在数学方法中,我们经常使用一种叫做“反证法”的推理方式来论证一个命题,也就是说,我们首先假设这个命题不成立,通过推理得出一个明显的矛盾结果,得出结论说原假设是错误的,原命题是成立的。
模板以一个小故事来解释了“反证法”的思想。故事中有三个古希腊哲学家,当他们醒来时发现彼此的前额涂黑了,初始时,每个人以为是其他两人在互相取笑,直到其中一个人发现自己的前额也涂黑了。那么他是怎么觉察到的呢?
为了解答这个问题,可以用甲、乙、丙分别代表三个科学家,并假设甲已经发现自己的脸涂黑了。甲这样思考:如果我的脸没有涂黑,那么乙能够看到我的脸没有涂黑(这对于丙也是一样的),既然乙看到了我的脸没有涂黑,同时他也认为他的脸没有涂黑,那么乙就应该对丙的发笑感到奇怪。因为在这种情况下,丙就没有可笑的理由了,然而事实是乙对丙的发笑并不感到奇怪,所以乙认为丙在笑我,由此可知,我的脸也涂黑了。
这个故事中的甲并没有直接看到自己的脸是否涂黑,而是通过观察乙和丙的表情,进行推理和思考,最终得出自己的脸涂黑了的结论。这就是一种间接的证明方法,也是反证法的一种应用。
总而言之,反证法是一种通过说明一个命题的反面是错误的,推断这个命题本身是正确的证明方法,在数学中,这种方法是不可缺少的。
数学方法:小故事中的“反证法”思想思维导图模板大纲
导语:反证法(又称归谬法、背理法)是一种论证方式,他首先假设某命题不成立(即在原命题的条件下,结论不成立),然后推理出明显矛盾的结果,从而下结论说原假设不成立,原命题得证。
三个古希腊哲学家,由于争论和天气炎热感到疲倦了,于是在花园里的一棵大树下躺下来休息一会,结果都睡着了。这时一个爱开玩笑的人用炭涂黑了他们的前额。三个人醒来以后,彼此看了看,都笑了起来。但这并没引起他们之中任何一个人的担心,因为每个人都以为是其他两人在互相取笑。这时其中有一个突然不笑了,因为他发觉自己的前额也给涂黑了。那么他是怎样觉察到的呢?你能想出来吗?
答案:为了方便,用甲、乙、丙分别代表三个科学家,并不妨设甲已发觉自己的脸给涂黑了。那么甲这样想:"我们三个人都可以认为自己的脸没被涂黑,如果我的脸没被涂黑,那么乙能看到(当然对于丙也是一样),乙既然看到了我的脸没给涂黑,同时他又认为他的脸也没给涂黑,那么乙就应该对丙的发笑而感到奇怪。因为在这种情况下(甲、乙的脸都是干净的),丙是没有可笑的理由了。然而现在的事实是乙对丙的发笑并不感到奇怪,可见乙是在认为丙在笑我。由此可知,我的脸也给涂黑了。
这里应着重指出的是,甲并没有直接看到自己的脸是否给涂黑了,他是根据乙、丙两人的表情进行分析、思考,而说明了自己的脸给涂黑了。简单地说,甲是通过说明脸被涂黑了的反面-没被涂黑是错误的,从而觉察了自己的脸被涂黑了。因此这是一种间接的证明方法。显然这种证明方法也是不可缺少的。
像这样,为了说明某一个结论是正确的,但不从正面直接说明,而是通过说明它的反面是错误的,从而断定它本身是正确的方法,就叫做"反证法".