合情推理

合情推理
合情推理

几何2

主持人A:介绍嘉宾。说明本课题主要内容,引出下面的话题。

以往,一提起几何教学,我们(包括学生)首先想到的往往是“证明”——证明两条直线平行、证明两个三角形全等…,以至于我们无论是教学还是考试常常不知不觉将“证明能力”等同于“几何能力”。新课程的实施已经对此给出了答案。与此同时,有的教师针对当今课堂里出现的一些问题,又提出了新的担忧——学生整体推理能力在下降。事实果真如此吗?今天我们就研讨如何看待与发展学生的推理能力。

按照新课程的理念,学生的推理能力主要由“合情推理”能力与“演绎论证”能力构成。因此,我们的研讨就围绕这两个方面进行。

B:让我们首先看这样一个问题:

许多教过老人教版教材的老师教了新教材之后普遍有这样一个看法:新教材轻视了对概念的准确定义以及对定理的推理论证,没有展开分析、讨论,只要求学生去记概念、定理,讲求会用就行,这就叫知其然,不知其所以然,显然不利于学生的长期发展。如:北师版七下关于“三角形内角和定理”的内容没有证明过程,只是让学生用剪纸拼接实验来加以说明,又如:七下教材中关于等腰三角形三线合一的内容,教材中也没有具体证明,用折纸的方法使学生确定它们的存在。这是逻辑推理的一大忌讳,不利于学生逻辑推理能力的培养,而失去了数学的严谨性。这种想法对吗?究其根源是什么?(屏幕显示)

A:要解决此问题是否正确,关键是认识合情推理与演绎推理,弄清它们之间的联系。

C:一、认识合情推理与演绎推理

1、正确理解合情推理

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。(屏幕显示)

初中数学新课程标准关于《空间与图形》的教学中指出:“降低空间与图形的知识内在要求,力求遵循学生的心理发展和学习规律,着眼于直观感知与操作确认,多从学生熟悉的实际出发,让学生动手做一做,试一试,想一想,认识图形的主要特征与图形变换的基本性质,学会识别不同图形;同时又辅以适当的教学说明,培养学生一定的合情的推理能力”,并为学生“利用直观进行思考”提供了较多的机会。

合情推理使学生熟悉了掌握知识的过程和方法,提高了观察与分析问题的能力,使得教学过程变成了学生积极参与的智力活动的过程,锻炼和培养了他们深刻的思维能力,从而促进创造能力的提高,难怪世界上许多著名数学家、教育家对合情推理都给予了积极的评价。如牛顿说过“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现”,波利亚认为“要成为一个好的数学家,……你必须是一个好的猜想家”等等。

D:2、正确理解演绎推理

从已有的事实(包括定义、公理、定理等)出发,按照规定的法则(包括逻辑和运算)证明结论,这种推理称为演绎推理,通常叫证明。(屏幕显示)

“三段论”是演绎推理的一般模式;包括⑴大前提---已知的一般原理;⑵小前提---所研究的特殊情况;⑶结论-----根据一般原理,对特殊情况做出的判断。

A:3、正确认识合情推理与演绎推理的区别:

(1)合情推理是由特殊到一般或特殊到特殊的推理,演绎推理是由一般到特殊的推理。

(2)从推理的结论来看,合情推理的结论不一定正确有待证明;演绎推理得到的结论一定正确。

(3)演绎推理是证明数学结论、建立数学体系的重要思维过程。数学结论、证明思路的发现,主要靠合情推理。在解决问题的过程中,合情推理有助于探索解决问题的思路、发现结论;演绎推理用于证明结论的正确性。

B:4、合情推理与演绎推理的联系与互补作用

数学家波利亚说:“数学可以看作是一门证明的科学,但这只是一个方面,完成了数学理论,用最终形式表示出来,像是仅仅由证明构成的纯粹证明性。严格的数学推理以演绎推理为基础,而数学结论的得出及其证明过程是靠合情推理才得以发现的。”

合情推理是根据已有的知识和经验,在某种情境和过程中推出可能性结论的推理。合情推理就是一种合乎情理的推理,主要包括观察、比较、不完全归纳、类比、猜想、估算、联想、自觉、顿悟、灵感等思维形式。合情推理所得的结果具有偶然性,但也不是完全凭空想象,它是根据一定的知识和方法做出的探索性的判断。

当今,教育正在全面推进,旨在培养学生创新能力的教学改革。但长期以来,中学数学教学十分强调推理的严谨性,过分渲染逻辑推理的重要性而忽视了生动活泼的合情推理,使人们误认为数学就是一门纯粹的演绎科学。事实上,数学发展史中的每一个重要的发现,除演绎推理外,合情推理也起重要作用,合情推理与演绎推理是相辅相成的。

D:在证明一个定理之前,先得猜想、发现一个命题的内容,在完全作出证明之前,先得不断检验、完善、修改所提出的猜想,还得推测证明的思路。你先得把观察到的结

果加以综合,然后加以类比,继而一次又一次地进行尝试,在这一系列的过程中,需要充分运用的不是论证推理,而是合情推理。合情推理的实质是“发现---猜想”,著名的数学家波利亚早在1953年就大声疾呼:“让我们教猜测吧!”、“先猜后证”──这是大多数的发现之道。在解决问题时的合情推理的特征是不按逻辑程序去思考,但实际上是学生把自己的经验与逻辑推理的方法有机地整合进来的一种跳跃性的表现形式。因此在数学学习中,既要强调思维的严密性,结果的正确性,也要重视思维的直觉探索性和发现性,即应重视数学合情推理能力的培养。

“图形与证明”是初中数学的重要内容,人们需要掌握通过观察、实验、归纳、类比等获得数学猜想正确与否的原理、策略和方法,以及结合合情推理与演绎推理发展推理能力。

C:原人教版教材的内容,先学习代数,七下才开始学习几何,同时几何概念多,性质定理结论多,不容易理解,特别注重推理论证,逻辑性要求高,对一部分逻辑思维能力稍差的学生逐尽地丧失学习的兴趣与积极性,而新课程标准对几何的教学注重合情推理能力过程的培养,调动了学生主动参与的意识与积极性,引导学生自己经历观察、实验、归纳、类比的过程去发现结论、总结结论,然后证明结论。并且对问题在学生合情推理的过程中产生很多方法,有助于学生创新能力的培养,符合社会创新发展的需求。

A:加强合情推理,调整“证明”的要求,强化理性精神。课程标准要求:“经历观察、实验、猜想、证明等数学活动,发展合情推理能力。”课程标准改变传统几何偏重于演绎推理的“证明”倾向,强调合情推理与演绎推理相结合的“通过观察、实验、归纳、类比等获得数学猜想,并进一步寻求证据,给出证明或举出反例”的过程,要求学生获得数学结论应当经历合情推理——演绎推理的过程。这个加强应该特别引起我们的重视,因为这是对传统几何教学的一个挑战,是新课程空间与图形教学的一个新特色。

例1:如图,AB=AC,D、E分别是线段AC、AB上的点,且AD=AE,BD交CE

试在图中找出3对全等三角形和3

考查内容:图形分解与组合的技能,能否利用合情推理能力获得合理的数

学猜想,基本的证明能力。

例2:某学习小组在探索“各内角都相等的圆内接多边形一定为正多边形”这个命题是否成立时,进行了一些讨论。甲同学在讨论中提到了圆内接矩形;乙同学找来了这样一个几何事实:(图

一),△ABC是正三角形,==,可以证明六边形ADBECF的各内角相等。丙同学认为当边数是5时这个命题是成立的,于是他猜想边数是7时这个命题仍然成立。

(1)你认为各内角都相等的圆内接多边形一定是正多边形吗?简要叙述你的理由。

(2)请你证明,各内角都相等的圆内接七边形ABCDEFG(图二)是正七边形。

(3)根据以上探索过程,提出你的猜想(不必证明).

图一图二

考查内容:理解反例的作用,并能借助恰当的反例证明一个命题是错误的;同时也会用简单的逻辑推理证明一个命题是正确的,具备初步的合情推理能力。

A:二、如何培养学生的推理能力

B:(一)如何培养学生的合情推理能力

学生在实际的操作过程中,要不断地观察、比较、分析、推理,才能得到正确的答案。如:在圆的教学中,结合圆的轴对称性,发现垂径定理及其推论;利用圆的旋转对称性,发现圆中弧、弦、圆心角之间的关系;通过观察、度量,发现圆心角与圆周角之间的数量关系;利用直观操作,发现点与圆、直线与圆、圆与圆之间的位置关系等等。在学生通过观察、操作、变换探究出图形的性质后,还要求学生对发现的性质进行证明,使直观操作和逻辑推理有机地整合在一起,使推理论证成为学生观察、实验、探究得出结论的自然延续,这个过程中就发展了学生的合情推理能力。注意突出图形性质的探索过程,重视直观操作和逻辑推理的有机结合,通过多种手段,如观察度量、实验操作、图形变换、逻辑推理等来探索图形的性质,同时也有助于学生空间观念的形成,合情推理的方法为学生的探索提供努力的方向。

C:(二)如何培养学生的演绎推理能力

1、关注证明的基本过程和基本方法

在命题教学中,应通过生活和数学中的实例来说明什么是命题;能够区分一个简单命题的真伪,能够用反例来判定一个命题是假命题;对几何中的一些基本命题,应该要求学生能够画出相应的图形,并逐步学会用符号来表示命题。

应该使学生理解证明的基本要求,有条理地阐述自己的想法,知道推理必须有依据,证明过程的表述必须条理清楚。

D:2、掌握作为证明基础的几个基本几何事实-------公理,并在此基础上,展开对基本几何图形性质的证明,掌握综合法的证明格式和方法。

课程标准不再按原大纲以扩大的公理体系为基础,以演绎推理为主要形式的定理证明,而是学生在利用观察、实验、操作、思考等合情推理的方法对图形的性质进行研究的基础上,从几个基本事实出发,即将其视为公理,进行演绎的证明,构建了一个局部公理化的体系来证明40条左右仅限于三角形、四边形的主要性质的命题,一方面进一步认识和掌握这些性质,进而达到对几何图形性质的认识;另一方面要掌握的就是证明的基本方法和要求,能够用形式化的语言来表达证明的过程。

A:3、恰当把握证明要求。课程标准要求在练习和考试的证明中证明有关的题目难度,应与课程标准中所列的用基本事实证明40条左右命题的论证难度相当,“相似形”、“圆”的内容没有列入“图形与证明”的内容标准里,并仅限于三角形、四边形的重要性质,即“相似形”、“圆”的内容中不再要求命题的证明,降低对证明的难度、繁杂程度和证明的技巧的要求。使学生既掌握证明的基本方法,又能体会证明的意义,协调地发展推理能力。

大部分地区中考说明中对几何证明的要求是能通过观察、实验、归纳、类比等活动获得数学猜想,并寻求证明猜想的合理性;用比较规范的逻辑推理形式表达自己的演绎推理过程。

这样要求的目的,是希望学生能对基本的证明方法有所掌握,对证明必要性有所认识,它体现了义务教育阶段的数学课程理念,是数学课程面向所有学生,满足学生的未来发展的需要。

《课程标准》还提到了要让学生了解证明的必要性,这一点在教学过程中是怎么落实的?

D:4、理解证明的必要性

关于证明必要性的教学,以往我们比较忽略,其实,这是区别主动学习与被动学习的一个要点。而这一点可以通过生活、代数和几何中的具体例子使学生认识到,有些命题可以通过观察和实验得到并获得大家的认可,但也有些命题仅仅通过观察和实验是不够的,从而使学生体会证明的必要性。不一定采用告知的方式。

以下的问题都是教学时可以采用的例子。

问题二:(屏幕显示)

问题(1):当n=0,1,2,3,4,4,5时,代数式112+-n n 的值是质数吗?你能否得到结论:对于所有自然数n ,112+-n n 的值都是质数?(n=11时,112+-n n =121=1111?是合数;n=12时,112+-n n =143=1113?是合数;)

问题(2):假如用一根比地球赤道长1米的铁丝将地球赤道围起来,那么铁丝与地球赤道之间的空隙能有多大(把地球看成球形)?能放进一颗红枣吗?能放进一个拳头吗?还是连一只蚊子都钻不过去?(d=π21

≈0.16米)

在以上2个例子中,有限次的实验或者是观察或经验、直觉,都将给我们带来不一定正确的结论,只是通过严格的验证,才能得到正确的结论。

因此,仅仅通过观察、实验、猜想得到的命题并不总是正确的;有些由合情推理得到的猜测需要由特殊情形推广到一般,这就体现了证明的必要性。

C:在北师大版教材八年级(下)第六章 证明(一)第1节提出这样一个问题: 问题(3):四边形ABCD 四边的中点分别为E ,F ,G ,H ,度量四边形EFGH 的边和角,你能发现什么结论?改变四边形ABCD 的形状,还能得到类似的结论吗?你能肯定这个结论对所有的四边形ABCD 都成立吗?

这个几何问题主要让学生通过度量得出猜想,而对于任意一个四边形的中点的连线所得到的新的四边形的形状的猜想,无论我们验证多少个,虽然猜测依然成立,但我们都无法得到一个一般性的结论,只有通过证明才能实现对所有情形的验证,从中学生应该体会到证明的作用与价值。

此问题在北师大版教材九年级(上)第三章 证明(三)1.平行四边形中再次提出来,学生在猜想的基础上运用所学习的知识进行推理论证,在证明(三)2.特殊的平行四边形中又将问题拓展运用类比的方法讨论正方形、菱形、矩形的情况。

《新课程标准》中对学生的推理能力的要求既有合情推理又有演绎推理,而学生在对图形性质的探索的过程中,更多的是学习和感受了合情推理的方法和思想,获得了一

些有关的几何事实。但在数学上,只有合情推理还不够,演绎推理是数学的本质特征。只有通过演绎推理的验证,才能获得真正的数学结论。

因此,对学生来说,不仅要掌握证明的基本方法,同时也要理解证明的必要性,即证明在数学中的重要意义。

A:5、表达规范、条理是一个循序渐进的过程。

几何证明教学的目的,不应当是追求证明的技巧、证明的速度和题目的难度,而应服从于使学生养成“说理有据”的态度、尊重客观事实的精神和质疑的习惯,形成证明的意识,理解证明的必要性,体会证明的意义,经历证明的过程,领略证明的基本思想,掌握证明的基本方法等等。因此,《标准》在强调探索图形性质的基础之上,要求证明基本图形(三角形、四变形)的基本性质,降低对论证过程形式化和证明技巧的过分要求,删去繁难的几何证明题,这就既保留了传统几何中推理论证的部分要求,又明确要防止过分“形式化”的证明,从而使学生能应用不同的形式进行推理,学会“合乎逻辑地思考”。

《数学课程标准》中降低了几何证明的难度和表达的形式化要求,认为几何证明能力的培养是一个长期的过程,因而在有关空间与图形知识的学习过程中,应让学生逐步经历实验操作-----简单说理-----简单推理-------推理及其形式化地表述这样一个过程,这样就要求教师恰当把握几何证明的要求和阶段性,具体分析教学内容并对其进行恰当定位,据此展开相应的教学活动。

B:在七年级下学期第二章《平行线与相交线》,教材中提供了多种活动,使学生在探索图形性质的过程中,注重发展自身有条理的思考、表达和交流,引导学生在活动中自觉进行思考,自觉地用自己的语言说明操作的过程,并尝试解释其中的理由。

对于“说理”的学习体现循序渐进,说理要求基本控制为一步,同时鼓励学生运用自己的语言说明理由。在书写格式上不作统一要求,既可以用自然语言,也可以结合在图中标示说明,或者利用箭头等形式表示自己的思路,只要能说清楚即可,不要急于让学生书写。

如七下课本第67页做一做:

本例中示范了不同的思考与表达方式,对程度较好的学生可以增加思维深度,分析图中角与角的关系,尽可能找出所有的平行线,对困难学生利用拼摆三角尺,发现在拼摆过程中某些角之间的位置关系和大小关系,至少找出一组平行线。

再如新人教版七下5.3平行线的性质例:图5.3—3是一块梯形铁片的残余部分,量得∠A=100°,∠B=115°,梯形另外两个角分别是多少?

本例出示了基本的解题思路与步骤,而不是严格的证明,降低了学生说理的难度。

在七年级(下)第五章《三角形》中,在以直观操作的基础上,将直观与简单推理相结合,并更多地注重学生推理意识的建立和对推理过程的理解,注重学生运用自己的方式有条理地表达推理过程,学生推理意识的树立以及推理经验的积累,将为以后的证明打下基础。

D:如北师版教材和新人教版教材在对三角形内角和等于180°的学习中,都是引导学生经历将一个三角形的三个角撕下来拼在一起的操作进行观察,总结出三角形内角和等于180°的结论,然后结合图形引导学生运用所学习的知识进行说理,并没有要求进行严格的证明。

对三角形全等的判定,在探索判定条件的阶段,就应力求让学生通过活动探索获得

有关判定的条件,并关注获得判

定条件所用方法的多样性,至于

所用方法的严密性、科学性等并

不是这一阶段所要关注的核心

问题。

如北师版174页想一想

给出了小明与小颖不同的表达

方法。

B:而以上两部分知识在北师版八年级(下)的《证明(一)》中再次重现,但要求高了,要求初步掌握用综合法证明的格式,会证明两直线平行的有关判定定理、两直线平行的有关性质定理、三角形内角和定理及其推论;还要求体会推理的严谨性和结论的正确性,初步树立步步有据的推理意识,发展推理论证能力。还要注意体现研究图形问题的多种方法,关注学生处理图形问题的思维发展水平,加强相关数学内容之间的练习和综合应用。

如在本章重新学习三角形内角和等于180°时,引导学生在原来撕三角形的三个角拼图的基础上引导学生进行严格的证明。

同时可引导学生探索其它的证明方法。

① 如图1,延长BC 得到一平角∠BCD ,然后以CA 为一边,在△ABC 的外部画∠

ACE=∠A 。

② 如图2,过A 作DE ∥AB

③ 如图3,过C 作CD ∥AB 。

④如图4,在BC 边上任取一点P ,作PD ∥AB ,PE ∥AC 。

图2 图3 图4 图1 D

反思:三角形内角和定理的证明是借助于什么获得(实验、观察、添加辅平行线),平行线是以后几何中常作的辅助线。

添辅助线的技巧:通过平行线把三角形三个内角转化为平角或两平行线间的同旁内角,即把新知识转化为旧知识去解决。

而在对三角形全等的判定定理进行证明并利用它们证明其它相关结论时,我们关注的就应是证明思路是否合理、清晰,表达是否简洁、明了等,并希望学生通过严密的逻辑论证能够发现一些新的结论。因此,在教学设计中,应注意设计一些相互联系而又渐次递进的问题,让学生在这些问题的解决过程中揭示出它们之间的联系与差别。

A:6、加强几何语言的训练与培养。

几何语言是描述几何概念、反映几何性质和进行推理论证的工具.正确地理解和

表述几何语言对掌握几何概念、识别几何图形、正确推理论证,以至培养学生的各种素质,都有着极为重要的作用。在几何教学中,离不开“文字,图形,符号”这三种语言表达形式,强化“几何语言”训练是搞好入门教学的必要条件。强化训练学生及时把所学的定义、公理、定理等根据不同的图形特征,翻译成相应的几何符号语言。逐步从直观的图形语言过渡到抽象的符号语言,再由抽象的文字、符号语言返回到图形来强化理解,形成"互译"能力,为推理论证的顺利学习应用打下坚实的基础。

例:如图,小明说,沿着三条虚线对折可以将三角形ABC的三个内角集中到D处,从而可以验证三角形的内角和定理。你知道图中的E、F点是如何确定的,你能利用该图证明三角形内角和定理吗?试写出相应得已知、求证与证明过程。

考查内容:几何语言的表达能力,图形分解与组合的技能,证明基本过程的掌握情况,基本的证明能力。

C:7、对几何概念的教学注重由机械记忆转为理解与应用。

几何概念是学习几何的基础,也是培养学生数学思维品质的重要内容之一。所以

在几何教学过程中,教师要高度重视几何概念的教学.讲清几何概念,使学生正确理解和灵活运用几何概念,这无疑是提高教学质量和培养学生能力的前提条件,对几何概念的教学要注重由机械记忆转为理解与应用。

B:8、关注图形变换的思想。利用几何变换的思想来解决问题,有助于提高

学生的思维素质。以轴对称变换、平移变换、旋转变换等为工具,使证明途径更加清晰易懂,减轻学生学习与理解的负担。如七下学习全等三角形的证明如果能从变换的角度认识图形,使学生更加清晰地认识图形之间的对应关系,帮助学生理解。

D:(三)近几年中考试题的导向作用

新课改之后的中考在几何内容的考查上发生了很大的变化,能够根据新课程标准的要求来设置问题,有助于考查学生的合情推理能力与演绎推理能力。

事实上,近几年的中考中对合情推理与演绎推理的考法体现了以下的特点:

(1)单纯演绎推理的题目难度降低,位置前移,且数量减少,这是全国各地较为普遍的做法;

例1、(2008济南)19.已知:如图1,AB ∥DE ,AC ∥DF ,BE =CF .

求证:AB=DE .

(2)将合情推理与演绎推理有机融为一体加以考查; 例2、(2008北京)25.请阅读下列材料:

问题:如图1,在菱形ABC D 和菱形B E F G 中,点A B E ,,在同一条直线上,P 是线段DF 的中点,连结PG PC ,.若60ABC BEF ∠=∠= ,探究P G 与PC 的位置关系及PG

PC 的

值.

小聪同学的思路是:延长G P 交D C 于点H ,构造全等三角形,经过推理使问题得到解决.

请你参考小聪同学的思路,探究并解决下列问题:

(1)写出上面问题中线段P G 与PC 的位置关系及PG

PC 的值;

(2)将图1中的菱形B E F G 绕点B 顺时针旋转,使菱形B E F G 的对角线BF 恰好与菱形ABC D 的边AB 在同一条直线上,原问题中的其他条件不变(如图2).你在(1)中得到的两个结论是否发生变化?写出你的猜想并加以证明.

题目用视频出。画外音简单说明两个试题的特点。

(3)借助归纳与概括,侧重考查学生合情推理能力;

A B D

F

C E 第19题图1

D A B

E

F C P

G 图1 D C G P A B

F 图2

例3、(2008河北)如图14-1,A B C △的边B C 在直线l 上,A C B C ⊥,且A C B C =;E F P

△的边F P 也在直线l 上,边E F 与边A C 重合,且EF FP =.

(1)在图14-1中,请你通过观察、测量,猜想并写出A B 与A P 所满足的数量关系和位置关系;

(2)将E F P △沿直线l 向左平移到图14-2的位置时,E P 交A C 于点Q ,连结A P ,BQ .猜想并写出BQ 与A P 所满足的数量关系和位置关系,请证明你的猜想;

(3)将E F P △沿直线l 向左平移到图14-3的位置时,E P 的延长线交A C 的延长线于点Q ,连结A P ,BQ .你认为(2)中所猜想的BQ 与A P 的数量关系和位置关系还成立吗?若成立,给出证明;若不成立,请说明理由.

(4)开放、探究性问题与证明结合,考查学生综合能

力。

例4、(2008德州)已知:如图9,在A B C △中,

A B A C =,A D B C

⊥,垂足为点D ,A N 是A B C △外角C A M ∠的平分线,C E AN ⊥,垂足为点E .

(1)求证:四边形A D C E 为矩形; (2)当A B C △满足什么条件时,四边形A D C E 是一个正方形?并给出证明.

题目用视频出。画外音简单说明两个试题的特点。

从以上考题我们不难看出试题的设置遵循让学生经历观察、分析、比较、猜想得出结论之后再进行严格的证明,这就需要我们在平时的教学中要注重培养学生的合情推理能力,然后进行有理有据地说明理由。

A:(四)培养学生推理能力注意问题

1、将推理能力的培养有机地融合在数学教学中。在证明的教学中,首先应通过生活、代数和几何中的具体例子使学生认识到,有些命题可以通过观察和实验得到并获得大家的认可,但也有些命题仅仅通过观察和实验是不够的,从而使学生体会证明的必要

性;其次,应该是学生理解证明的基本要求,有条理阐述自己的想法,知道推理必须有 图9 A (E ) B C

(F ) P

l l l

B F

C 图14-1 图14-2

图14-3

依据,证明过程的表达必须条理清楚。

D:2、将推理能力的培养落实到课程标准的四个数学领域中。实际上,数学的各部分内容都是培养逻辑推理能力的良好素材. 数学家莫雷认为:“在严格的意义下说,数学是一种抽象的科学,它的各部分内容都是演绎推理地展开。”譬如,代数、三角以及算术的概念、法则、甚至计算步骤都或多或少渗透了抽象、概括、分析、推理的过程,在培养逻辑推理能力方面具有不可缺少的作用。

C:3、注意学生熟悉的生活实例发展学生的推理能

力。

例:如图,小刚站在河边的A 点处,在河的对面(小刚

的正北方向)的B 处有一电线塔,他想知道电线塔离他有多

远,于是他向正西方向走了20步到达一颗树C 处,接着再向

前走了20步到达D 处,然后他左转90°直行,当小刚看到电

线塔、树与自己现处的位置E 在一条直线时,他共走了100

步。

(1)根据题意,画出示意图;

(2)如果小刚一步大约50厘米,估计小刚在点A 处时他与电线塔的距离,并说明理由。

B:4、关注学生的层次性与差异性,利用合情推理与演绎推理的互补性发展学生的推理能力。

5、恰当利用合情推理与演绎推理处理好形象思维与抽象思维,促进它们共同发展。 C :

6、善于创造问题情境,不给结论,发展学生思维的广阔性与独立性。

例:如图,已知∠B=∠DEF ,AB=DE ,请添加一个条件使△ABC ≌△DEF ,则需添加的条件是 .

D :7、学生推理能力的培养不是老师教出来的,而是通过自己的悟才形成能力。 A :8、教材还注意渗透数学的思想方法,如由特殊结论到一般结论的归纳思想、类比、转化的思想方法等。如在证明等腰梯形的两个底角相等时,教材在分析证明思路时指出将等腰梯形的两个底角转化为等腰三角形的两个底角,从而证明其相等。

A :三、学生几何学习普遍存在的问题与应对策略

C

B:初中学生基于学生年龄的特点,学生在空间想象能力和抽象思维能力方面还不够成熟,缺乏解决几何问题的经验,学习几何的困难的较大。学生表现出的问题主要集中在以下几个方面:

1、不会读题,常常是读完题目后没有感觉,抓不住关键,也不能把一些关键词和基本图形结合起来。

2、逻辑推理不严谨,无法简明准确的表达思路。

3、对推理过程书写不合规范。不能把自己的思考写出来,或出很多错误,推理不是很严密。

4、逆向思维能力差。对于某些数学问题需要从题目的结论去思考,借助已知条件和图形应逆向猜想到结论的证明方法和所需图形。

C:5、对需要添加辅助线的证明题,往往束手无策,不会借助辅助线构造所需基本图。

6、几何语言表达不清,难于根据几何语言画出正确的图形。

7、不注重数学思想的应用。在数学学习中不领会一些数学思想,不会用数学思想,造成几何问题束手无策。

8、规范的证明过程出现较晚也是造成学生学习困难的原因。学生在学习过程中出现心里明白却写不出来的现象,就是因为例题中并没有给出规范的证明过程。

9、学生的识图能力较差,不能将已知条件和图有机结合起来。

D:因此,教学中我们可以从以下几个方面培养学生的习惯,从一些最基本的图形入手,让学生学会抓题目的关键,抓视图的感觉,以学习小组的形式让学生互相交流自己读题、读图的感受,学生之间的交流收获比教师讲解的效果要好的多。同时教师的示范作用是最关键的,常给学生讲我是怎么想的,鼓励学生多问“你怎么想的”,常和学生同时完成作业,展示给学生一个比较规范的样本,也能收到很好的效果。

A:总之,在几何教学中,我们应把证明作为探索活动的自然延续和必要发展,引导学生从问题出发,根据观察、实验结果,运用归纳、类比的方法首先得出猜想,然后再进行证明,这十分有利于学生对证明的全面理解;使用较规范的数学语言表达论证的过程,有利于学生清晰而有条理地表达自己的观点并理解他人的思想;组织学生探索证明的不同思路,并进行适当的比较和讨论,这有利于开阔学生的视野;提供一些具有实

际背景的命题,增加论证的趣味性,有助于激发学生对数学证明的兴趣和掌握综合证法的信心。

假言推理的例子

17.禄东赞巧破难题 巧媳妇智斗知府 ——要正确运用假言推理 唐朝文成公主远嫁西藏,成为汉藏两民族关系史上的一段佳话。藏王的求婚使者禄东赞,以聪明机智著称。他千里迢迢、风尘仆仆地来到长安。唐朝皇帝有意当面考一考他,给他出了三道难题,禄东赞沉着应对,名不虚传。 下面我们就来看看皇帝出的三道难题以及禄东赞巧破难题 的办法。 第一道难题:皇帝叫人把禄东赞引到有500匹马的一个马群里,让禄东赞辨认每一匹母马的亲生仔马。 禄东赞眼珠子一转,就有办法了。他叫手下人赶紧搬来许多上好的马料,让母马美美地饱餐一顿。母马吃饱喝足了,就昂头高叫,招呼着各自的小马驹去吃奶。小马驹听到母马亲切的呼唤声,欢蹦乱跳地各自向自己的母马那里窜去。于是,禄东赞就把每一匹母马的亲生仔马分辨出来了。 第二道难题:皇帝叫人拿来一颗九曲明珠和一根线,让禄东赞把线穿进弯弯曲曲的珠孔里去。 禄东赞眨了眨眼,就有主意了。他叫手下人捉来一只蚂蚁,把线粘在蚂蚁的脚上,把这只蚂蚁放在珠孔的一端,在珠孔的另一端涂上蜜糖。蚂蚁闻到蜜香,就带着线从珠孔的这一端很快地穿到有蜜糖的那一端去了。 第三道难题:皇帝叫人搬来一根两头一样粗的巨木,让禄东赞辨认哪头是根,哪头是尾。 禄东赞眉头一皱,计上心来。他懂得树木根重尾轻的道理,即刻叫手下人把这根巨木放到御河里去。这根巨木在水面上飘流了一会儿,轻的在前,重的在后。于是禄东赞就准确地指出哪头是根,哪头是尾。 禄东赞为什么能巧破难题呢?除了丰富的生活经验之外,那就是善于推理了。他用什么推理来破这三道难题呢?他用的推理形式主要是假言推理。 什么是假言推理 什么是假言推理呢? 假言推理是前提中有一个是假言判断,并且根据假言判断前

小学数学中的合情推理

小学数学中的合情推理 (2009-07-29 16:35:15) 分类:教学 标签: 杂谈 合情推理,是美籍数学家波利亚在30年代提出的概念,它是指“观察、归纳、类比、实验、联想、猜测、矫正和调控等方法”。波利亚在致力改变美国数学落后状态的工作中,大力倡导合情推理的方法,并获得成功。 在数学学科教学中,我们重视和加强了双基教学,但学生在校所学到的学科知识,随着他们离开学校,多数会逐渐忘掉,甚至有的会忘得“一干二净”。如果说“教育是所有学会的东西都忘却以后,仍然留下来的那些东西”(M?劳厄),学生学习数学获得的不仅仅是知识,除此之外,更为重要的是思想与方法。而在研究探究性学习的今天,我们的教学一直在研究如何组织和组织的形式上,对在发展过程中使用的合情推理等方法没有予以足够的重视,而这些恰恰是人的优秀文化素质的重要组成部分。再联想到有关团体对中外学生调查结果显示的中国学生科学测验成绩较差的信息,不能不使我们感到加强对合情推理能力的培养已是刻不容缓。 一、合情推理在数学能力发展中的功能和作用 《数学课程标准(实验稿)》在课程的具体目标中明确提出了“培养和发展学生的合情推理能力”。合情推理,它“是在认知过程中,主体根据自己在日常生活中积累的知识、经验,经过非演绎(或非完全演绎)的思维而得到合乎情理、理想化结论的一种推理方式”。其主要表现在:“它可能是……”(猜测),“做出来看一看”(实验),“由上所述可得……”(归纳),“将人心比自心”(类比),“可以想象”(联想)等。 合理推理与通常所说的论证推理是不相同的。论证推理是可靠的;而合情推理是根据经验、知识、直观与感觉得到的一种可能性结论的推理,它推出的结论不一定都正确,却和论证推理一样在数学和生活中都有广泛的应用。在社会生活中,医生诊断疾病,法官审判案件,军事家指挥战争,人际交往等都应用合情推理。一些科学发现的思维,也主要是合情推理:量子力学方程是猜出来的;球体公式是阿基米德“称”出来的;而现代仿生学则是类比推理在科技中应用的杰出成果。事实证明,合情推理的这两种主要推理方式…归纳?和…类比?,不受逻辑规则的约束具有强烈的创造性质,它推动了数学的进步和发展。尽管由类比、归纳得出的结论不一定正确,必须加以论证才能确立,但它在数学教学中突出发展学生创造性思维的

2.1.1推理与证明:合情推理

2.1.1合情推理 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 问题:什么叫推理? 根据一个或几个已知的判断来确定一个新的判断的思维过程就叫推理. 一、合情推理 1、归纳推理: 【1】1742年哥德巴赫(Goldbach ,1690~1764, 是德国一位中学教师,也是一位著名的数学家, 1725年当选为俄国彼得堡科学院院士)观察到: 哥德巴赫猜想:任何一个不小于6的偶数都等于两个奇质数的和. 猜想的过程:具体的材料—————>观察分析——————>猜想出一般性的结论 【2】统计初步中的用样本估计总体 通过从总体中抽取部分对象进行观测或试验,进而对整体做出推断. 【3】成语“一叶知秋” 意思是从一片树叶的凋落,知道秋天将要来到.比喻由细微的迹象看出整体形势的变化,由部分推知全体. 【4】对自然数n ,考查112 +-n n 是否为质数? 猜想:对所有的自然数n ,112+-n n 都是质数. 【5】三角形的内角和是?180,凸四边形的内角和是?360,凸五边形的内角和是?540…… 由此我们猜想:凸边形的内角和是()??-1802n 由某类事物的部分对象具有某些特性,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).特点:部分→ 整体,个别→ 一般. 1、 由铜、铁、铝、金、银等金属都能导电, 猜想:所有金属都导电. 2、又如: 131232++<,232232++<,333232++<,434232++<,5 35232++<,…. 猜想: m b m a b a ++<(m b a ,,均为正整数) 3、由数列前几项:1,3,5,7,9, ··· ,由此你猜想出第n 个数是12-n . 这就是从“部分”到“整体”,从“个别”到“一般”的归纳推理. 633,835,1055,=+=+=+1257,1477,16511,=+=+=+1002100013299786,1,93=+=+

合情推理和演绎推理》.

第十七章推理与证明 ★知识网络★ 第1讲合情推理和演绎推理 ★知识梳理★ 1.推理 根据一个或几个事实(或假设)得出一个判断,这种思维方式叫推理. 从结构上说,推理一般由两部分组成,一部分是已知的事实(或假设)叫做前提,一部分是由已知推出的判断,叫结论. 2、合情推理: 根据已有的事实,经过观察、分析、比较、联想,再进行归纳、类比,然后提出的推理叫合情推理。 合情推理可分为归纳推理和类比推理两类: (1)归纳推理: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。简言之,归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理 (2)类比推理:由两类对象具有某些类似特征和其中一类对象具有的某些已知特征,推出另一类对象也具有这些特征的推理,简言之,类比推理是由特殊到特殊的推理。 3.演绎推理: 从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论的推理叫演绎推理,简言之,演绎推理是由一般到特殊的推理。三段论是演绎推理的一般模式,它包括:(1)大前提---已知的一般原理;(2)小前提---所研究的特殊情况;(3)结论——根据一般原理,对特殊情况作出的判断。 ★重难点突破★ 重点:会用合情推理提出猜想,会用演绎推理进行推理论证,明确合情推理与演绎推理的区别与联系

难点:发现两类对象的类似特征、在部分对象中寻找共同特征或规律 重难点:利用合情推理的原理提出猜想,利用演绎推理的形式进行证明 1、归纳推理关键是要在部分对象中寻找共同特征或某种规律性 问题1< ;…. 对于任意正实数,a b ≤成立的一个条件可以是 ____. 点拨:前面所列式子的共同特征特征是被开方数之和为22,故22=+b a 2、类比推理关键是要寻找两类对象的类似特征 问题2:已知抛物线有性质:过抛物线的焦点作一直线与抛物线交于A 、B 两点,则当AB 与抛物线的对称轴垂直时,AB 的长度最短;试将上述命题类比到其他曲线,写出相应的一个真命题为 . 点拨:圆锥曲线有很多类似性质,“通径”最短是其中之一,答案可以填:过椭圆的焦点作一直 线与椭圆交于A 、B 两点,则当AB 与椭圆的长轴垂直时,AB 的长度最短(22 2||a b AB ≥) 3、运用演绎推理的推理形式(三段论)进行推理 问题3:定义[x]为不超过x 的最大整数,则[-2.1]= 点拨:“大前提”是在],(x -∞找最大整数,所以[-2.1]=-3 ★热点考点题型探析★ 考点1 合情推理 题型1 用归纳推理发现规律 [例1 ] 通过观察下列等式,猜想出一个一般性的结论,并证明结论的真假。 2 3135sin 75sin 15sin 020202= ++;23150sin 90sin 30sin 020202=++;23165sin 105sin 45sin 020202=++;23180sin 120sin 60sin 020202=++ 【解题思路】注意观察四个式子的共同特征或规律(1)结构的一致性,(2)观察角的“共性” [解析]猜想:23)60(sin sin )60(sin 02202= +++-ααα 证明:左边=2002200)60sin cos 60cos (sin sin )60sin cos 60cos (sin ααααα+++- =2 3)cos (sin 2322=+αα=右边 【名师指引】(1)先猜后证是一种常见题型 (2)归纳推理的一些常见形式:一是“具有共同特征型”,二是“递推型”,三是“循环型”(周期性) [例2 ] (09九校联考) 蜜蜂被认为是自然界中最杰出的建筑师,单个蜂 巢可以近似地看作是一个正六边形,如图为一组蜂 巢的截面图. 其中第一个图有1个蜂巢,第二个图

假言命题及推理

三、假言命题及推理 1.定义 假言推理是根据假言命题的逻辑性质进行的推理。分为充分条件假言推理,必要条件假言推理和充分必要条件假言推理三种。 2.充分条件假言推理 充分条件假言推理是根据充分条件假言命题的逻辑性质进行的推理。 充分条件假言推理有两条规则: 规则1:肯定前件,就要肯定后件;否定前件,不能否定后件。 规则2:否定后件,就要否定前件;肯定后件,不能肯定前件。 根据规则,充分条件假言推理有两个正确的形式: (1)肯定前件式 如果p,那么q p ___________ 所以,q (2)否定后件式 如果p,那么q 非q ___________ 所以,非p 例如: 1.如果谁骄傲自满,那么他就要落后;小张骄傲自满,所以,小张必定要落后。 2.如果谁得了肺炎,他就一定要发烧;小李没发烧,所以,小李没患肺炎。 例1和例2都是充分条件假言推理,前者是肯定前件式;后者是否定后件式。这两个推理都符合推理规则,所以,都是正确的。 根据规则,充分条件假言推理的否定前件式和肯定后件式都是无效的。例如: 3.如果降落的物体不受外力的影响,那么,它不会改变降落的方向;这个物体受到了外力的影响,所以,它会改变降落的方向。 4.如果赵某是走私犯,那么,他应受法律制裁;经查明,赵某确实受到了法律制裁,所以,赵某是走私犯。 例3和例4都是不正确的充分条件假言推理,因为例3违反了“否定前件,不能否定后件”的规则;例4违反了“肯定后件,不能肯定前件”的规则。 3.必要条件假言推理 必要条件假言推理是根据必要条件假言命题的逻辑性质进行的推理。 必要条件假言推理有两条规则: 规则1:否定前件,就要否定后件;肯定前件,不能肯定后件。 规则2:肯定后件,就要肯定前件;否定后件,不能否定前件。 根据规则,必要条件假言推理有两个正确的形式: (1)否定前件式 只有p,才q 非p

合情推理与演绎推理的教学案例

2.1合情推理与演绎推理导学案 一、教学目标:通过几个练习题的思考和讨论,培养学生的合情推理能力和演绎推理能力; 二、教学过程展示: 展示题组一: 1.已知:如图,点C、D在线段AB上,PC=PD,请你添加一个条件,使图中存在全等三角形,并给予证明.所添加的条件为.你得到的一对全等三角形是△≌△. 2.如图,在△ABC和△DEF中,B、E、C、F在同一条直线上,下面有四个条件,请你从其中选三个作为题设,余下的一个作为结论,写一个真命题,并证明.①AB=DE;②AC=DF;③∠ABC=∠DEF;④BE=CF. 课后练习:如图,在△AFD和△CEB中,点A、E、F、C在同一条直线上,有下面四个结论:①AD=CB;②AE=CF;③∠B=∠D;④AD∥BC.请用其中三个作为条件,余下的一个作为结论编一道数学题,并写出解答过程. 考查内容:1.从复杂图形中分解出基本的图形,能否利用合情推理能力获得合理的数学猜想。2、从图形中观察猜想,通过合情推理组成命题,然后用演绎推理验证命题的正确

性,从而正确解决问题。3.考查内容同2,课后练习巩固此类题的解决方法,进一步培养其推理能力。

展示题组二: 1、如图,M为线段AB的中点,AE与BD交于点C,∠DME =∠A=∠B=α,且DM交AC于F,ME交BC于G. (1)写出图中三对相似三角形,并证明其中的一对; (2)连结FG,如果α=45°,AB=4√2,AF=3,求FG的长. 2、图①、图②均为7×6的正方形网格,点A、B、C在格点上. (1)在图①中确定格点D,并画出以A、B、C、D为顶点的四边形,使其为轴对称图形.(画一个即可)(3分) (2)在图②中确定格点E,并画出以A、B、C、E为顶点的四边形,使其为中心对称图形.(画一个即可)

(整理)合情推理和演绎推理》.

(整理)合情推理和演 绎推理》. -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第十七章推理与证明 ★知识网络★ 第1讲合情推理和演绎推理 ★知识梳理★ 1.推理 根据一个或几个事实(或假设)得出一个判断,这种思维方式叫推理. 从结构上说,推理一般由两部分组成,一部分是已知的事实(或假设)叫做前提,一部分是由已知推出的判断,叫结论. 2、合情推理: 根据已有的事实,经过观察、分析、比较、联想,再进行归纳、类比,然后提出的推理叫合情推理。 合情推理可分为归纳推理和类比推理两类:

(1)归纳推理: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。简言之,归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理 (2)类比推理:由两类对象具有某些类似特征和其中一类对象具有的某些已知特征,推出另一类对象也具有这些特征的推理,简言之,类比推理是由特殊到特殊的推理。 3.演绎推理: 从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论的推理叫演绎推理,简言之,演绎推理是由一般到特殊的推理。三段论是演绎推理的一般模式,它包括:(1)大前提---已知的一般原理;(2)小前提---所研究的特殊情况;(3)结论——根据一般原理,对特殊情况作出的判断。 ★重难点突破★ 重点:会用合情推理提出猜想,会用演绎推理进行推理论证,明确合情推理与演绎推理的区别与联系 难点:发现两类对象的类似特征、在部分对象中寻找共同特征或规律 重难点:利用合情推理的原理提出猜想,利用演绎推理的形式进行证明 1、归纳推理关键是要在部分对象中寻找共同特征或某种规律性 问题1< ;….对于任意正实数,a b 立的一个条件可以是 ____. 点拨:前面所列式子的共同特征特征是被开方数之和为22,故22 a +b = 2、类比推理关键是要寻找两类对象的类似特征

(完整版)合情推理教案

合情推理教案 一、教学目标: (1)结合已学过的数学事例实例和生活中的实例,了解合情推理的含义。 (2)能利用归纳进行简单的推理,体会并认识合情推理在数学发现中的作用 二、教学重点、难点 1.重点:归纳推理和类比推理的理解和应用. 2.难点:合情推理的应用,尤其是类比推理的应用,能根据已知类比出一些数学结论. 三、教学方法: 启发式讲解、互动式讨论、反馈式评价的课堂教学方法。 一、归纳推理 1. 导入新课:1.举一些日常生活中常常用到的推理:如走到家门口闻到菜香,猜想已经做好饭了等。 2.介绍数学史(预习) 简单介绍课本出现的歌德巴赫猜想、费马猜想、地图的“四色猜想”、歌尼斯堡七桥猜想, 2.分析特例:问题1:你了解哥德巴赫是怎么提出猜想的吗? 歌德巴赫猜想的提出过程:3+7=10,3+17=20,13+17=30, · ····· 改写为:10=3+7,20=3+17,30=13+17.6=3+3, 8=3+5,10=5+5, 12=5+7,14=7+7,16=5+11, 18 =7+11, …,1000=29+971, 1002=139+863, ······ 歌德巴赫猜想:“任何一个不小于6的偶数都等于两个奇质数之和” 即:偶数=奇质数+奇质数 3.得出结论: 归纳推理定义: 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,或者由个别事实概栝出一般结论的推理,称为归纳推理.(简称:归纳) 归纳推理的特点 1.归纳推理是由部分到整体,由个别到一般的推理. 2.人们在进行归纳推理的时候,总是先搜集一定的事实材料,有了个别性、特殊性的事实作为前提,然后才能进行归纳推理,因此归纳推理要在观察和试验的基础上进行。 3.归纳推理能够发现新事实,获得新结论,是做出科学发现的重要手段。 归纳推理的一般步骤⑴ 对有限的资料进行观察、分析、归纳 整理 ⑵ 在此基础上提出带有规律性的结论,即猜想 (3)检验猜想 说明: 由归纳推理所获得的结论,仅仅是一种猜想,未必可靠,(如:费马猜想)但它由特殊到一般,由具体到抽象的认识性能,对于提供科学的发现方法,确实是非常有用的 4.例题 例题1:已知数列{}n a 的第1项12a =,且1(1,2,)1n n n a a n a += =+L ,试归纳出通项公式. 分析思路:试值n =1,2,3,4 → 猜想n a =1n 。 5.反馈练习1 ?L *11135f(n)=1+ +++(n N )算得f(2)=,f(4)>2,f(8)>,f(16)>3,23n 22

合情推理

合情推理 (上饶市秦峰中学朱校华2014·11·03原创)美国有一位数学家、数学教育家叫波利亚,他撰了一本论著叫《数学与猜想》,在这本书的序言中,其中有这样一段话说得特别好,他说:“作为以后要想把数学作为自己终身职业的人,应该学习演绎推理,因为这是该学科的一大特点,当然他还要学习合情推理,因为这是使得他的研究工作能够得以进行的一种推理形式;如果你不是把数学作为自己终身职业的人,同样也要学习演绎推理,因为学习了演绎推理,你就获得了一种标准,这个标准就可以用来衡量日常生活中,我们碰到的一些事情;更应该要学习合情推理,因为在你的日常生活当中,方方面面都要用到合情推理.”波利亚很辩证地说清了演绎推理和合情推理这两种推理形式,对于一个无论是以后做数学研究的人,还是不做数学研究的人,它的重要性都阐释得很充分.说明合情推理对于我们每个人来说都是很重要的!必须要掌握! 事实上,推理不光是数学的一种基本思维方式,也是人们学习和生活当中,具备并经常使用的一种思维方式,推理主要包括演绎推理和合情推理。 演绎推理是从已知的事实出发,按照一些已确定的规则,然后进行逻辑的推理、证明和计算的一个过程。换句话说,演绎推理是从一般到特殊的一种思维形式,常常是由普通性的前提推出特殊性的结论的一种推理,主要有三段论、假言推理和选言推理三种样式。在几何的证明当中,实际上都是这样一种推理的形式。下面就三种形式分别举三个例子来悟悟:①正方形一定是长方形,这个图形是正方形,所以它一定是长方形;②如果一个图形是长方形,那么它的四个内角均是直角,这个图形四个内角不是直角,所以它不是长

方形;③一个三角形,或者是锐角三角形,或者是直角三角形,或者是钝角三角形,这个三角形不是锐角三角形和钝角三角形,所以它一定是直角三角形。 来推断,以获得一些可能性结论的一种思维方式。和演绎推理对比不一样的地方在于:合情推理往往是从特殊到一般的一种推理,所以合情推理得到的结论,可能不一定是对的,通常可称之为猜想或推测,是一个可许性结论。但是合情推理在数学整个发展过程当中,包括在学生学习数学和今后的社会实践和生活当中,却是特别重要的。有两个常用思维可用来支持这个合情推理的重要性。第一个就是抽象思维,抽象的过程,是从特殊到一般的过程,很多重要概念的形成,实际上是抽象的过程,这样一个过程对于概念的认识和理解,是非常重要的;第二个就是统计思维,最基本的推理方式是归纳,当然这里面还有其他直觉的、经验的成份,包括特殊化和一般化。事实上,数学概念的形成,定理的得到,是经历了归纳、类比的过程,最后才能形成所得到的一些认知. 在人的成长过程中,不专门从事数学工作,可能很少有机会接触严格的演绎推理,但是合情推理却要经常被使用到。我们日常生活中的许多现象,其实往往都是由合情推理得来的。比如,有一句谚语叫“红云变黑云,必有大雨淋;天色亮一亮,河水涨一丈!”你说怎么用演绎的方法去证明呢,它就是由合情推理产生的,但是它却能够给我们提供生活指导与帮助。因此,平常数学学习要注重大胆地去猜想、大胆地去归纳、大胆地去验证。通过动手动脑感悟到的东西,一定要先写出来;再利用演绎的方法从逻辑上去证明;另外,合情推理和演绎推理能力的培养,许多领域里面也都会有所体现。下面给出两例予以悟之! 第一例:有关含“绝对值式”计算的系列题: a a ⑴计算=?,(显然字母a≠0,下同;答案:±1,说明“1个式子,有2个答案”!)

2.1.1合情推理—归纳推理教案1

教学目标: 1、通过对已学知识的回顾,进一步体会合情推理这种基本的分析问题法,认识归纳推理的基本方法与步骤,并把它们用于对问题的发现与解决中去。 2.归纳推理是从特殊到一般的推理方法,通常归纳的个体数目越多,越具有代表性,那么推广的一般性命题也会越可靠,它是一种发现一般性规律的重要方法。 教学重点、难点: 教学重点:了解合情推理的含义,能利用归纳进行简单的推理。 教学难点:用归纳进行推理,做出猜想。 教学过程: 一、课堂引入: 从一个或几个已知命题得出另一个新命题的思维过程称为推理。 见书上的三个推理案例,回答几个推理各有什么特点?都是由“前提”和“结论”两部分组成,但是推理的结构形式上表现出不同的特点,据此可分为合情推理与演绎推理 二、问题情境 案例1、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,所有的爬行动物都是用肺呼吸的。 案例2、三角形的内角和是180?,凸四边形的内角和是360?,凸五边形的内角和是540?由此我们猜想:凸边形的内角和是(2)180 n-?? 案例3、221222221 ,,, 331332333 +++ <<< +++ L,由此我们猜想: a a m b b m + < + (,, a b m均为正 实数) 二、学生活动 案例1、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,所有的爬行动物都是用肺呼吸的。 由此猜想:所有的爬行动物都是用肺呼吸的。 案例2、三角形的内角和是180?,凸四边形的内角和是360?,凸五边形的内角和是540?由此我们猜想:凸边形的内角和是(2)180 n-?? 由此猜想:凸n边形的内角和是 (n-2) ×1800。

合情推理--学习心得

合情推理--学习心得 情推理,是美籍数学家波利亚在30年代提出的概念,它是指“观察、归纳、类比、实验、联想、猜测、矫正和调控等方法”。波利亚在致力改变美国数学落后状态的工作中,大力倡导合情推理的方法,并获得成功。 在数学学科教学中,我们重视和加强了双基教学,但学生在校所学到的学科知识,随着他们离开学校,多数会逐渐忘掉,甚至有的会忘得“一干二净”。如果说“教育是所有学会的东西都忘却以后,仍然留下来的那些东西”(M•劳厄),学生学习数学获得的不仅仅是知识,除此之外,更为重要的是思想与方法。而在研究探究性学习的今天,我们的教学一直在研究如何组织和组织的形式上,对在发展过程中使用的合情推理等方法没有予以足够的重视,而这些恰恰是人的优秀文化素质的重要组成部分。再联想到有关团体对中外学生调查结果显示的中国学生科学测验成绩较差的信息,不能不使我们感到加强对合情推理能力的培养已是刻不容缓。一、合情推理在数学能力发展中的功能和作用 《数学课程标准(实验稿)》在课程的具体目标中明确提出了“培养和发展学生的合情推理能力”。合情推理,它“是在认知过程中,主体根据自己在日常生活中积累的知识、经验,经过非演绎(或非完全演绎)的思维而得到合乎情理、理想化结论的一种推理方式”。其主要表现在:“它可能是……”(猜测),“做出来看一看”(实验),“由上所述可得……”(归纳),“将人心比自心”(类比),“可以想象”(联想)等。 合理推理与通常所说的论证推理是不相同的。论证推理是可靠的;而合情推理是根据经验、知识、直观与感觉得到的一种可能性结论的推理,它推出的结论不一定都正确,却和论证推理一样在数学和生活中都有广泛的应用。在社会生活中,医生诊断疾病,法官审判案件,军事家指挥战争,人际交往等都应用合情推理。一些科学发现的思维,也主要是合情推理:量子力学方程是猜出来的;球体公式是阿基米德“称”出来的;而现代仿生学则是类比推理在科技中应用的杰出成果。事实证明,合情推理的这两种主要推理方式‘归纳’和‘类比’,不受逻辑规则的约束具有强烈的创造性质,它推动了数学的进步和发展。尽管由类比、归纳得出的结论不一定正确,必须加以论证才能确立,但它在数学教学中突出发展学生创造性思维的重要作用应给予充分的重视,因为小学生的认知能力擅长归纳和类比。我们在教育实践中加强合情推理能力的培养,还可以使受教育者将日常事务中积累的经验、方法用于学习,提高学习的兴趣,提高解决问题的能力。而在其中,又将那自然状态下的合情推理,提高到一个更加合理更加科学的层次,可能成为“科学发现的金钥匙”。 二、小学数学教学中合情推理能力的培养 在小学数学教学中,可以根据儿童的心理特点,结合教材内容,有意识地从以下几个方面来培养小学生的合情推理能力,从而培养学生的创造性思维。 (一)为学生的合情推理创设空间 波利亚说:“有效地应用合情推理是一种实际技能”,“要通过模仿和实践来学习它,在实践中发展合情推理能力”,因此,教师要充分发挥其主导作用,引导学生参与教学。问题情境的创设是学生参与学习的前提。把学科的内容隐入情境,提供给学生足以探索的数学材料,创设具有一定合理自由度的思维空间,要突出问题(应有一定的难度和开放性),把问题放在“需要”与“认知结构”矛盾的风口浪尖,同时也注意对学生情绪背景的创设。不仅要创设引入问题的情境,也要创设好每个环节的情境。情境的创设应满足:a.可能导致发现;b.一定的趣味性;C.便于学生参与,但要防止让学生看了书上的结论一语点破。 如:我们学习“分数的基本性质”时,可以用“猴王分饼”这一童话故事创设趣味情境;如学习“乘

合情推理──归纳推理

《合情推理─归纳推理》的评课 朱辉华 师:我们知道,“推理”活动对于人们认知客观世界和改造客观世界而言,具有非常重要的意义。所以我们有必要对“推理”的数学意义进行较深入的学习和加强。虽然,以古希腊为代表的西方数学在“推理”方面具有明显的特点与优势,但中国古代也产生了大量的、擅长“推理”的“专家”。现在请大家观看一段视频,并且在观看的同时思考一个问题:即里面所涉及的主要人物是怎样对面临的问题进行推理的? 下面的视频是三国演义中有关“草船借箭”的视频,主要演示当晚江中两军对峙的若干场景以及曹操面对“敌军忽至”的应对策略,时间为1分20秒。 师:视频中显示的主人公是谁呀? 生:曹操! 师:那“草船借箭”真正的主人公是谁? 生:诸葛亮! 师:俗话说的好:三个臭皮匠,顶个诸葛亮,下面我们来分析一下他怎么敢在周瑜面前夸下海口,保证能借到“箭”呢?有什么理由? 生:因为曹操性格是多疑的,他怀疑有埋伏,…… 老师和学生一起进一步分析,得到: ?????? ?? (1)今夜恰有大雾(2)曹操生性多疑草船借箭必将成功(3)弓弩利于远战(4)北军不擅水战 师:由上可见,诸葛亮显然是一个善于利用推理的“专家”。象这种利用几个已知的判断来确定一个新的判断,这就是我们前面所讲的“推理”。 教师下面介绍了“推理”的概念。并利用如下的“思考1”让学生学习了“推理”与“合情推理”的分类,引出了本节课的主题───归纳推理。 思考1:试根据以下前提进行猜想。 ①由铜、铁、铝、金、银等金属都能导电 ②由三角形内角和为180°,凸四边形内角和为360°,凸五边形内角和为540°。 ③地球上有生命,火星具有一些与地球类似的特征。 ④因为所有人都会死,而苏格拉底是人。 师:我们通过“思考1”的前面两个小题与屏幕上的两种推理(注:这里略去)能不能总结出“归纳推理”的某些特征。 生:很好!我们可以借此得到归纳推理的概念。即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)。这里面哪些是关键词? 生:部分对象,全部对象,个别事实,一般结论。 师:很不错!事实上归纳推理即为由部分到整体,由个别到一般的推理。这种推理在生活及学习中极为常见。大家能不能分组讨论一下,得到一些例子? 学生积极参与了讨论,也得到了一些生活以及学科上的例子,如市场的菜涨价问题、用样本去估计总体以及化学中酸与碱反应问题等等。

合情推理和演绎推理训练

合情推理和演绎推理训练

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推理与证明 ★知识网络★ 第1讲 合情推理和演绎推理 ★知识梳理★ 1.推理 根据一个或几个事实(或假设)得出一个判断,这种思维方式叫推理. 从结构上说,推理一般由两部分组成,一部分是已知的事实(或假设)叫做前提,一部分是由 已知推出的判断,叫结论. 2、合情推理: 根据已有的事实,经过观察、分析、比较、联想,再进行归纳、类比,然后提出的推理叫合情 推理。 合情推理可分为归纳推理和类比推理两类: (1)归纳推理: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。简言之,归纳推理是由部分到整体、由 个别到一般的推理 (2)类比推理:由两类对象具有某些类似特征和其中一类对象具有的某些已知特征,推出另一 类对象也具有这些特征的推理,简言之,类比推理是由特殊到特殊的推理。 3.演绎推理: 从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论的推理叫演绎推理,简言之,演绎推理是 由一般到特殊的推理。三段论是演绎推理的一般模式,它包括:(1)大前提---已知的一般 原理;(2)小前提---所研究的特殊情况;(3)结论——根据一般原理,对特殊情况作出的判 断。 ★重难点突破★ 重点:会用合情推理提出猜想,会用演绎推理进行推理论证,明确合情推理与演绎推理的区别推 理 推 证合情演绎归类直接间接 数学综 分 反

与联系 难点:发现两类对象的类似特征、在部分对象中寻找共同特征或规律 重难点:利用合情推理的原理提出猜想,利用演绎推理的形式进行证明 1、归纳推理关键是要在部分对象中寻找共同特征或某种规律性 问题1:观察:715211+<; 5.516.5211+<; 33193211-++<;…. 对于任意正实数,a b ,试写出使211a b +≤成立的一个条件可以是 ____. 点拨:前面所列式子的共同特征特征是被开方数之和为22,故22=+b a 2、类比推理关键是要寻找两类对象的类似特征 问题2:已知抛物线有性质:过抛物线的焦点作一直线与抛物线交于A 、B 两点,则当AB 与 抛物线的对称轴垂直时,AB 的长度最短;试将上述命题类比到其他曲线,写出相应的一个真 命题为 . 点拨:圆锥曲线有很多类似性质,“通径”最短是其中之一,答案可以填:过椭圆的焦点作一 直线与椭圆交于A 、B 两点,则当AB 与椭圆的长轴垂直时,AB 的长度最短(22 2||a b AB ≥) 3、运用演绎推理的推理形式(三段论)进行推理 问题3:定义[x]为不超过x的最大整数,则[-2.1]= 点拨:“大前提”是在],(x -∞找最大整数,所以[-2.1]=-3 ★热点考点题型探析★ 考点1 合情推理 题型1 用归纳推理发现规律 [例1 ] 通过观察下列等式,猜想出一个一般性的结论,并证明结论的真假。 2 3135sin 75sin 15sin 020202= ++;23150sin 90sin 30sin 020202=++;23165sin 105sin 45sin 020202=++;23180sin 120sin 60sin 020202=++ 【解题思路】注意观察四个式子的共同特征或规律(1)结构的一致性,(2)观察角的“共性” [解析]猜想:23)60(sin sin )60(sin 02202= +++-ααα 证明:左边=2002200)60sin cos 60cos (sin sin )60sin cos 60cos (sin ααααα+++- =2 3)cos (sin 2322=+αα=右边 【名师指引】(1)先猜后证是一种常见题型 (2)归纳推理的一些常见形式:一是“具有共同特征型”,二是“递推型”,三是“循环型”(周 期性) [例2 ] (09深圳九校联考) 蜜蜂被认为是自然界中最杰出的建筑师,单个蜂 巢可以近似地看作是一个正六边形,如图为一组 蜂

假言推理的例子教学提纲

假言推理的例子

17.禄东赞巧 破难题 巧媳妇智斗知府 ——要正确运用假言推理 唐朝文成公主远嫁西藏,成为汉藏两民族关系史上的一段佳话。藏王的求婚使者禄东赞,以聪明机智著 称。他千里迢迢、风尘仆仆地来到长安。唐朝皇帝有意当面考一考他,给他出了三道难题,禄东赞沉着应对,名不虚传。 下面我们就来看看皇帝出的三道难题以及禄东赞巧破难题的办法。 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢2

第一道难题:皇帝叫人把禄东赞引到有500匹马的一个马群里,让禄东赞辨认每一匹母马的亲生仔 马。 禄东赞眼珠子一转,就有办法了。他叫手下人赶紧搬来许多上好的马料,让母马美美地饱餐一 顿。母马吃饱喝足了,就昂头高叫,招呼着各自的 小马驹去吃奶。小马驹听到母马亲切的呼唤声,欢 蹦乱跳地各自向自己的母马那里窜去。于是,禄东 赞就把每一匹母马的亲生仔马分辨出来了。 第二道难题:皇帝叫人拿来一颗九曲明珠和一根线,让禄东赞把线穿进弯弯曲曲的珠孔里去。 禄东赞眨了眨眼,就有主意了。他叫手下人捉来一只蚂蚁,把线粘在蚂蚁的脚上,把这只蚂蚁放 在珠孔的一端,在珠孔的另一端涂上蜜糖。蚂蚁闻 到蜜香,就带着线从珠孔的这一端很快地穿到有蜜 糖的那一端去了。 第三道难题:皇帝叫人搬来一根两头一样粗的巨木,让禄东赞辨认哪头是根,哪头是尾。 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢3

禄东赞眉头一皱,计上心来。他懂得树木根重尾轻的道理,即刻叫手下人把这根巨木放到御河里 去。这根巨木在水面上飘流了一会儿,轻的在前, 重的在后。于是禄东赞就准确地指出哪头是根,哪 头是尾。 禄东赞为什么能巧破难题呢?除了丰富的生活经验之外,那就是善于推理了。他用什么推理来破这三道难题呢?他用的推理形式主要是假言推理。 什么是假言推理 什么是假言推理呢? 假言推理是前提中有一个是假言判断,并且根据假言判断前后件之间的关系而推出结论的推理。例如: 如果得了急性胆囊炎,那么就有腹痛现象; 小宁得了急性胆囊炎; 这就是一个假言推理。它的大前提是假言判断。“得了急性胆囊炎”是前件,“有腹痛现象”是后件,根据前后件之间的关系可以推出“有腹痛现象”的结论。 假言推理的种类 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢4

第45讲 合情推理与演绎推理

第45讲合情推理与演绎推理 1.了解合情推理的含义,能进行简单的归纳推理与类比推理. 2.了解演绎推理的重要性,掌握演绎推理的“三段论”,能运用“三段论”进行简单的演绎推理. 3.了解合情推理与演绎推理之间的联系与差异. 知识梳理 1.合情推理 (1)归纳推理: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,或者由个别事物概括出一般结论的推理.归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理. (2)类比推理: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.类比推理是由特殊到特殊的推理. (3)合情推理: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. 2.演绎推理 (1)从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,我们把这种推理称为演绎推理,演绎推理是由一般到特殊的推理. (2)三段论是演绎推理的一般模式,包括: ①大前提——已知的一般原理; ②小前提——所研究的特殊情况; ③结论——根据一般原理,对特殊情况做出的判断. 热身练习 1.(2015·陕西卷)观察下列等式:

1-12=12 , 1-12+13-14=13+14 , 1-12+13-14+15-16=14+15+16, …… 据此规律,第n 个等式为 1-12+13-14+…+12n -1-12n =1n +1+1n +2+…+1 2n . 等式左边是一个和式,先观察其通项: 等式的左边的通项为 12n -1-12n , 前n 项和为1-12+13-14+…+12n -1-1 2n ; 右边的每个式子的第一项为1 n +1 , 共有n 项,故为1n +1+1n +2+…+1 n +n . 所以第n 个等式为1-12+13-14+…+12n -1-12n =1n +1+1n +2+…+1 2n . 2 类比得:b 1·b 2·b 3·b 4·b 5=b 53. 3.如图(1)有面积关系:S △P A ′B ′S △P AB =P A ′·PB ′P A ·PB ,则由图(2)有体积关系:V P -A ′B ′C ′ V P -ABC = P A ′·PB ′·PC ′ P A ·PB ·PC . 平面上的面积可类比到空间上的体积. V P -A ′B ′C ′V P -ABC =1 3·S △P A ′B ′·h ′13·S △P AB ·h =P A ′·PB ′·PC ′P A ·PB ·PC .

合情推理与演绎推理

合情推理与演绎推理

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合情推理与演绎推理 目标要求:1.了解合情推理的含义,能利用归纳和类比等进行简单的推理,了解合情推理在数学发展中的作用.2.了解演绎推理的重要性,掌握演绎推理的基本模式,并能运用它们进行一些简单推理.3.了解合情推理和演绎推理之间的联系和差异. 考查角度[合情推理] 1.(2014·课标全国卷Ⅰ)甲、乙、丙三位同学被问到是否去过A,B,C三个城市时, 甲说:我去过的城市比乙多,但没去过B城市; 乙说:我没去过C城市; 丙说:我们三人去过同一城市. 由此可判断乙去过的城市为________. 解:由题意可推断:甲没去过B城市,但比乙去的城市多,而丙说“三人去过同一城市”,说明甲去过A,C城市,而乙没去过C城市,说明乙去过城市A,由此可知,乙去过的城市为A. 【答案】 A 2.(2013·陕西高考)观察下列等式: (1+1)=2×1, (2+1)(2+2)=22×1×3, (3+1)(3+2)(3+3)=23×1×3×5, …… 照此规律,第n个等式可为________. 解:从给出的规律可看出,左边的连乘式中,连乘式个数以及每个

连乘式中的第一个加数与右边连乘式中第一个乘数的指数保持一致,其中左边连乘式中第二个加数从1开始,逐项加1递增,右边连乘式中从第二个乘数开始,组成以1为首项,2为公差的等差数列,项数与第几等式保持一致,则照此规律,第n个等式可为(n+1)(n+2)…(n+n)=2n×1×3×…×(2n-1). 【答案】(n+1)(n+2)…(n+n)=2n×1×3×…×(2n-1) 3.(2013·湖北高考)古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数.如三角形数1,3,6,10,…,第n个三角形数为错误!=1 2+错误!n.记第n个k边形数为N(n,k)(k≥3),以下列出了部分k 2n 边形数中第n个数的表达式: 三角形数N(n,3)=错误!n2+错误!n, 正方形数N(n,4)=n2, 五边形数N(n,5)=错误!n2-错误!n, 六边形数N(n,6)=2n2-n, …… 可以推测N(n,k)的表达式,由此计算N(10,24)=________. 解:由N(n,4)=n2,N(n,6)=2n2-n,…,可以推测:当k为偶数时,N (n,k)=错误!n2-错误!n,于是N(n,24)=11n2-10n.故N (10,24)=11×102-10×10=1000. 【答案】 1 000

合情推理典型例题(一)

合情推理典型例题(一) 知识点提示: 1. 归纳推理:由某类事物的部分对象具有某种特征,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。 2. 类比推理: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。 3. 合情推理: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。 4. 演绎推理:从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,我们把这种推理称为演绎推理。 5. 总结: (1)归纳推理:由个别到一般 (2)类比推理:由特殊到特殊 (3)合情推理:猜想(不一定正确) (4)演绎推理:由一般到特殊 [例1] 在数列中,,试猜想这个数列的通项公式。 分析:根据已知条件和递推关系,先求出数列的前几项,然后总结归纳其中的规律,写出其通项。 解:中,,…… ∴的通项公式 [例2] 顺次计算数列:1,1+2+1,1+2+3+2+1,1+2+3+4+3+2+1,……的前4项的值,由此猜测:结果。 解:1=121+2+1=4=221+2+3+2+1=9=321+2+3+4+3+2+1=16=42 从而猜想: [例3] 已知(n=1、2、……),,试归纳这个数列的通项公式。 解: [例4] 在中,若∠C=90°,则,则在立体几何中,给出四面体性质的猜想。 分析:考虑到平面中的图形是直角三角形,所以我们在空间选取有3个面两两垂直的四面体P—ABC,且三个面与面ABC所成的二面角分别是。 解:如图,在中,

于是把结论类比到四面体P—ABC中,我们猜想,三棱锥P—ABC中,若三个侧面PAB、PBC、PCA两两互相垂直且分别与底面所成的角为。 由此可猜想出四面体性质为: [例5] 已知:;。 通过观察上述两等式的规律,请你写出一般性的命题:=(*)并给出(*)式的证明。 一般形式: 证明:左边 右边∴原式得证(将一般形式写成 等均正确)

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