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数学证明与趣谈一、什么做证明二、证明的几种理解三、无字证明四、证明趣事五、证明的小结一、什么做证明?《辞海》:“根据已知真实的判断来确定某一判断的真实性的思维形式。”根据某个或某些真实的数学命题和概念,断定另一数学命题的真实性的推理过程叫做数学证明。数学证明是指数学的逻辑证明,它是数学科学的一大特点。数学证明的组成任何证明都由论题、论据和论证三部分组成。论题——待证明的论题命题论据——用于证明的一论据系列判断论证——把论题和论据联系起来的一系列推理说它容易,是因为一般书本,尤其是西方的著述,都公认数学证明始于公元前六世纪。据说当时的希腊数学家、哲学家泰勒斯(Thales)证明了几条几何定理,包括如直径把圆平分、等腰三角形的底角相等、对顶角相等之类。到了公元前4世纪,欧几里得写成了不朽巨著《几何原本》。他从一些基本定义与公理出发,以合乎逻辑的演绎手法推导出四百多条定理,从而奠定了数学证明的模式,成为后世宗师。萧文强,数学证明,江苏教育出版社,1990年07月第1版,如果没有严格的证明,则不能信服一事物是可能的还是不可能的。数学家曾证明了一系列可能的事和不可能的事。对于其它科学,如果也能像数学那样严格地进行推理和证明,则必将最终发现许多看上去可能的事其实是不可能的。莫里兹,数学的本性,P118二、证明的几种理解数学的证明与科学的证明之间存在着深刻的差别.这种差别是理解自毕达哥拉斯以来每个数学家工作的关键。经典数学的证明方法是,从一系列公理、定义出发,通过逻辑论证,一步一步地得到某个结论.如果公理是正确的,逻辑又没有缺陷,那么得到的结论将是不可否定的。这个结论就是一个定理。数学证明依靠这一逻辑过程,而且一个定理一经证明就永远是对的.科学的证明依赖于观察、实验和理解力。而这两者都是容易出错的,从而它只能提供近似真理的概念.即使人们最为普遍地接受了的科学证明中也总存在着可疑的成分,而在另外—些场合,这种理论最终会被证明是错的,这就导致科学上的革命。数学证明与科学证明有着本质的判别在物理学中,—个假设被提出来,用以解释某一类物理现象如果对物理现象的观察与这个假设相符,就成为这个假设成立的证据。进而,这个假设不仅能描述已知的现象,而且能预见新的结果.如果它再次成功,那么就有更多的证据支持这个假设最终,证据的数量可能达到压倒的程度,这个假设就作为一个理论而被接受.数学证明与上不同,数学证明具有绝对的意义,是无可怀疑的。毕达哥拉斯公元前500年证明的定理,今天依然正确。数学不依赖于容易出错的实验证据,而是立足于逻辑。数学的机械证明如几何定理的机械证明,吴文俊、张景中等数学家做了大量工作,解决了等式型或不等型的机器证明。几何的机器证明一般分三个步骤:1.从几何公理系统出发,引进坐标系统,使任意几何定理的证明问题成为纯代数问题(几何的代数化与坐标化)。2.整理几何定理假设部分的代数关系式,依照确定步骤,验证终结部分的代数关系式是否可以从假设部分的代数关系式推出(几何的机械化)。3.依据第二步中确定步骤编成程序,在计算机上实施,以得出定理是否成立的最后结论。即公理化一代数化一坐标化一机械化。丁石孙数学与教育,湖南教育出版社1998年04月第2版P112三、无字证明中学数学杂志1992(8)中学数学教与学,1992(4)婆什迦罗用图去解释勾股定理如魏晋人赵爽注《周髀算经》弦图一样最后写一句“看呀!”便不再说什么了。萧文强,《数学证明》,1990年07月第1版,几千年的数学史表明,直观的、物理的方式早于形式演绎方式。正如美国数学史家克莱因所说的:很久以前数学家就知道直觉的可靠性要胜过逻辑的可靠性。数学命题的直观证明就是使用知觉来确认论据的正确性与真实性,易于与人的经验相结合,所需的数学基础知识较少。案例2“驴桥在此,愚者莫过”原来欧几里得的《几何原本》是牛津大学的教科书,这个书第一篇中给出36个定义,再给出5个公设和5个公理,接着叙述了48个命题(定理).其中命题五就是所谓“驴桥”问题:等腰三角形底角必相等。这个定理现在证法很简单;引顶角的平分线是在后面才提到。于是,欧儿里德只能用前面的四个命题来证明,因此是长长一大篇,绝大部分学生到此就看不懂了,因此命题五就成为“笨蛋的难关”。李小军“数学与数学家趣事”郭彬彩,王庆东,侯海军,数学史与数学家,西安地图出版社,2002.07,P52案例370年代初,美国的东方民航公司登了一则广告,大字标题是“咖啡、茶、还是飞机?”颇吸引人,广告效果好:“如果我们在短程航机上供应饮品,便不能让你如上公共汽车一样随来随上飞机了。”接着证明:“如果我们在短程航机上供应饮品,服务员便没有时间在飞机上卖票;服务员没