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好题解析:正难则反,利用反证法证明无理数
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2022.12.19 黑龙江

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先来看看今天的题目:

这是一道初中数学竞赛的题目,考查有理数和无理数的性质及证明。

在一般的考试中,是不太会出现这种题目的,

但反证法在数学证明中也是很常用的。

我们一起来看看这道题目,

已知条件很简单,x和y都是有理数,根号x和根号y是无理数,

让我们证明根号x加上根号y的结果是无理数,

在证明这道题题之前,我们得有这样的知识储备:

两个有理数经过加、减、乘、除运算之后,结果还是有理数;

两个无理数经过加、减、乘、除运算之后,结果可能是有理数,也可能是无理数。

对于这道题目,该如何来证明了,

就题目目前的条件来看,

按照常规的思路,从已知条件出发向结果去推进很有难度,

甚至是无从下手,

那么该怎么去证明呢?

别忘了虽然不常用,但关键时候很好用的反证法

对于一些按常规思路去证明比较困难的题目,我们可以考虑用反证法来证明,也就是“正难则反“,

怎么用反证法呢?

先从要证明的结论的反面入手,

不是要我们证明根号x加上根号y的结果是无理数,

假设根号x加上根号y的结果是有理数

这是反证法的第一步,也是很关键的一步,

接着,我们就可以在假设的基础之上进行下一步的运算和证明,直到得到与题目已知条件相悖也是就相反的结论时,

就可以证明假设是不成立的,

既然假设不成立,

那么原来的结论就应该是成立的。

我们来看看接下来的过程和思路,

在假设号x加上根号y的结果是有理数的基础上,

我们想到了根式有理化,

号x加上根号y)乘以根号x减去根号y),得到x-y,

因为假设的号x加上根号y是有理数,

两个有理数x和y的和也是有理数,

则可以得到号x减去根号y也是有理数这个结论,

接着,我们用(号x加上根号y)减去(根号x减去根号y),

得到2倍的根号x,

因为假设的号x加上根号y)是有理数,

在此基础上证明了根号x减去根号y)是有理数,

因此他们相加的结果也必然是有理数,

于是就得到了根号x为有理数这个结论,

但我们发现,题目中已经明确了根号x是无理数,

所以这个假设的基础上,我们得到了一个与已知条件相悖的结论,

所以假设不成立,也就是号x加上根号y是有理数不成立,

那么,就可以得到号x加上根号y是无理数。

这道题所运用的方法和思路在我们的学习中会经常用到,

关键字就是四个:正难则反’

思路就是,先假设结论不成立,也就是假设一个跟需要证明的结论刚好相反的结论,这个假设的基础上进行运算和证明,最终得到一个 已知条件相反的结论,就可以证明假设不成立,也就可以证明原结论成立。

视频讲解:

END


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