和。,(,b,),任何一个,9,之奇数，都可以表示成三个奇质数之和。,有人对,33108,以内且大过,6,之偶数一一进行验算，哥德巴赫猜想,(,a,),都成立。,目前最佳的结果是中国数学家陈景润于,1966,年证明的，称为陈氏定理,(Chens Theorem).“,任何充份大的偶数都是一个质数与一个自然数之和，而后者仅仅是两个质数的乘积”,通常都简称这个结果为大偶数可表示为“,1+2”,的形式。,1920,年，挪威的布朗证明了“,9+9”,。,1924,年，德国的拉特马赫证明了“,7+7”,。,1932,年，英国的埃斯特曼证明了“,6+6”,。,200,年过去了，没有人证明它。哥德巴赫猜想由此成为数学皇冠上一颗可望不可及的“明珠”。到了,20,世纪,20,年代，才有人开始向它靠近。,1637,年，法国数学家费马提出：“将一个立方数分为两个立方数的和，一个四次幂分为两个四次幂的和，或者一般地将一个高于二次的幂分为两个同次的幂的和，这是不可能的,.”,费马猜想,数论中最著名的世界难题之一,300,多年来，这个问题吸引了很多优秀数学家，法国科学院曾于,1816,年和,1850,年两次悬赏征解，德国也于,1908,年悬赏十万马克征解。,经过三百多年来历代数学家的不断努力，剑桥大学怀尔斯终于,1995,年正式彻底解决这一大难题,.,1852,年，弗南西斯,格思里搞地图着色工作时，发现了一种有趣的现象：“看来，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。”,世界近代三大数学难题之一,四色猜想,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，用了,1200,个小时，作了,100,亿判断，终于完成了四色定理的证明。,不少数学家并不满足于计算机取得的成就，他们还在寻找一种简捷明快的书面证明方法。,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，或者由,个别,事实概括出,一般,结论的推理，称为,归纳推理,（简称,归纳,）,.,归纳推理,部分整体,个别 一般,不完全归纳推理得到的结论是否正确还有待严格的证明,但它可以为我们的研究,提供一种方向,.,归纳法又分为,不完全归纳法,和,完全归纳法,.,例,1.,已知数列,a,n,的第,1,项,a,1,=1,，且,（,n,=1,2,),试归纳出这个数列的通项公式,.,分别把,n=1,2,3,4,代入 得,:,归纳,:,可用,数学归纳法,证明这个猜想是正确的,.,取倒数得：,解法,2,、构造法,例,2.,如图,在圆内画一条线段,将圆分成两部分,;,画两条线段,彼此最多分割成,4,条线段,同时将圆分割成,4,部分,;,画三条线段,彼此最多分割成,9,条线段,同时将圆分割成,7,部分,.,那么,(1),在圆内画四条线段,彼此最多分割成,条线段,?,同时将圆分割成,部分,?,(2),猜想,:,圆内两两相交的,n,(,n,2),条线段,彼此最多分割成,条线段,?,同时将圆分割成,部分,?,累加得,:,例,3.,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.,每次只能移动一个金属片,;,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,?,n=1,时,n=2,时,n=1,时,n=3,时,n=2,时,n=1,时,n=2,时,n=1,时,n=3,时,n=4,时,n=3,时,n=2,时,n=1,时,n=4,时,n=3,时,n=2,时,n=1,时,归纳,:,例、数列,a,n,满足,a,1,=1,，,a,n+1,=2,a,n,+1,，,求通项公式,a,n,.,a,n+1,+1=2（,a,n,+1）,数列,a,n,+1,是首项为,2,公比为,2,的,等比数列,构造法,(2004,春季上海,),根据图中,5,个图形及相应点的个数的变化规律,试猜测第,n,个图形中有,个点,.,(1),(2),(3),(4),(5),练习,(2005,年广东,),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,则,f,(4)=,当,n,4,时,f,(,n,)=,.(,用,n,表示,),累加得,:,(,2001,年上海,),已知两个圆,x,2,+,y,2,=1:,与,x,2,+(,y,-3,)2,=1,则由,式减去,式可得上述两圆的对称轴方程,.,将上述命题在曲线仍然为圆的情况下加以推广,即要求得到一个更一般的命题,而已知命题应成为所推广命题的一个特例,推广的命题为：,设圆的方程为,(,x,-,a,),2,+(,y,-,b,),2,=,r,2,与,(,x,-,c,),2,+(,y,-,d,),2,=,r,2,（,a,c,或,b,d,),则由,式减去式可得上述两圆的对称轴,方程,.,小结,2.,归纳推理的一般步骤,:,(1),通过观察个别情况发现某些相同性质,;,(2),从已知的相同性质中推出一个明确表达的一般性命题,(,猜想,).,1.,什么是归纳推理,（简称,归纳,）,?,部分整体,个别 一般,练习,1.,已知数列,a,n,的前,n,项和,S,n,且,计算,S,1,S,2,S,3,S,4,并猜想,S,n,的表达式,.,猜想,:,计算得,:,复习,2.,归纳推理的一般步骤,:,(1),通过观察个别情况发现某些相同性质,;,(2),从已知的相同性质中推出一个明确表达的一般性命题,(,猜想,).,1.,什么是归纳推理,?,部分整体,特殊 一般,1.,工匠鲁班类比带齿的草叶和蝗虫的牙齿,发明了锯,2.,仿照鱼类的外型和它们在水中沉浮的原理,发明了潜水艇,.,3.,科学家对火星进行研究,发现火星与地球有许多类似的特征,:,1),火星也绕太阳运行、饶轴自转的行星,;,2),有大气层,在一年中也有季节变更,;,3),火星上大部分时间的温度适合地球上某些已知生物的生存,等等,.,科学家,猜想,;,火星上也可能有生命存在,.,4.,利用平面向量的基本定理类比,得到,空间向量的基本定理,.,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,推出另一类对象也具有这些特征的推理称为,类比推理,.(,简称,:,类比,),类比推理的几个特点,1.,类比是从人们已经掌握了的事物的属性,推测正在研究的事物的属性,是以,旧,有的认识为基础,类比出,新,的结果,.,2.,类比是从一种事物的,特殊,属性推测另一种事物的,特殊,属性,.,3.,类比的结果是猜测性的,不一定可靠,但它却有发现的功能,.,类比推理,圆的概念和性质,球的概念和性质,与圆心距离相等的两弦相等,与圆心距离不相等的两弦不相等,距圆心较近的弦较长,以点,(x,0,y,0,),为圆心,r,为半径的圆的方程为,(x-x,0,),2,+(y-y,0,),2,=r,2,圆心与弦,(,非直径,),中点的连线垂直于弦,球心与不过球心的截面,(,圆面,),的圆心的连线垂直于截面,与球心距离相等的两截面面积相等,与球心距离不相等的两截面面积不相等,距球心较近的面积较大,以点,(x,0,y,0,z,0,),为球心,r,为半径的球的方程为,(x-x,0,),2,+(y-y,0,),2,+(z-z,0,),2,=r,2,利用圆的性质类比得出球的性质,球的体积,球的表面积,圆的周长,圆的面积,平面向量,空间向量,若 ，则,若 ，则,利用,平面向量,的性质类比得,空间向量,的性质,等差数列,等比数列,定义,通项公式,前,n,项和,利用等差数列性质类比等比数列性质,等差数列,等比数列,中项,性质,n,+,m,=,p,+,q,时,a,m,+,a,n,=,a,p,+,a,q,n,+,m,=,p,+,q,时,a,m,a,n,=,a,p,a,q,任意实数,a,、,b,都有等差中项，为,当且仅当,a,、,b,同号时才有等比中项，为,成等差数列,成等比数列,下标等差,项等差,下标等差,项等比,例,1.(2003,年新课程,),在平面几何里,有勾股定理,:,“,设,ABC,的两边,AB,、,AC,互相垂直，则,AB,2,+AC,2,=BC,2,.”,拓展到空间，类比平面几何的勾股定理，研究三棱锥的侧面面积与底面面积的关系，可以得出的正确结论是“设三棱锥,A-BCD,的三个侧面,ABC,、,ACD,、,ADB,两两互相垂直，则,.,D,A,B,C,（,2004,广东，,15,）,由图,(1),有面积关系,:,则由图,(2),有体积关系,:,图,(1),图,(2),平面与空间中的余弦定理,平面：,三角形,ABC,中，,空间：,四面体,A-BCD,中，,设二面角,B-AC-D,，,C-AD-B,，,D-AB-C,的大小依次为,例,2,：,(2005,年全国,),计算机中常用的十六进位制是逢,16,进,1,的计算制，采用数字,0-9,和字母,A-F,共,16,个计数符号，这些符号与十进制的数的对应关系如下表；,十六进位,十进位,例如用,16,进位制表示,+,1,，则,（）,十六进位,9,十进位,9,10,11,12,13,14,15,E,归纳推理和类比推理的共同点,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，我们把它们统称为,合情推理,.,从具体问题出发,观察、分析、比较、联想,归纳、类比,提出猜想,合情推理,作业,P,93-94,A,组,5.,B,组,