高等数学证明方法

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(3)反证法这种证法是从反面考虑问题。先假设在已知条件成立的情况下,要证的结论不成立,而后从已知条件出发,运用基本概念和基本定理,通过逻辑推理导出矛盾(或与已知条件矛盾;或与某一已知概念、公式、公理、定理等矛盾;或自相矛盾等),这样则否定假设,从而肯定原结论正确。例如,证明不是的多项式.事实上,利用反证法,设是的多项式,不妨记此多项式为次多项式,即,则有于是次多项式有无穷多个不同实根,这与次多项式最多只有个不同实根相矛盾,由此证明了不是的多项式.又如,证明不存在(为自然数).事实上,利用反证法,假设存在且设,则有又因为所以有故这与产生矛盾,因此不存在.(2)分析法这种方法基本思路是逆着想。先假设结论正确,运用已有的定义、定理、公式、性质,从后向前一步一步地分析,直至推出已知条件,即由结论找需知,再找需知,……,直至已知。这种“执果溯因”的方法,叫做分析法。分析法是探求证题途径的重要方法之一。它的优点在于思考过程比较自然,目的明确,较为容易找到证明的思路,但缺点是分析的过程叙述起来往往比较繁琐,因而过程多在草稿纸上进行,不正式写出。在实际解题时,特别对于一些较难的问题,常常先用分析法寻找解题的途径,然后再用综合法叙述解题过程,这种方法也可叫做分析综合法。例如,设在时连续,且;而在时有单调递增导数,试证在时是单调递增的。事实上,欲证为单调递增,只需证明就行了,而由于因此就归结为证明.利用拉格朗日中值定理及已知条件,有单调递增因此在时是单调递增的.又如,用极限定义证明一数列或函数有已知极限时,多采用分析综合法证明。比如证明,其方法如下:,欲使不等式成立,由所以只需,即成立.取,于是当时,就有,从而保证了希望的不等式成立.综合以上分析,就有,当时,,根据极限定义,有高等数学中研究基本理论的主要方法是证明问题,证明问题的方法没有固定的程序,证题的技巧又灵活多样,因而和一般计算题比较难度较高,不易掌握。下面介绍几种常用的证明方法,以便在寻求基本思路和探索规律方面起到一定一定的引导作用,尽可能减少盲目性,提高自觉性。(1)综合法这种方法的基本思路是顺着想。由已知条件出发,运用已有的定义、定理、公式、性质推导出所要求的结论。即由条件推可知,再推可知,……,直到结论。这种“由因导果”的方法,叫做综合法。运用综合法证明问题最广泛,但在使用这种方法时,必须注意充分与必要的关系,每一步都要明确是由什么命题推证什么命题,依据是什么,这种特点充分表现了数学的严密性和逻辑性。例如,设,证明.事实上,由已知条件可知序列有递推关系式:当时,因有所以为递减有界序列,故.再对递推关系式关于取极限,得,解出;当时,令,则,而所以又如,若函数对任意实数有且,证明.事实上,由已知条件:不会恒为零,由上式可得.因此就有

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