反证法是数学中重要的证明方法. 人教版的初中教材介绍了这一方法;但是,中考数学很少用到反证法。因此,在开始高中的学习前复习一下反证法,是很有好处的.
证明
是无理数
是人类最早发现的无理数。无理数与有理数的区别在于:任何一个有理数,必定可以表示为两个整数的比值。就是说,对于任意的有理数
, 必定存在整数
, 使得:
. 而对于
则不可能找到这样的整数.
求证: 不是有理数。
【证明】
假设 是有理数,则存在一对互质的整数
使得
,于是:
∴ 是偶数,∴
是偶数,
∴ ,
是另外一个整数,
∴ ,
,
∴ 是偶数,
∴ 是偶数,
是
的公因数.
这就与前面的假设冲突.
∴ 不可能用两个整数之比表示. 证明完毕.
证明:素数(也就是质数)的数量是无限的。
提示:用反证法。
【证明】
假设素数的数量是有限的,则可以整理一份从小到大排列的素数清单:
代表最大的素数,凡是大于它的数,都是合数;都可以用清单内的素数的乘积表示.
令 ,
则 ,
显然, 不可以被以上清单内的任何一个素数整除,也就无法用清单内的素数的乘积表示.
所以,前述的假设 “素数数量有限” 不能成立.
证明完毕.
【提炼与提高】
无法表示为两个整数的比值.
不存在最大的素数.
这两个命题是古希腊人的重要遗产,同时,也是反证法的经典例子. 类似这样既基本又重要的知识,每个想上大学的年轻人都必须要牢记.
关于反证法,从教版的教科书中这样描述:
不是直接从命题的已知得出结论,而是假设命题的结论不成立,由此经过推理得出矛盾,由矛盾断定所作假设不正确,从而得到原命题成立. 这种方法叫做反证法.
教科书用一个几何命题作实例,介绍了反证法. 详情请看:《九年级上册》第二十四章第2节.