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- 2021-07-01 发布
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第一章 推理与证明
1.1
归纳推理
创设情境
华罗庚教授曾经举过一个例子:
从一个袋子里摸出来的第一个是红玻璃球,第二个是红玻璃球,甚至第三个、第四个、第五个都是红玻璃球的时候,我们立刻会出现一种猜想:“是不是这个袋里的东西都是红玻璃球?”但是,当有一个摸出来的是白玻璃球的时候,这个猜想失败了;这时,我们会有另一个猜想:“是不是袋里都是玻璃球?”但是,当有一次摸出来的是一个木球的时候,这个猜想又失败了;这时我们会有第三个猜想:“是不是袋里的东西都是球?”这个猜想对不对,还必须继续加以检验
在这个过程中,一方面通过推理得出结论,另一方面要对 所得的结论进行验证和证明。
问题:
什么是推理? 怎么进行推理?
1、当看到天空乌云密布,燕子低飞,蚂蚁搬家等现象时,我们会得到一个判断:
天要下雨了
。2、谚语说:
“
八月十五云遮月
,
来年正月十五雪扎灯。
”
根据一个或几个已知的命题得出另一个新命题的思维过程。
推理:
蛇是用肺呼吸的
,
鳄鱼是用肺呼吸的
,
海龟是用肺呼吸的
,
蜥蜴是用肺呼吸的
.
蛇、鳄鱼、海龟、蜥蜴都是爬行动物
所以
,
所有的爬行动物都是用肺呼吸的
案例:
1
三角形的内角和是
180
0
,
凸四边形的内角和
是
360
0
,
凸五边形的内角和是
540
0
,
所以
,
凸
n
边形的内角和是
案例:
2
从个别事实中推演出一般性的结论
,
称为归纳推理
.
它们有什么共同点?
观察下面等式
,
并归纳出一般结论
:
想一想?
观察下面等式
,
并归纳出一般结论
:
归纳推理的一般思维过程:
实验、观察
概括、推广
猜测一般性结论
由此我们猜想:
归纳出一般结论,并判断所得的结论正确吗?
(
2
)狗是有骨骼的
;
鸟是有骨骼的
;
鱼是有骨骼的
;
蛇是有骨骼的
;
青蛙是有骨骼的
;
狗、鸟、鱼、蛇和青蛙都是动物;
由此我们猜想
:
(
1
)函数
所有的动物都是有骨骼的。
前提
当
n=0
时,
n
2
-n+11=11
当
n=1
时,
n
2
-n+11=11
当
n=2
时,
n
2
-n+11=13
当
n=3
时,
n
2
-n+11=17
当
n=4
时,
n
2
-n+11=23
当
n=5
时,
n
2
-n+11=31
结论 对于所有的自然数
n,
n
2
-n+11
的值都是质数
11,11,13,17,23,31
都是质数
归纳出一般结论,并判断所得的结论正确吗?
归纳推理的几个特点
:
1.
归纳推理的前提是几个已知的特殊现象,归纳得出的结论是
尚属未知
的一般现象,该结论超越了前提所包容的范围。
2.
归纳推理得到的结论具有猜测的性质,结论是否真实,
还需经过逻辑证明和实践检验
。它不能作为数学证明的工具。
3.
归纳推理是一种具有
创造性的推理
。通过归纳推理得到的猜想,
可以作为进一步研究的起点
,帮助人们发现问题和提出问题。
例
:数一数图中的凸多面体的面数
F
、顶点数
V
和棱数
E,
然后用归纳法推理得出它们之间的关系
.
多面体
面数
(F)
顶点数
(V)
棱数
(E)
三棱锥
四棱锥
三棱柱
五棱锥
立方体
正八面体
五棱柱
截角正方体
尖顶塔
4
6
4
5
5
6
5
9
8
解
:
多面体
面数
(F)
顶点数
(V)
棱数
(E)
三棱锥
四棱锥
三棱柱
五棱锥
立方体
正八面体
五棱柱
截角正方体
尖顶塔
4
6
4
5
5
6
5
9
8
6
6
8
6
12
8
12
6
10
多面体
面数
(F)
顶点数
(V)
棱数
(E)
三棱锥
四棱锥
三棱柱
五棱锥
立方体
正八面体
五棱柱
截角正方体
尖顶塔
4
6
4
5
5
6
5
9
8
6
6
8
6
12
8
12
6
10
7
7
9
16
9
10
15
10
15
F+V-E=2
猜想
欧拉公式
1
、根据给出的数塔猜测
等于
( )
A
、
1111110 B
、
1111111
C
、
1111112 D
、
1111113
2
、
由此得到的结论是
:
课堂检测:
B
3
、当
时,
成立,所以对于所有的
,
上述推理是归纳推理吗?所得结论正确吗?
自然数
成立。
4
、
,
,
若
,
,
请推测
8
63
是,不正确 ,当
n=3
时不成立。
17
一般来说,利用归纳推理得出的结论不一定是正确的
.
小结
2.
归纳推理
的一般思维过程
:
1.
什么是归纳推理
(简称
归纳
)
?
实验、观察
概括、推广
猜测一般性结论
3.
归纳推理的特点