Нисходящииaнanuз (анализ Евклида). При нисходя- щем анализе рассуждения также начинают с заключения теоремы, однако подбирают уже не достаточные, а необхо- димые условия. Выведение необходимых условий продол- жают до тех пор, пока не придут к очевидному следствию, представляющему собой или условие теоремы, или ранее изученное предложение. Если окажется возможным прове- сти рассуждения в обратном порядке, при котором условие теоремы или очевидное предложение выступают отправной посылкой, то получим искомое доказательство.
Рассмотрим пример.
Доказать, uтo при п 1 верно неравенство:
(4)
Докозптельство: Допустим, что верно неравенство (4).
Умножим обе части неравенства на множитель:
Преобразуя выражения, получим:
2п+ 2 tn' —1 < 4 п ,
(5)
(6)
(Т)
іі 2 — 1 ii . (8)
(8) — известное неравенство. Таким образом, закончен процесс анализа. Между данным неравенством и извест- ным неравенством существует определенная связь. Полу- ченная последовательность(4)—+(8) не является доказатель-
Тб
ством. Для полного доказательства необходимо показать,
ЧТО:
(8) —› (7) (6) —› (5) —+ (4). Действительно, из (8) можно получить (7), а из (7) — (6) и т. д.
О методе доказательства от противного более подробно будет сказано далее в разделе “Математические утвержде- ния, теоремы и их доказательства”.
Обобщение и коякрети,зация.Одним из простых и часто применяемых методов при структуры рование теоретиче— ских вопросов и формулировок заключений является метод обобщения. Под обобщением понимают мысленное выделе- ние, фиксирование каких-либо свойств, принадлежащи х только данному множеству объектов и объединяющи х эти объекты воедино.
Методическую основу обобщение составе яют диалек- тические принципы о взаимной условности предметов и явлений окружающей действительности. Даже простое обобщение составляет основу глубокого осознали я взаи— мосвязей мира.
Коикреіпизация односторонне фиксирует одну сторону объекта изучения вне связи с другими его сторонами.
Из истории наукгі известно, что два противоположных процесса находятся в диалектическом единстве:
материалы, накопленные империческим путем, обоб— щаются и устанавливаются в общие закономерности;
установленные общие закономерности находят свое применение в конкретных объектах и явлениях реальной действительности.
Эти процессы проявл яются в школьном курсе мате— матики в виде обобщение теоретически х материалов и закономерностей, задач конкрети зации, расширени я и сужения и т. д.
В математике оdобще ние.поне мается как пepex од от рассмотрения элементов множества Мкмножеств у N,рассмотрение множества N",являющееся подмножеством множества JY, и изоморdзным множеству М.Конкретиза-qией является, наоборот, переход из рассмотрения элемен— тов второго множества к рассмотрению элементов первого множества.
Для того итобы объяснить учащимся суть обобщения и конкретизации, необходимо пepex одить к рассмотрению
ее с точки зрения частного случая теории множеств. Пусть множество М является подмножеством множества N,тогда переход от множества М к мщoжecтвy Nбудет о5общением,а от множества Nнмножеству М—конкретинацией. Если в процессе конкретизации осуществляется пере- ход от рассмотрени я элементов рассмат риваемого мно- жества к элементам его подмножества, то утвержденные для элементов данного множества свойства являются и свойствами элементов его подмножества.
Например, для изучения понятия ромб сначала пока- зывают, что своиствами параллелограмма обладает и ромб (так как ромб есть параллелограмм), а затем доказывают характерные только для ромба свойства.
При обобщении осуществляется переход из рассмотре- ния какого-либо множества к рассмотрению множества, включающего рассматриваемое множество. Поэтому сна- чала доказываются все свойства элементов первого множе- ства, а затем все свойства, присущие элементам вне этого множества. При переходе сохраняются некоторые свойства, но одни из них теряют силу, а другие — объяс няются в обобщенном виде. Например, множество прямоугольных треугольников является подмножеством любого множе- ства треугольников. При переходе из первого множества ко второму сохраняются следующие свойства: “Прямоуголь- ному треугольнику можно вписать треугольник”, “сумма внутренних углов треугольника равна 180”’. А свойство “Если в прямоугольном треугольнике один угол равен 30‘, то противолежащий к этому углу катет будет равен по- ловине гипотенузы” справедливо только для прямоуголь- ных треугольников и этим свойством не обладают другие виды треугольников. Теорему Пифагора, справедливую для прямоугольны х треугольник ов, можно заменить его обобщением теоремой косинусов, которая справедливо для любого треугольника.
Для обучения учащихся умению обобщать и конк ре- тизировать, необходимо рассматривать все возможные случаи. Это выполнимо при формировапии математических понятий, при решении математических задач, повторений материалов тем и глав. Такая работа должна осуществлять- ся целенаправленно и последовательно.
Источником результативного усвоени я методов обоб- щения и конкретизации является знание об их структур- ных составляющих.