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高中数学必修2证明套路,高中数学必修二证明题怎么做

bsmseo 发布于2024-02-27 11:03:20 高中数学 34 次

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于高中数学必修2证明套路的问题,于是小编就整理了2个相关介绍高中数学必修2证明套路的解答,让我们一起看看吧。

  1. 为什么数学这门学科那么热衷于证明?
  2. 数学上,有哪些让人拍案叫绝的证明过程?

为什么数学这门学科那么热衷于证明?

数学注重推理,也就是逻辑思维的培养;数学也是一门综合类抽象学科,现在谈一下,作为多年数学老师的我对数学的看法,

提问者说数学为什么要证明,这要从我们丫丫学语开始,我们父母就开始教我们学习1个苹果🍎加一个苹果🍎,等于2个苹果🍎🍎 ,这就一个一个加起来,这是一年级知识,证明题同样也是这样的,它上升到新的年龄段,那就是我们现在的初中生活,初中数学有一门课是几何,他需要证明,证明题是培养逻辑思维的重要学科,由已知条件证明未知条件,等式是否成立等等,高中数学也是这样,

而小学数学也是简单思维逻辑培养的重要过程,由1+1等于2,衍生到一个苹果🍎加2个苹果🍎🍎,等于3个苹果。教师在教学中用小棒,给学生比划,一个一个数,来证明数学得数为什么等于3.由此我们一年级数学出现了2.3.4.5.6.7.8.9.分成,同样也是证明。数学这俩个我是这样理解的,由学数数开始到学习逻辑的过程,也是由简单到难的过程 。随着年龄增长,我们思维也在逐渐完善,也就出现了证明题,除了抽象思维还有图形证明,如等腰三角形,直角三角形等图形。

高中数学必修2证明套路,高中数学必修二证明题怎么做
(图片来源网络,侵删)

数学是一门严谨论证,推理,逻辑性较强的学科,它的每一个概念,定义和定理要🈶️准确的描述,几乎达到咬文嚼字的程度,既要表达准确,同时还要防止产生异义,引起人们的争论,因此数学上每发现一个定理,都要经过人们严格的证明!特别是数学家发现了某个重要结论,当时在相当长的时间内,🈶️的还是🈚️法证明它到底是真命题,还是***命题!这里最具🈶️代表性的一个例子是:质数(素数)的表达式(通项公式)F(n)=2^2⃣️^n-1,长期以来,人们认为这个式子是"正确"的,但是后来我们发现这个式子是错误的!

在数学史上,许许多多数学家,学者,教授都想攻克哥德巴赫猜想,都想摘下数学这颗璀璨的明珠!我国数学家陈景润花尽了毕生精力,只证明到了"1+2=3",仅距哥德巴赫猜想只是一步之遥(1+1=2)!这个猜想是何等的难以证明?!因为这个猜想触及到了数学的根基:数学最开始,最原始的规定就是1+1=2,由它逐渐扩通,变换……而后产生一糸列的数学分支体糸,犹如一颗参天大树,它的根基就是"1+1=2,数学🈚️论怎么发展下去,它的所有分支体糸的理论(或者是定理)回过头来都要能够证明它的最原始的公理,即由A推导B,由B推导A,A与B两者都是正确的,能够互相推导,互相证明,这才体现数学的严谨性!因此人们常说:"1+1=2,它既是公理,同时又是定理"。

高中数学必修2证明套路,高中数学必修二证明题怎么做
(图片来源网络,侵删)

我们经常把数理化放在一起,但是其实对于物理和化学来说数学更加抽象,或者说数学只是现实生活抽象出来的一些模型而已。

物理和化学与数学相比都更加贴近现实,而且能够通过实验和观察去分析和理解。

高中数学必修2证明套路,高中数学必修二证明题怎么做
(图片来源网络,侵删)

数学几乎没有实验!当然一些更贴近生活的数学模型也能通过实验来帮助理解,但定理绝不是实验推导出来的。

数学定理的发现和从定理到推论的延伸都是靠证明。

这也是为什么很多学生物理化学能学好,数学却一抹黑的原因。

曾经有不止一个学生问过我——学数学好像没啥用吧?

何出此言?

老师,要是我去买菜,老板问要多少,我回答√2斤,真的不会被打吗?

这……

推而广之,所谓证明,其实是一种问题一般化、一般化问题说明的常见套路。

很多学科,以及很多问题,都是涉及问题的一般性,说明方法因为学科不同而不同,如果转化或者抽象其说明过程,也就是抽去学科相关的东西,剩下来的逻辑框架,往往就是数学的证明。

因此,数学证明,其实就是问题一般化后的说明过程。

当然,对于一般化问题,涉及多学科,以及复杂的一般化问题,这个往往就要需要哲学来解决了。

1.数学是一个完整的严密的体系。

2.数学所有东西都是建立在***设的公理之上的。

3.数学就是在公理基础之上,推导证明出所有的定理大厦。

4.这个大厦特别美,特别漂亮,自成体系符合自然界规律。

5.这个规律很好地解释了世界,很好解释了物理客观现象。

6.例如弦理论很好解释了量子物理中的基本粒子。

数学上,有哪些让人拍案叫绝的证明过程?

我来说说个人体会吧。

虽然现在没有从事数学相关的工作,甚至连曾经学过的数学也差不多忘光了,但依然有些数学证明,至今难忘。而我小时候,第一次品尝到数学这门学科的魅力,正是来自这些巧妙的证明,这让我养成了特别喜欢做证明题的兴趣,它远远比简单的计算要更有意思,常常为了证明一道题而冥思苦想甚至茶饭不思。

引我进入数学证明大门的一道题,其实很简单:

请证明不存在最大的素数

早在公元前300年,欧几里得就证明了这道题,不存在最大的素数

所谓素数是指大于1,只能被1和自身整除的自然数。

比如2是素数,它也是唯一即是素数又是偶数的数,因为下一个偶数4,就不再是素数,它可以被2整除,能被2整除本来就是偶数的定义。因此,任何大于2的数,如果它是一个素数,那它必须是一个奇数。但当然不是所有奇数都是素数,比如数字9,它是奇数,但它能被3整除,因此它不是一个素数。

注意,所有大于1且非素数的数,一定能被一个素数整除。

比如,所有大于2的偶数都能被2这个素数整除。

至于奇数,要么是素数,要么能被素数整除

因为非素数的奇数一定是3、5、7、11、13..... 这些素数的倍数,即能被这些素数整除,如果不能被这些素数整除的奇数,那么它自身就一定是个素数呀。

让我们换种方式写一下数字。

1,2,3,2*2,5,2*3,7,2*4,3*3,2*5,11,2*6(3*4),13,2*7,3*5,

要想证明这道题,除了知道素数的定义,还需要知道这个至关重要的基础:

至于奇数,要么是素数,要么能被素数整除。

如果你尝试写下1~10000以内的素数,你会看到一个规律,那就是随着数字增大,素数出现的频率开始降低,毕竟数字越大,它就越有可能被另一个数整除,不是么?后世的数学家们发现,从不大于数字N的范围内随机抽一个数,它恰好是一个数字的概率略为1/lnN(ln 自然对数),当N非常非常非常大的时候,您可以将它简化为1/N,很明显数字越大,你恰好随机抽到一个素数的概率就越小,但注意这个概率将永不等于零,哪怕N趋近于无限大也一样,因为这只是素数出现频率的估计,的确数字越大,素数将越来越稀少,但无论它多么少,素数总是存在着,这就是证明题的魅力,我们很早以前就知道了:不存在最大的素数。


最初,我看到这道题的时候,还是个熊孩子,看到这道题的感觉完全就是懵逼的,一头雾水,狗咬乌龟找不到下嘴的地方,直到我看了答案,才恍然大悟拍案惊奇,从此学会了一种至关重要的思维方式,受益终生,不仅仅是在数学上,也在别的地方有用。

  • 反证法

如何证明不存在最大的素数呢?

如果找不到一种正面的证明方式,那么不妨让我们先***设存在一个最大的素数,然后在此基础上进行推理,看是否会得到一个荒谬的结果,如果能,那就说明我们的***设是错的,即存在一个最大素数的***设是错的,由于答案只能是二选一,没有更多选择,这时候否定了一方,就等于肯定了另一方,因为两者必居其一。要么存在最大的素数,要么不存在,没有第三种可能性

现在,让我们看看推理过程,别怕,这是小学生都能看得懂的过程,当然,你得先记住什么是素数。让我再重复一下。

大于1且只能被1或自身整除的数,就是素数,大于2的时候,所有的素数都必然是奇数。而奇数,它要么是一个素数,要么能被一个素数整除。

1、***设存在最大的素数,它等于N。

只要我们能推翻这个***设,就意味着不存在最大的素数。

2、那么我们可以利用数字N,构造出一个新的数字M,它=2*3...*N+1

这个加1很重要,是整个证明的精华所在,是回头来看时拍案惊奇之处,毕竟我就是告诉你,这道题要用反证法来证明,你也得找到具体的证明办法才行。

3、注意,新数字M是个奇数,所以M要么是一个素数,要么不是一个素数

3.1 ***如数字M是素数,那么M>N,即存在最大素数的***设是个错误,证毕。

3.2 ***如数字M不是素数,那么必然存在一个素数X,能整除M。

4、由于M = 1*2*3*....*N +1 ,这就意味着从2开始一直到N,作为除数去除M,都不可能把M整除,即M/(2....N)都不可能是一个整数,总会有一个余数1。因此X必然大于N。由于X是个素数,因此原***设存在最大的素数N,不正确,因为还有比它更大的素数X。按照同样的逻辑,我们可以证明X也不是最大的素数,您只需要把上面的证明流程再循环一次就能得到比X大的素数,无穷无尽。


我来举个实例吧,

***设N=5是最大的素数

那么M=2*3*4*5+1 = 121

121不是一个素数

它可以被素数11整除

但11>5,所以5是最大的素数被否证。

同样11也不是最大的素数

因为2*3******11+1 = 39916801,

这个数本身就是一个素数,它可比11大得多。

这样的过程可以无限循环,但数字迅速增大,超过人力计算的范畴

但证明题的魅力就在于,只要逻辑正确,前提无误,我们就脱离了硬算的限制,进入自由世界。


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到此,以上就是小编对于高中数学必修2证明套路的问题就介绍到这了,希望介绍关于高中数学必修2证明套路的2点解答对大家有用。

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