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1、
歸納推理與類比推理異同點(diǎn)比較
合情推理是數(shù)學(xué)的基本思維過程,也是人們學(xué)習(xí)和生活中經(jīng)常使用的思維方式.在解決問題的過程中,合情推理具有猜側(cè)和發(fā)表結(jié)論,探索和提供思路的作用.有利于創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng).在能力高考的要求下,推理方法就顯得更加重要.在復(fù)習(xí)中要把推理方法形成自己的解決問題的意識(shí),使得問題的解決有章有法,得心應(yīng)手.合情推理包括歸納推理和類比推理.
一.歸納推理和類比推理的聯(lián)系:
歸納推理與類比推理都是根據(jù)已有的事實(shí),經(jīng)過觀察、分析、比較、聯(lián)想,再進(jìn)行歸納、類比,然后提出猜想的推理.由這兩種推理得到的結(jié)論都不一定正確,其正確性有待進(jìn)一步證明.
二.歸納推理和類比推理的區(qū)別:
(
2、一) 歸納推理
1.歸納推理定義: 由某類事物的部分對(duì)象具有某些特征,推出該類事物的全部對(duì)象都具有這些特征的推理,或者由個(gè)別事實(shí)概括出一般結(jié)論的推理,稱為歸納推理(簡稱歸納).簡言之,歸納推理是由部分到整體、由個(gè)別到一般的推理.
說明:歸納推理的思維過程大致如下:
2.歸納推理的特點(diǎn):
(1)歸納推理的前提是幾個(gè)已知的特殊現(xiàn)象,歸納所得的結(jié)論是尚屬未知的一般現(xiàn)象,該結(jié)論超越了前提所包容的范圍.
(2)由歸納推理得到的結(jié)論具有猜測(cè)的性質(zhì),結(jié)論是否真實(shí),還需經(jīng)過邏輯證明和實(shí)踐檢驗(yàn).因此,它不能作為數(shù)學(xué)證明的工具.
(3)歸納推理是一種具有創(chuàng)造性的推理.通過歸納推理
3、得到的猜想,可以作為進(jìn)一步研究的起點(diǎn),幫助人們發(fā)現(xiàn)問題和提出問題.
歸納推理是從個(gè)別事實(shí)中概括出一般原理的一種推理模型,歸納推理包括不完全歸納法和完全歸納法.
3.歸納推理的一般步驟:
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①通過觀察個(gè)別情況發(fā)現(xiàn)某些相同本質(zhì);
②從已知的相同性質(zhì)中推出一個(gè)明確表達(dá)的一般性命題.
說明:歸納推理基于觀察和實(shí)驗(yàn),像“瑞雪兆豐年”等農(nóng)諺一樣,是人們根據(jù)長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸納的結(jié)果.物理學(xué)中的波義耳—馬略特定律、化學(xué)中的門捷列夫元素周期表、天文學(xué)中開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律等,也都是在實(shí)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上,通過歸納發(fā)現(xiàn)的.
(二).類比推理(以下簡稱類比)
1.類比推理定義:
4、由兩類對(duì)象具有某些類似特征和其中一類對(duì)象的某些已知特征,推出另一類對(duì)象也具有這些特征的推理稱為類比推理(簡稱類比).簡言之,類比推理是由特殊到特殊的推理.
2. 類比推理的一般步驟:
①找出兩類事物之間的相似性或一致性;
②用一類事物的性質(zhì)去推測(cè)另一類事物的性質(zhì),得出一個(gè)明確的命題(猜想).
3.說明:類比推理的思維過程大致如下圖所示:
類比推理是在兩類不同的事物之間進(jìn)行對(duì)比,找出若干相同或相似點(diǎn)之后,推測(cè)在其他方面也可以存在相同或相似之處的一種推理模式.類比推理不象歸納推理那樣局限于同類事物, 同時(shí),類比推理比歸納推理更富于想像,因而也就更具有創(chuàng)造性. 人類在科學(xué)研究中建立的不
5、少假說和教學(xué)中許多重要的定理,公式都是通過類比提出來的,工程技術(shù)中許多創(chuàng)造和發(fā)明也是在類比推理的啟迪下而獲得的.因此,類比推理已成為人類發(fā)現(xiàn)發(fā)明的重要工具.
例1. 如圖,①,②,③,…是由花盆擺成的圖案,根據(jù)圖中花盆擺放的規(guī)律,第n個(gè)圖形中的花盆數(shù)an= .
【答案】 an=3n2-3n+1.
【解析】仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn):圖案①的花盆數(shù)為:1個(gè), a1=1; 圖案②的花盆中間數(shù)為3,上下兩行都是2個(gè), a2=2+3+2; 圖案③的花盆中間數(shù)為5,上面兩行由下到上分別遞減1個(gè),而且關(guān)于中間行上下對(duì)稱, a3=3+4+5+4+3;……;可以猜想: 第n個(gè)圖形中的花盆中
6、間數(shù)為2n-1,上面每行由下到上分別遞減1個(gè),最上面有n個(gè),而且關(guān)于中間行上下對(duì)稱,因此an=n+(n+1)+…+(2n-1)+…+(n+1) + n=3n2-3n+1.
【評(píng)析】上例是利用歸納推理解決問題的.歸納推理分為完全歸納和不完全歸納,由歸納推理所得的結(jié)論雖然未必是可靠的,但它由特殊到一般,由具體到抽象的認(rèn)識(shí)功能,對(duì)科學(xué)的發(fā)現(xiàn)是十分有用的.觀察、實(shí)驗(yàn),對(duì)有限的資料作歸納整理,提出帶有規(guī)律性的說法,乃是科學(xué)研究的最基本的方法之一.
例2.如圖,過四面體V-ABC的底面上任一點(diǎn)O分別作OA1∥VA,OB1∥VB,OC1∥VC,A1,B1,C1分別是所作直線與側(cè)面交點(diǎn).
求證:為定值
7、.
分析 考慮平面上的類似命題:“過△ABC(底)邊 AB上任一點(diǎn)O分別作OA1∥AC,OB1∥BC,分別交BC、AC于A1、B1,求證為定值”.這一命題利用相似三角形性質(zhì)很容易推出其為定值1.另外,過A、O分別作BC垂線,過B、O分別作AC垂線,則用面積法也不難證明定值為1.于是類比到空間圍形,也可用兩種方法證明其定值為1.
證明:如圖,設(shè)平面OA1 VA∩BC=M,平面OB1 VB∩AC=N,平面OC1 VC∩AB=L,則有△MOA1∽△MAV,△NOB1∽△NBV,△LOC1 ∽△ LCV.得
=。
在底面△ABC中,由于AM、BN、CL交于一點(diǎn)O,用面積法易證得:
=1。∴=1。
【知識(shí)小結(jié)】類比推理是根據(jù)兩個(gè)對(duì)象有一部分屬性類似,推出這兩個(gè)對(duì)象的其他屬性亦類似的一種推理方法,例如我們拿分式同分?jǐn)?shù)來類比,平面幾何與立體幾何中的某些對(duì)象類比等等.我們必須清楚類比并不是論證,它可以幫助我們發(fā)現(xiàn)真理.
通俗地說,合情推理是指“合乎情理”的推理.?dāng)?shù)學(xué)研究中,得到一個(gè)新結(jié)論之前,合情推理常常能幫助我們猜測(cè)和發(fā)現(xiàn)結(jié)論;證明一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)論之前,合情推理常常能為我們提供證明的思路和方向.
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