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什么是间接证明法(间接证明的定义)

导语:什么是间接证明

什么是间接证明?

证明的方法之一是“反证法”——假设要证明的东西是假的,然后得到一个矛盾的结果。

作为第一个(非常简单的)例子,考虑证明对于正整数a和b,−4≠1。

间接证明:

相反的,假设对于某些正整数a和b,−4≠1。我们有(a−2b)(a+2b)=1,这可以分为两种情况:a−2b=a+2b=1或a−2b=a+2b=−1。

在第一种情况下,两个方程相加得到2a=2,或a=1,从而得到b=0,这个解已经被拒绝了。

在第二种情况下,两个方程相加,得到2a=−2,或a=−1,即a是负数,与已知的为正数矛盾。

因此,假设被证明是错误的,这意味着它的否定——最初的命题——是正确的。

在初等数学中,“反证法”通常是证明一个条件对另一个条件是必要和充分的最简单的方法。例如,在直角三角形中,我们有勾股定理:+=。其中a和b是直角边,c是直角边。我想证明逆定理为真的情况:如果在一个边为a,b,c的三角形中:+=,那么c的对边就是直角边。假设这是假的,也就是说,c对边的角不是直角。然后我们可以竖一条垂线垂直于b,然后把a放在那条垂线上:

根据勾股定理,刚刚构造的直角三角形的第三条边等于c,这意味着现在有两个不同的三角形具有相同的三条边,这与SSS准则两个三角形全等相矛盾。

再举一个例子,我们知道,在同一个圆内接的边并共用同一条弧的两个圆周角是相等的。为了证明反命题,假设有两个相等的角ABC和AB &39;,C不是共圆的。这意味着B &39;位于圆外,所以CB’在D处穿过圆(当然还有其他可能性要考虑):

在这种情况下, ∠ADC 是三角形 ΔADB′的外角,因此:

∠ADC=∠AB′D+∠B′AD=∠ABC+∠B′AD>∠ABC.

但这与∠ABC和∠ADC是在同一个圆内的事实相矛盾,根据同一圆弧上的圆周角定理,它们应该相等。

另一个典型的例子是用反证法证明是无理数。

证明:假设是有理数,可以写成=p/q, 即=2,这个等式告诉我们p是偶数。假设p和q互为素数,q必然是奇数。然而,偶数的平方能被4整除,这使我们得出q是偶数的结论(可令p=2k就可证得)。这是与p和q互为素数相互矛盾,所以不是有理数。

反证法的三个步骤:

假设陈述是错误的。利用错误的假设推导出一些根本不成立的东西,比如矛盾或不真实的情况。根据发现的与公理或定理相谬误的矛盾,那么间接证明原始的陈述一定是正确的。

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