
?第五節(jié) 推理與證明
[A組 基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練]
1.下列結(jié)論正確的個(gè)數(shù)為( )
①歸納推理得到的結(jié)論不一定正確,類比推理得到的結(jié)論一定正確;
②由平面三角形的性質(zhì)推測(cè)空間四面體的性質(zhì),這是一種合情推理;
③“所有3的倍數(shù)都是9的倍數(shù),某數(shù)m是3的倍數(shù),則m一定是9的倍數(shù)”,這是三段論推理,但其結(jié)論是錯(cuò)誤的;
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:①不正確.②③正確.
答案:C
2.觀察(x2)′=2x,(x4)′=4x3,(cos x)′=-sin x,由歸納推理可得:若定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(-x)=f(x),記g(x)為f(x)的導(dǎo)函數(shù),則g(-x)等于( )
A.f(x) B.-f(x)
C.g(x) D.-g(x)
解析:由所給等式知,偶函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是奇函數(shù).
∵f(-x)=f(x),
∴f(x)是偶函數(shù),從而g(x)是奇函數(shù).
∴g(-x)=-g(x).
答案:D
3.在等比數(shù)列{an}中,若am=1,則有a1a2·…·an=a1a2·…·a2m-1-n(n<2m-1,且n∈N*)成立,在等差數(shù)列{bn}中,若bm=0,類比上述性質(zhì),則有( )
A.b1b2·…·bn=b1b2·…·b2m-1-n(n<2m-1,且n∈N*)
B.b1b2·…·bn=b1b2·…·b2m-n+1(n<2m+1,且n∈N*)
C.b1+b2+…+bn=b1+b2+…+b2m-1-n(n<2m-1,且n∈N*)
D.b1+b2+…+bn=b1+b2+…+b2m-n+1(n<2m+1,且n∈N*)
解析:等比數(shù)列的“比”對(duì)應(yīng)等差數(shù)列的“差”,類比上述性質(zhì),等比數(shù)列的“積”對(duì)應(yīng)等差數(shù)列的“和”,由此排除選項(xiàng)AB,對(duì)于選項(xiàng)CD,注意項(xiàng)數(shù)的變化知選項(xiàng)C正確.
答案:C
4.(2020·遼寧丹東聯(lián)考)已知“整數(shù)對(duì)”按如下規(guī)律排列:(1,1),(1,2),(2,1),(1,3),(2,2),(3,1),(1,4),(2,3),(3,2),(4,1),…,則第70個(gè)“整數(shù)對(duì)”為( )
A.(3,9) B.(4,8)
C.(3,10) D.(4,9)
解析:因?yàn)?+2+…+11=66,所以第67個(gè)“整數(shù)對(duì)”是(1,12),第68個(gè)“整數(shù)對(duì)”是(2,11),第69個(gè)“整數(shù)對(duì)”是(3,10),第70個(gè)“整數(shù)對(duì)”是(4,9).
答案:D
5.給出下面類比推理命題(其中Q為有理數(shù)集,R為實(shí)數(shù)集,C為復(fù)數(shù)集):
①“若a,b∈R,則a-b=0?a=b”類比推出“若z1,z2∈C,則z1-z2=0?z1=z2”;
②“若a,b,c,d∈R,則復(fù)數(shù)a+bi=c+di?a=c,b=d”類比推出“若a,b,c,d∈Q,則a+b =c+d ?a=c,b=d”;
③“若a,b∈R,則a-b>0?a>b”類比推出“若z1,z2∈C,則z1-z2>0?z1>z2”.
其中類比得到的結(jié)論正確的個(gè)數(shù)是( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:由復(fù)數(shù)的減法運(yùn)算可知①正確;因?yàn)閍,b,c,d都是有理數(shù),是無(wú)理數(shù),所以②正確;因?yàn)閺?fù)數(shù)不能比較大小,所以③不正確.
答案:C
6.若等差數(shù)列{an}的公差為d,前n項(xiàng)的和為Sn,則數(shù)列為等差數(shù)列,公差為.類似地,若各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列{bn}的公比為q,前n項(xiàng)的積為Tn,則等比數(shù)列{}的公比為( )
A. B.q2
C. D.
解析:由題設(shè)得,Tn=b1·b2·b3·…·bn=b1·b1q·b1q2·…·b1qn-1=bq1+2+…+(n-1)=bq,所以=b1q,所以等比數(shù)列{}的公比為 .
答案:C
7.如圖所示,在數(shù)陣中,用A(m,n)表示第m行的第n個(gè)數(shù),則依此規(guī)律A(15,2)表示為( )
A. B.
C. D.
解析:由已知中歸納可得第n行的第一個(gè)數(shù)和最后一個(gè)數(shù)均為,其他數(shù)字等于上一行該數(shù)字“肩膀”上兩個(gè)數(shù)字的和,
故A(15,2)
=++++…+
=+2×
=.
答案:C
8.在△ABC中,A+B+C=π;
在四邊形ABCD中,A+B+C+D=2π;
在五邊形ABCDE中,A+B+C+D+E=3π;
…,
在n邊形A1A2…An(n≥3)中,A1+A2+…+An=( )
A.nπ B.(n-1)π
C.(n-2)π D.(n-3)π
解析:由歸納推理可得A1+A2+…+An=(n-2)π.
答案:C
9.觀察下列等式:
1-=,
1-+-=+,
1-+-+-=++,
…,
據(jù)此規(guī)律,第n個(gè)等式可為_(kāi)_______________.
解析:等式左邊的特征:第1個(gè)等式有2項(xiàng),第2個(gè)等式有4項(xiàng),第3個(gè)等式有6項(xiàng),且正負(fù)交錯(cuò),故第n個(gè)等式左邊有2n項(xiàng)且正負(fù)交錯(cuò),應(yīng)為1-+-+…+-;等式右邊的特征:第1個(gè)等式有1項(xiàng),第2個(gè)等式有2項(xiàng),第3個(gè)等式有3項(xiàng),故第n個(gè)等式有n項(xiàng),且由前幾個(gè)的規(guī)律不難發(fā)現(xiàn)第n個(gè)等式右邊應(yīng)為++…+.
答案:1-+-+…+-=++…+
10.觀察下圖,可推斷出“x”處應(yīng)該填的數(shù)字是________.
解析:由前兩個(gè)圖形發(fā)現(xiàn):中間數(shù)等于四周四個(gè)數(shù)的平方和,所以“x”處應(yīng)填的數(shù)字是32+52+72+102=183.
答案:183
11.半徑為r的圓的面積S=πr2,周長(zhǎng)C=2πr.若將r看作(0,+∞)上的變量,則(πr2)′=2πr,即圓的面積函數(shù)的導(dǎo)數(shù)等于圓的周長(zhǎng)函數(shù).對(duì)于半徑為R的球,若將R看作(0,+∞)上的變量,類比圓的上述性質(zhì),可得球的相關(guān)性質(zhì)為_(kāi)_______________(語(yǔ)言敘述).
解析:半徑為R的球體積V=πR3,表面積S=4πR2,顯然′=4πR2,即球的體積函數(shù)的導(dǎo)數(shù)等于球的表面積函數(shù).
答案:球的體積函數(shù)的導(dǎo)數(shù)等于球的表面積函數(shù)
12.我國(guó)的刺繡有著悠久的歷史,刺繡最簡(jiǎn)單的四個(gè)圖案如圖①②③④所示,這些圖案都是由小正方形構(gòu)成,小正方形個(gè)數(shù)越多刺繡越漂亮.現(xiàn)按同樣的規(guī)律刺繡(小正方形的擺放規(guī)律相同),設(shè)第n個(gè)圖形包含f(n)個(gè)小正方形.則f(n)的表達(dá)式為_(kāi)___________.
解析:我們考慮f(2)-f(1)=4,f(3)-f(2)=8,f(4)-f(3)=12,…,結(jié)合圖形不難得到f(n)-f(n-1)=4(n-1),累加得f(n)-f(1)=2n(n-1)=2n2-2n,故f(n)=2n2-2n+1.
答案:2n2-2n+1
[B組 素養(yǎng)提升練]
1.(2021·河南新鄉(xiāng)模擬)從1開(kāi)始的自然數(shù)按如圖所示的規(guī)則排列,現(xiàn)有一個(gè)三角形框架在圖中上下或左右移動(dòng),使每次恰有九個(gè)數(shù)在此三角形內(nèi),則這九個(gè)數(shù)的和可以為( )
A.2 011 B.2 012
C.2 013 D.2 014
解析:根據(jù)題圖中所示的規(guī)則排列,設(shè)最上層的一個(gè)數(shù)為a,則第二層的三個(gè)數(shù)為a+7,a+8,a+9,第三層的五個(gè)數(shù)為a+14,a+15,a+16,a+17,a+18,
這九個(gè)數(shù)之和為a+3a+24+5a+80=9a+104.
由9a+104=2 012,得a=212,是自然數(shù).
答案:B
2.如圖所示,第1個(gè)圖形由正三角形擴(kuò)展而成,共12個(gè)頂點(diǎn).第n個(gè)圖形由正n+2邊形擴(kuò)展而來(lái),其中n∈N*,則第n個(gè)圖形的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)是( )
A.(2n+1)(2n+2)
B.3(2n+2)
C.2n(5n+1)
D.(n+2)(n+3)
解析:由已知中的圖形可以得到:
當(dāng)n=1時(shí),圖形的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)為12=3×4,
當(dāng)n=2時(shí),圖形的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)為20=4×5,
當(dāng)n=3時(shí),圖形的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)為30=5×6,
當(dāng)n=4時(shí),圖形的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)為42=6×7,
…,
由此可以推斷:第n個(gè)圖形的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)為(n+2)(n+3).
答案:D
3.在數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=λan+λn+1+(2-λ)2n(n∈N*),其中λ>0,則{an}的通項(xiàng)公式是______________.
解析:a1=2,a2=2λ+λ2+(2-λ)·2=λ2+22,
a3=λ(λ2+22)+λ3+(2-λ)·22=2λ3+23,
a4=λ(2λ3+23)+λ4+(2-λ)·23=3λ4+24.
由此猜想出數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=(n-1)λn+2n.
答案:An=(n-1)λn+2n
4.(2020·安徽合肥模擬)已知點(diǎn)A(x1,ax1),B(x2,ax2)是函數(shù)y=ax(a>1)的圖象上任意不同兩點(diǎn),依據(jù)圖象可知,線段AB總是位于A,B兩點(diǎn)之間函數(shù)圖象的上方,因此有結(jié)論>a成立.運(yùn)用類比思想方法可知,若點(diǎn)A(x1,sin x1),B(x2,sin x2)是函數(shù)y=sin x(x∈(0,π))的圖象上的不同兩點(diǎn),則類似地有________成立.
解析:運(yùn)用類比思想與數(shù)形結(jié)合思想,可知y=sin x(x∈(0,π))的圖象是上凸的,因此線段AB的中點(diǎn)的縱坐標(biāo)總是小于函數(shù)y=sin x(x∈(0,π))圖象上的點(diǎn) 的縱坐標(biāo),即<sin 成立.
答案:<sin
[A組 基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練]
1.用反證法證明命題“設(shè)a,b為實(shí)數(shù),則方程x3+ax+b=0至少有一個(gè)實(shí)根”時(shí),要做的假設(shè)是( )
A.方程x3+ax+b=0沒(méi)有實(shí)根
B.方程x3+ax+b=0至多有一個(gè)實(shí)根
C.方程x3+ax+b=0至多有兩個(gè)實(shí)根
D.方程x3+ax+b=0恰好有兩個(gè)實(shí)根
解析:至少有一個(gè)實(shí)根的否定是沒(méi)有實(shí)根,故要做的假設(shè)是“方程x3+ax+b=0沒(méi)有實(shí)根”.
答案:A
2.在△ABC中,sin A sin C<cos A cos C,則△ABC一定是( )
A.銳角三角形 B.直角三角形
C.鈍角三角形 D.不確定
解析:由sin A sin C<cos A cos C,
得cos A cos C-sin Asin C>0,
即cos (A+C)>0,所以A+C是銳角,
從而B(niǎo)>,故△ABC必是鈍角三角形.
答案:C
3.設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且當(dāng)x≥0時(shí),f(x)單調(diào)遞減.若x1+x2>0,則f(x1)+f(x2)的值( )
A.恒為負(fù)值 B.恒等于零
C.恒為正值 D.無(wú)法確定正負(fù)
解析:由f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且當(dāng)x≥0時(shí),f(x)單調(diào)遞減,可知f(x)是R上的單調(diào)遞減函數(shù),
由x1+x2>0,可知x1>-x2,f(x1)<f(-x2)=-f(x2),
則f(x1)+f(x2)<0.
答案:A
4.分析法又稱執(zhí)果索因法,已知x>0,用分析法證明<1+時(shí),索的因是( )
A.x2>2 B.x2>4
C.x2>0 D.x2>1
解析:因?yàn)閤>0,
所以要證<1+,
只需證()2<,
即證0<,
即證x2>0.
因?yàn)閤>0,所以x2>0成立,故原不等式成立.
答案:C
5.已知a>b>0,證明-<可選擇的方法,以下最合理的是( )
A.綜合法 B.分析法
C.類比法 D.歸納法
解析:首先,排除選項(xiàng)CD.然后,比較綜合法、分析法.
我們選擇分析法,欲證-<,只需證<+,即證a<b+(a-b)+2,只需證0<2.
答案:B
6.①已知p3+q3=2,求證p+q≤2,用反證法證明時(shí),可假設(shè)p+q≥2;②已知a,b∈R,|a|+|b|<1,求證方程x2+ax+b=0的兩根的絕對(duì)值都小于1,用反證法證明時(shí)可假設(shè)方程有一根x1的絕對(duì)值大于或等于1,即假設(shè)|x1|≥1.以下正確的是( )
A.①與②的假設(shè)都錯(cuò)誤
B.①與②的假設(shè)都正確
C.①的假設(shè)正確;②的假設(shè)錯(cuò)誤
D.①的假設(shè)錯(cuò)誤;②的假設(shè)正確
解析:反證法的實(shí)質(zhì)是否定結(jié)論,對(duì)于①,其結(jié)論的反面是p+q>2,所以①不正確;對(duì)于②,其假設(shè)正確.
答案:D
7.(2020·山東青島模擬)設(shè)a,b,c均為正實(shí)數(shù),則三個(gè)數(shù)a+,b+,c+( )
A.都大于2
B.都小于2
C.至少有一個(gè)不大于2
D.至少有一個(gè)不小于2
解析:因?yàn)閍>0,b>0,c>0,
所以++=++≥6,當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c=1時(shí)“=”成立,故三者不能都小于2,即至少有一個(gè)不小于2.
答案:D
8.用反證法證明命題“a,b∈R,ab可以被5整除,那么a,b中至少有一個(gè)能被5整除”,那么假設(shè)的內(nèi)容是____________________.
答案:a,b都不能被5整除
9.已知a>b>0,則①<;②ac2>bc2;③a2>b2;④>.其中正確的是________.(填序號(hào))
解析:對(duì)于①,因?yàn)閍>b>0,所以ab>0,>0,
a·>b·,即>,故①正確;
當(dāng)c=0時(shí),②不正確;由不等式的性質(zhì)知③④正確.
答案:①③④
10.用反證法證明命題“若x2-(a+b)x+ab≠0,則x≠a且x≠b”時(shí),應(yīng)假設(shè)為_(kāi)_________________.
解析:“x≠a且x≠b”的否定是“x=a或x=b”,因此應(yīng)假設(shè)為x=a或x=b.
答案:x=a或x=b
11.如果a+b>a+b,則a,b應(yīng)滿足的條件是________.
解析:因?yàn)閍+b-(a+b)
=(a-b)+(b-a)
=(-)(a-b)
=(-)2(+).
所以當(dāng)a≥0,b≥0且a≠b時(shí),
(-)2(+)>0.
所以a+b>a+b成立的條件是a≥0,b≥0且a≠b.
答案:a≥0,b≥0且a≠b
[B組 素養(yǎng)提升練]
1.(2021·山西太原模擬)用反證法證明“若x2-1=0,則x=-1或x=1”時(shí),應(yīng)假設(shè)________________.
解析:“x=-1或x=1”的否定是“x≠-1且x≠1”.
答案:x≠-1且x≠1
2.若二次函數(shù)f(x)=4x2-2(p-2)x-2p2-p+1在區(qū)間[-1,1]內(nèi)至少存在一點(diǎn)c,使f(c)>0,則實(shí)數(shù)p的取值范圍是________.
解析:(補(bǔ)集法)
令
解得p≤-3或p≥,
故滿足條件的p的取值范圍為.
答案:
3.設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,滿足Sn=2nan+1-3n2-4n,n∈N*,且S3=15.
(1)求a1,a2,a3的值;
(2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解析:(1)由已知得
解得a1=3,a2=5,a3=7.
(2)猜測(cè)an=2n+1.
由Sn=2nan+1-3n2-4n得
Sn-1=2(n-1)an-3(n-1)2-4(n-1)(n≥2),
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1,所以兩式相減,
整理得an=2nan+1-2(n-1)an-6n-1,
an+1=an+,又a2=5,a1=3,滿足式子,
建立了an與an+1的遞推關(guān)系(n∈N*);
因?yàn)楫?dāng)n=1時(shí),a1=3,
假設(shè)n=k時(shí)成立,即ak=2k+1成立,
那么當(dāng)n=k+1時(shí),
ak+1=ak+=(2k+1)+
=2k+3=2(k+1)+1,
綜上,對(duì)于n∈N*,有an=2n+1,
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=2n+1.
4.已知△ABC的三個(gè)內(nèi)角A,B,C成等差數(shù)列,A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c.
求證:+=.
證明:要證+=,
即證+=3,也就是+=1,
只需證c(b+c)+a(a+b)=(a+b)(b+c),
即證c2+a2=ac+b2.
又△ABC三個(gè)內(nèi)角A,B,C成等差數(shù)列,故B=60°,
由余弦定理,得b2=c2+a2-2ac cos 60°,
即b2=c2+a2-ac,
故c2+a2=ac+b2成立,
于是原等式成立.
5.(2020·湖南常德模擬)設(shè){an}是公比為q的等比數(shù)列.
(1)推導(dǎo){an}的前n項(xiàng)和公式;
(2)設(shè)q≠1,證明數(shù)列{an+1}不是等比數(shù)列.
解析:(1)設(shè){an}的前n項(xiàng)和為Sn,
當(dāng)q=1時(shí),Sn=a1+a1+…+a1=na1;
當(dāng)q≠1時(shí),Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1,①
qSn=a1q+a1q2+…+a1qn,②
①-②得,(1-q)Sn=a1-a1qn,
∴Sn=,∴Sn=
(2)證明:假設(shè){an+1}是等比數(shù)列,則對(duì)任意的k∈N*,
(ak+1+1)2=(ak+1)(ak+2+1),
a+2ak+1+1=akak+2+ak+ak+2+1,
aq2k+2a1qk=a1qk-1·a1qk+1+a1qk-1+a1qk+1.
∵a1≠0,∴2qk=qk-1+qk+1.
∵q≠0,∴q2-2q+1=0.
∴q=1這與q≠1矛盾
故假設(shè)不成立,原命題成立.
這是一份模塊綜合練01 不等式、推理與證明-高考數(shù)學(xué)(理)一輪復(fù)習(xí)小題多維練(全國(guó)通用)(解析版),共13頁(yè)。試卷主要包含了單選題,填空題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)第六章不等式推理與證明第五節(jié)直接證明與間接證明課時(shí)規(guī)范練含解析文北師大版,共4頁(yè)。
這是一份高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)第六章不等式推理與證明第三節(jié)基本不等式及其應(yīng)用課時(shí)規(guī)范練含解析文北師大版,共5頁(yè)。
高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)第六章不等式推理與證明第二節(jié)一元二次不等式及其解法課時(shí)規(guī)范練理含解析新人教版
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高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)第六章不等式推理與證明第三節(jié)二元一次不等式組與簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃問(wèn)題課時(shí)規(guī)范練理含解析新人教版
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