1、例谈反证法在解题中的应用反证法是一种间接证法.它是数学学习中一种很重要的证题方法.反证法证题的步骤大致分为三步:(1)反设:作出与求证的结论相反的假设;(2)归谬:由反设出发,导出矛盾结果;(3)作出结论:证明了反设不能成立,从而证明了所求证的结论成立.其中,导出矛盾是关键,通常有以下几种途径:与已知矛盾,与公理、定理矛盾,与假设矛盾,自相矛盾等.一、证明“至多”或“至少”问题例 1 已知函数 对其定义域内的任意两个实数 ,当 时,都有()fx ab且求证:至多有一个实数 使得 ()fabx()0f证明:假设存在两个不等实数 ,使得 12且12()0xf()不妨设 ,由条件可知 ,与 式矛盾1
2、2x()ff)故至多有一个实数 使得 x0二、证明“不可能”问题例 2 给定实数 ,且 ,设函数 ,求证:0a且1a11()xyxaaR且经过这个函数图象上任意两个不同的点的直线不平行于 轴证明:假设函数图象上存在两点 ,使得直线 平行于 轴12M且12Mx设 且 由 ,12()()Mxyxy且12x120k得 ,121221()aaxxx解得 与已知 矛盾故经过这个函数图象上任意两个不同的点的直线不平行于 x 轴.例 3 双曲线 的两支为 ,正三角形 的三顶点位于此双曲线1xy12C且PQR上求证: 不可能在双曲线的同一支上PQR且证明:假设正三角形的三顶点 位于双曲线同一支如 上,其坐标P
3、QR且 1C分别为 ,不妨设 ,则一定有 123()()xyxy且 1230x230y于是 2PQR2 222213131313()()()()()()xxyyy22220y因此, 这说明 是钝角三角形,与 为正三角形PQRPQR PQR矛盾故 不可能在双曲线的同一支上且三、证明“存在性”或“唯一性”问题例 4 已知函数 的图象过点 问是否存在常数 ,2()fxabc(10)且 abc且使不等式 对一切实数 都成立?若存在,求出 的值;1xf x且若不存在,说明理由解:假设存在符合条件的 abc且的图象过 ,()fx (10)且,即 1 c又 对一切实数都成立,2()fx 令 ,则 1x21()abc , , abc 21()fxa由 得2()1)fx且且 210xaax, 据题意,对于任意实数 , 与 都成立x 对于 ,若 ,则 ,不合题意;若 ,欲使 的解集为 ,则 0a1 0a R需 即 解得 0a且 1402a且且 14a对于 ,再考虑 ,把 代入 ,得 ,其解集为 210x R所以,存在满足条件的 ,其中 abc且 4acb且