最新高考数学(理科,课标Ⅰ专用)复习专题测试课件:第十四章 推理与证明 (共53张PPT)
【高考真题】2024年数学新课标Ⅰ卷(含答案)

∴f'(x)=2(x﹣1)(x﹣4)+(x﹣1)2= (
ት ) ( )( ),
令 f'(x)=0,则 x=1 或 x=3,
∴当 x<1 或 x>3 时,f'(x)>0,函数 f(x)单调递增;
当 1<x<3 时,f'(x)<0,函数 f(x)单调递增;
故函数 f(x)在 x=1 时取得极大值,在 x=3 时取得极小值,故 A 正确,符合题意;
【解析】【解答】解:对于 A,因为原点 O 在曲线上,根据定义则有 㠳
㠳 ,解得 a=-2,故 A 正
确,符合题意;
对于 B,由定义可知,若点( ,㠳)在 C 上,则
()
ት
,故
B 正确,符合题意;
由定义可知,设 C 上一点 ት 对于 C,观察发现当 x=2 时, 当 x= 时,
( )ት
,整理得:
,即
,
㠳 ,即 y>1 或 y<-1,
( ), ት
9
当点 C 在第一象限时,其纵坐标最大值大于 1,故 C 错误,不符合题意;
对于 D,由 㠳
㠳ት
(㠳 )
由㠳
,即 㠳 ት 㠳,
㠳ት ,即 㠳
, 㠳ት
∴㠳
㠳
㠳ት ,即 㠳
故答案为:ABD.
㠳ት ,故 D 正确,符合题意.
【分析】由定义分析可以判断 AB,根据图象大致位置利用特殊值可判断 C,最后利用非负性判断 D.
12.【答案】
【解析】【解答】解:由双曲线对称性可知, ∵|AB|=10 ,
∴
,
在 Rt△F1F2A 中, t ∴c=6, 又∵2a= ∴t
高考数学理科一轮复习全国通用课件第14章推理与证明6

形数.如三角形数1,3,6,10,…,第n个三角形为
.
记第n个k边形数为N(n,k)(k≥3),下面列出了部分k边形数中第n个数的表达
式:
三角形数
正方形数
五边形数
六边形数
以此类推,下列结论错误的是( )
A.N(5,4)=25
B.N(3,7)=18
C.N(5,10)=145
D.N(10,24)=1 000
推理与证明
【解析】类比直线方程求法,利用空间向量的数量积可得(-1)·(x -2)+(-2)·(y-3)+1·(z-4)=0,化简得x+2y-z-4=0. 【答案】x+2y-z-4=0
推理与证明
考点2 演绎推理
3.[课标全国Ⅱ202X·7]甲、乙、丙、丁四位同学一起去向老师询问成语比赛 的成绩.老师说:你们四人中有2位优秀,2位良好,我现在给甲看乙、丙 的成绩,给乙看丙的成绩,给丁看甲的成绩.看后甲对大家说:我还是不 知道我的成绩.根据以上信息,则( ) A.乙可以知道四人的成绩 B.丁可以知道四人的成绩 C.乙、丁可以知道对方的成绩 D.乙、丁可以知道自己的成绩
推理与证明
上述证明方法叫做数学归纳法. 用框图表示为下图.
推理与证明
考点1 合情推理
(1)归纳推理的一般思路:通过视察个别情况发现某些相同本质,从已知 的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题.即
(2)类比推理常见的情形:平面与空间类比、低维与高维类比、等差数 列与等比数列类比、数的运算与向量运算类比、圆锥曲线间的类比 等.即
A.P>Q C.P<Q
【答案】C
则P,Q的大小关
B.P=Q D.由a的取值决定
推理与证明
6.[安徽安庆202X期末]用分析法证明:
高考数学一轮复习 第十四章 推理与证明 14.1 合情推理与演绎推理课件 理

2.因为对数函数 y=logax(a>0,且 a≠1)是增函数,而 y=log1 x 是对数函数,所以 y=log1 x 是增函数,
2
2
上面的推理错误的是( )
A.大前提
B.小前提
C.推理形式 D.以上都是
解析 y=logax 是增函数,这个大前提是错误的,从而导致结论错误.选 A.
3.设函数 f(x)=x+x 2(x>0),观察:
cn1+cn2+…+cnn n
D.dn=n c1·c2·…·cn
的一般(2)形有式下为列:各_1式_+_:_12_+1_+13_+_12_+…__13+_>_12_,n_1+_+11_-_12_+1_>_…n_+2_+_1_17(n_>_∈32_,N__1*_)+_.12+13+…+115>2,……则按此规律可猜想此类不等式 [解析] (1)解法一:从商类比开方,从和类比到积,则算术平均数可以类比几何平均数,故 dn 的表
1.思维辨析 (1)归纳推理与类比推理都是由特殊到一般的推理.( × ) (2)在类比时,平面中的三角形与空间中的平行六面体作为类比对象较为合适.( × ) (3)“所有 3 的倍数都是 9 的倍数,某数 m 是 3 的倍数,则 m 一定是 9 的倍数”,这是三段论推理,但 其结论是错误的.( √ ) (4)在演绎推理中,只要符合演绎推理的形式,结论就一定正确.( × )
一
(1)通过观察个别对象发现某些相同性质; (1)找出两类对象之间的相似性或一致性;
般
(2)从已知的相同性质中推出一个明确的一 (2)用一类对象的性质去推测另一类对象的性
步
骤 般性命题(猜想)
质,得出一个明确的命题(猜想)
2 演绎推理 演绎推理是指从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论. 它是由_一__般__到__特__殊__的推理,“_三__段__论__”是它的一般模式,包括: (1)大前提——已知的一般原理; (2)小前提——所研究的特殊情况; (3)结论——根据一般原理,对特殊情况作出的判断.
高考数学一轮复习 11.3 推理与证明精品课件 理 新人教A版

AD2=BD·DC,AB2=BD·BC,AC2=BC·DC.
∴
1 AD2
=
1 =
BD·DC
BC2 BD·BC·DC·BC
=
BC2 AB2 ·AC2
.
又BC2=AB2+AC2,
∴
1 AD 2
=
AB2 + AC2 AB2 ·AC2
11 = AB2 + AC2 .
∴
1 AD2
=
1 AB 2
+
1 AC2
.
猜想:类比AB⊥AC,AD⊥BC猜想四面体ABCD中,
≥(a + 1 + a
2)2 .
即
a2
+
1 a2
+4
a2
+
1 a2
+4
≥a 2
+2+
1 a2
+2
1 2(a + ) + 2
a
从而只要证 2
a2
+
1 a2
≥
1 2(a + )
a
只要证
4(a 2
+
1 a2
)
≥2(a 2
+2+
1 a2
)
即
a2
+
1 a2
≥2,而上述不等式显然成立,
故原不等式成立.
【评析】分析法是数学中常用到的一种直接证明 方法,就证明程序来讲,它是一种从未知到已知(从结论 到题设)的逻辑推理方法.具体地说,即先假设所要证明 的结论是正确的,由此逐步推出保证此结论成立的充分 条件,而当这些判断恰恰都是已证的命题 (定义、公理、 定理、法则、公式等)或要证命题的已知条件时命题 得证.
(全国通用)高考数学一轮总复习第十四章推理与证明课件理新人教B版

两个相似几何体,体积比是相似比的立方,∴它们的体积比为1∶8.
答案 1∶8
2-1 (2016贵州都匀二模,10,5分)已知正三角形内切圆的半径是其高的 ,把这个结论推广到空
间正四面体,类似的结论是 ( )
A.正四面体的内切球的半径是其高的
1
B.正四面体的内切球的半径是其高的
3
1 2 1 3
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Sn (2)证明:由(1n)得bn= =n+ .
假(r+设 数), 列{bn}中存在三项bpa、1 bq、2br(1p,、q、r互不相等)成等比数列,则 =2bpbr,即(q+ )22=(p+ ) ∴(q2-pr)+(2q-p-r) =0.∵p,3qa,r1∈N3*d,∴ 9 3 2,
Sn
2
n
2
bq2
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突破方法
方法(fāngfǎ)1 归纳推理
归纳推理的一般步骤: 例1 (2015广东湛江一模,10,5分)由正整点坐标(横坐标和纵坐标都是正整数)表示的一组平面 向量ai(i=1,2,3,…,n,…)按照一定的顺序排成如图所示的三角形向量序列图.规则:∀n∈N*,第n行 共有(ɡònɡ yǒu)(2n-1)个向量,若第n行第k个向量为am,则am= 例如a1=(1,1),a2=(1,2),a3= (2,2),a4=(2,1),……,依此类推,则a2 015= ( )
A.76 B.80 C.86 D.92 答案 B 解析 由已知条件,得|x|+|y|=n(n∈N+)的整数解(x,y)的个数为4n,故|x|+|y|=20的不同整数解(x,y)的 个数为80.故选B.
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高三理科数学一轮总复习第十四章 推理与证明

第十四章推理与证明高考导航学归纳法的基知识网络14.1 合情推理与演绎推理典例精析题型一运用归纳推理发现一般性结论【例1】通过观察下列等式,猜想出一个一般性的结论,并证明结论的真假.sin215°+sin275°+sin2135°=3 2;sin230°+sin290°+sin2150°=3 2;sin245°+sin2105°+sin2165°=3 2;sin260°+sin2120°+sin2180°=3 2.【解析】猜想:sin2(α-60°)+sin2α+sin2(α+60°)=3 2.左边=(sin αcos 60°-cos αsin 60°)2+sin2α+(sin αcos 60°+cos αsin 60°)2=32(sin2α+cos2α)=32=右边.【点拨】先猜后证是一种常见题型;归纳推理的一些常见形式:一是“具有共同特征型”,二是“递推型”,三是“循环型”(周期性).【变式训练1】设直角三角形的两直角边的长分别为a,b,斜边长为c,斜边上的高为h,则有a+b <c+h成立,某同学通过类比得到如下四个结论:①a2+b2>c2+h2;②a3+b3<c3+h3;③a4+b4<c4+h4;④a5+b5>c5+h5.其中正确结论的序号是;进一步类比得到的一般结论是.【解析】②③;a n+b n<c n+h n(n∈N*).题型二运用类比推理拓展新知识三角形两边之和大于第三边【解析】本题由已知的前两组类比可得到如下信息:①平面中的三角形与空间中的三棱锥是类比对象;②三角形各边的边长与三棱锥各面的面积是类比对象;③三角形边上的高与三棱锥面上的高是类比对象;④三角形的面积与三棱锥的体积是类比对象;⑤三角形的面积公式中的“二分之一”与三棱锥的体积公式中的“三分之一”是类比对象.由以上分析可知:故第三行空格应填:三棱锥的体积等于其内切球半径与三棱锥表面积的乘积的三分之一.本题结论可以用等体积法,将三棱锥分割成四个小的三棱锥去证明,此处从略.【点拨】类比推理的关键是找到合适的类比对象.平面几何中的一些定理、公式、结论等,可以类比到立体几何中,得到类似的结论.一般平面中的一些元素与空间中的一些元素的类比列表如下:【变式训练2】面积为S i ,此四边形内任一点P 到第i 条边的距离为h i (i =1,2,3,4),(1)若a 11=a 22=a 33=a 44=k ,则∑=41i i ih = ;(2)类比以上性质,体积为V 的三棱锥的第i 个面的面积记为S i (i =1,2,3,4),此三棱锥内任一点Q 到第i 个面的距离记为H i (i =1,2,3,4),若S 11=S 22=S 33=S 44=K ,则∑=41i iiH = .【解析】2S k ;3VK.题型三 运用“三段论”进行演绎推理【例3】已知函数f (x )=ln ax -x -ax(a ≠0).(1)求此函数的单调区间及最值;(2)求证:对于任意正整数n ,均有1+12+13+…+1n ≥ln e nn !.【解析】(1)由题意f ′(x )=x -ax 2.当a >0时,函数f (x )的定义域为(0,+∞),此时函数在(0,a )上是减函数,在(a ,+∞)上是增函数, f min (x )=f (a )=ln a 2,无最大值.当a <0时,函数f (x )的定义域为(-∞,0),此时函数在(-∞,a )上是减函数,在(a,0)上是增函数, f min (x )=f (a )=ln a 2,无最大值.(2)取a =1,由(1)知,f (x )=ln x -x -1x≥f (1)=0,故1x ≥1-ln x =ln e x, 取x =1,2,3,…,n ,则1+12+13+…+1n ≥ln e +ln e 2+…+ln e n =ln e nn !.【点拨】演绎推理是推理证明的主要途径,而“三段论”是演绎推理的一种重要的推理形式,在高考中以证明题出现的频率较大.【变式训练3】已知函数f (x )=e g (x ),g (x )=kx -1x +1(e 是自然对数的底数),(1)若对任意的x >0,都有f (x )<x +1,求满足条件的最大整数k 的值; (2)求证:ln(1+1×2)+ln(1+2×3)+…+ln[1+n (n +1)]>2n -3(n ∈N *). 【解析】(1)由条件得到f (1)<2⇒11-2e +x x <2⇒k <2ln 2+1<3,猜测最大整数k =2,现在证明11-2e +x x <x +1对任意x >0恒成立:11-2e +x x <x +1等价于2-3x +1<ln(x +1)⇔ln(x +1)+3x +1>2,设h (x )=ln(x +1)+3x +1,则h ′(x )=1x +1-3(x +1)2=x -2(x +1)2.故x ∈(0,2)时,h ′(x )<0,当x ∈(2,+∞)时,h ′(x )>0. 所以对任意的x >0都有h (x )≥h (2)=ln 3+1>2,即11-2e +x x <x +1对任意x >0恒成立,所以整数k 的最大值为2.(2)由(1)得到不等式2-3x +1<ln(x +1),所以ln[1+k (k +1)]>2-3k (k +1)+1>2-3k (k +1),ln(1+1×2)+ln(1+2×3)+…+ln[1+n (n +1)]>(2-31×2)+(2-32×3)+…+[2-3n (n +1)]=2n -3[11×2+12×3+…+1n (n +1)]=2n -3+3n +1>2n -3, 所以原不等式成立.总结提高合情推理与演绎推理是两种基本的思维推理方式.尽管合情推理(归纳、类比)得到的结论未必正确,但归纳推理与类比推理具有猜想和发现新结论、探索和提供证明的新思路的重要作用,特别在数学学习中,我们可以由熟悉的、已知的知识领域运用归纳、类比思维获取发现和创造的灵感去探索陌生的、未知的知识领域.演绎推理是数学逻辑思维的主要形式,担负着判断命题真假的重要使命.如果说合情推理是以感性思维为主,只需有感而发;那么演绎推理则是以理性思维为主,要求言必有据.在近几年高考中一道合情推理的试题往往会成为一套高考试题的特色与亮点,以彰显数学思维的魅力.其中数列的通项公式、求和公式的归纳、等差数列与等比数列、平面与空间、圆锥曲线与圆、杨辉三角等的类比的考查频率较大.而演绎推理的考查则可以渗透到每一道试题中.14.2 直接证明与间接证明典例精析题型一 运用综合法证明【例1】设a >0,b >0,a +b =1,求证:1a +1b +1ab≥8.【证明】因为a +b =1,所以1a +1b +1ab =a +b a +a +b b +a +b ab =1+b a +1+a b +a +b ab ≥2+baa b ∙+a +b (a +b 2)2=2+2+4=8,当且仅当a =b =12时等号成立.【点拨】在用综合法证明命题时,必须首先找到正确的出发点,也就是能想到从哪里起步,我们一般的处理方法是广泛地联想已知条件所具备的各种性质,逐层推进,从已知逐渐引出结论.【变式训练1】设a ,b ,c >0,求证:a 2b +b 2c +c 2a≥a +b +c .【证明】因为a ,b ,c >0,根据基本不等式, 有a 2b +b ≥2a ,b 2c +c ≥2b ,c 2a+a ≥2c . 三式相加:a 2b +b 2c +c2a+a +b +c ≥2(a +b +c ).即a 2b +b 2c +c2a ≥a +b +c . 题型二 运用分析法证明【例2】设a 、b 、c 为任意三角形三边长,I =a +b +c ,S =ab +bc +ca .求证:I 2<4S . 【证明】由I 2=(a +b +c )2=a 2+b 2+c 2+2(ab +bc +ac )=a 2+b 2+c 2+2S , 故要证I 2<4S ,只需证a 2+b 2+c 2+2S <4S ,即a 2+b 2+c 2<2S . 欲证上式,只需证a 2+b 2+c 2-2ab -2bc -2ca <0, 即证(a 2-ab -ac )+(b 2-bc -ba )+(c 2-ca -cb )<0, 只需证三括号中的式子均为负值即可, 即证a 2<ab +ac ,b 2<bc +ba ,c 2<ca +cb , 即a <b +c ,b <a +c ,c <a +b ,显然成立,因为三角形任意一边小于其他两边之和. 故I 2<4S .【点拨】(1)应用分析法易于找到思路的起始点,可探求解题途径.(2)应用分析法证明问题时要注意:严格按分析法的语言表达;下一步是上一步的充分条件.【变式训练2】已知a >0,求证:a 2+1a 2-2≥a +1a-2.【证明】要证a 2+1a 2-2≥a +1a -2,只要证a 2+1a 2+2≥a +1a+ 2.因为a >0,故只要证(a 2+1a 2+2)2≥(a +1a+2)2,即a 2+1a 2+4a 2+1a 2+4≥a 2+2+1a 2+22(a +1a)+2,从而只要证2a 2+1a 2≥2(a +1a ),只要证4(a 2+1a 2)≥2(a 2+2+1a 2),即a 2+1a2≥2,而该不等式显然成立,故原不等式成立. 题型三 运用反证法证明【例3】 若x ,y 都是正实数,且x +y >2.求证:1+x y <2或1+yx<2中至少有一个成立.【证明】假设1+x y <2和1+y x <2都不成立.则1+x y ≥2,1+yx ≥2同时成立.因为x >0且y >0,所以1+x ≥2y 且1+y ≥2x ,两式相加得2+x +y ≥2x +2y ,所以x +y ≤2,这与已知条件x +y >2相矛盾.因此1+x y <2与1+y x<2中至少有一个成立.【点拨】一般以下题型用反证法:①当“结论”的反面比“结论”本身更简单、更具体、更明确;②否定命题,唯一性命题,存在性命题,“至多”“至少”型命题;③有的肯定形式命题,由于已知或结论涉及到无限个元素,用直接证明形式比较困难因而往往采用反证法.【变式训练3】已知下列三个方程:x 2+4ax -4a +3=0;x 2+(a -1)x +a 2=0;x 2+2ax -2a =0,若至少有一个方程有实根,求实数a 的取值范围.【解析】假设三个方程均无实根,则有 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧----+--<0.)2(4)(2<0,4)1(<0,)34(4)4(2222a a a a a a由(4a )2-4(-4a +3)<0,得4a 2+4a -3<0,即-32<a <12;由(a -1)2-4a 2<0,得(a +1)(3a -1)>0,即a <-1或a >13;由(2a )2-4(-2a )<0,得a (a +2)<0,即-2<a <0.以上三部分取交集得M ={a |-32<a <-1},则三个方程至少有一个方程有实根的实数a 的取值范围为∁R M ,即{a |a ≤-32或a ≥-1}.总结提高分析法与综合法各有其优缺点:分析法是执果索因,比较容易寻求解题思路,但叙述繁琐;综合法叙述简洁,但常常思路阻塞.因此在实际解题时,需将两者结合起来运用,先用分析法寻求解题思路,再用综合法简洁地叙述解题过程.从逻辑思维的角度看,原命题“p ⇒q ”与逆否命题“⌝q ⇒⌝p ”是等价的,而反证法是相当于由“⌝q ”推出“⌝p ”成立,从而证明了原命题正确.因此在运用反证法的证明过程中要特别注意条件“⌝q ”的推理作用.综合法与分析法在新课标中第一次成为独立的显性的课题,预测可能有显性的相关考试命题.反证法证明的关键是在正确的推理下得出矛盾,这个矛盾可以是与已知矛盾,或与假设矛盾或与定义、公理、公式事实矛盾等.14.3 数学归纳法典例精析题型一 用数学归纳法证明恒等式【例1】是否存在常数a 、b 、c ,使等式12+22+32+…+n 2+(n -1)2+…+22+12=an (bn 2+c )对于一切n ∈N *都成立?若存在,求出a 、b 、c 并证明;若不存在,试说明理由.【解析】 假设存在a 、b 、c 使12+22+32+…+n 2+(n -1)2+…+22+12=an (bn 2+c )对于一切n ∈N *都成立.当n =1时,a (b +c )=1; 当n =2时,2a (4b +c )=6; 当n =3时,3a (9b +c )=19. 解方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+=+=+,19)9(3,3)4(,1)(c b a c b b c b a 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===.1,2,31c b a证明如下:当n =1时,显然成立;假设n =k (k ∈N *,k ≥1)时等式成立,即12+22+32+…+k 2+(k -1)2+…+22+12=13k (2k 2+1);则当n =k +1时,12+22+32+…+k 2+(k +1)2+k 2+(k -1)2+…+22+12=13k (2k 2+1)+(k +1)2+k 2=13k (2k 2+3k +1)+(k +1)2=13k (2k +1)(k +1)+(k +1)2=13(k +1)(2k 2+4k +3)=13(k +1)[2(k +1)2+1]. 因此存在a =13,b =2,c =1,使等式对一切n ∈N *都成立.【点拨】 用数学归纳法证明与正整数n 有关的恒等式时要弄清等式两边的项的构成规律:由n =k 到n =k +1时等式左右各如何增减,发生了怎样的变化.【变式训练1】用数学归纳法证明:当n ∈N *时,11×3+13×5+…+1(2n -1)(2n +1)=n2n +1.【证明】(1)当n =1时,左边=11×3=13,右边=12×1+1=13,左边=右边,所以等式成立.(2)假设当n =k (k ∈N *)时等式成立,即有11×3+13×5+…+1(2k -1)(2k +1)=k2k +1,则当n =k +1时, 11×3+13×5+…+1(2k -1)(2k +1)+1(2k +1)(2k +3)=k 2k +1+1(2k +1)(2k +3)=k (2k +3)+1(2k +1)(2k +3)=2k 2+3k +1(2k +1)(2k +3)=k +12k +3=k +12(k +1)+1, 所以当n =k +1时,等式也成立. 由(1)(2)可知,对一切n ∈N *等式都成立. 题型二 用数学归纳法证明整除性问题【例2】 已知f (n )=(2n +7)·3n +9,是否存在自然数m 使得任意的n ∈N *,都有m 整除f (n )?若存在,求出最大的m 值,并证明你的结论;若不存在,请说明理由.【解析】 由f (1)=36,f (2)=108,f (3)=360,猜想:f (n )能被36整除,下面用数学归纳法证明. (1)当n =1时,结论显然成立;(2)假设当n =k (k ≥1,k ∈N *)时结论成立,即f (k )=(2k +7)·3k +9能被36整除. 则当n =k +1时,f (k +1)=(2k +9)·3k +1+9=3[(2k +7)·3k +9]+18(3k -1-1),由假设知3[(2k +7)·3k +9]能被36 整除,又3k -1-1是偶数,故18(3k -1-1)也能被36 整除.即n =k +1时结论也成立.故由(1)(2)可知,对任意正整数n 都有f (n )能被36整除. 由f (1)=36知36是整除f (n )的最大值.【点拨】 与正整数n 有关的整除性问题也可考虑用数学归纳法证明. 在证明n =k +1结论也成立时,要注意“凑形”,即凑出归纳假设的形式,以便于充分利用归纳假设的条件.【变式训练2】求证:当n 为正整数时,f (n )=32n +2-8n -9能被64整除.【证明】方法一:①当n =1时,f (1)=34-8-9=64,命题显然成立. ②假设当n =k (k ≥1,k ∈N *)时结论成立,即f (k )=32k +2-8k -9能被64整除.由于32(k+1)+2-8(k +1)-9=9(32k +2-8k -9)+9·8k +9·9-8(k +1)-9=9(32k +2-8k -9)+64(k +1),即f (k +1)=9f (k )+64(k +1),所以n =k +1时命题也成立.根据①②可知,对任意的n ∈N *,命题都成立.方法二:①当n =1时,f (1)=34-8-9=64,命题显然成立.②假设当n =k (k ≥1,k ∈N *)时,f (k )=32k +2-8k -9能被64整除.由归纳假设,设32k +2-8k -9=64m (m为大于1的自然数),将32k +2=64m +8k +9代入到f (k +1)中得f (k +1)=9(64m +8k +9)-8(k +1)-9=64(9m +k +1),所以n =k +1时命题也成立. 根据①②可知,对任意的n ∈N *,命题都成立.题型三 数学归纳法在函数、数列、不等式证明中的运用【例3】(2009山东)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知对任意的n ∈N *,点(n ,S n )均在函数y =b x +r (b >0且b ≠1,b ,r 均为常数)的图象上.(1)求r 的值;(2)当b =2时,记b n =2(log 2a n +1)(n ∈N *),求证:对任意的n ∈N *,不等式b 1+1b 1· b 2+1b 2·…·b n +1b n>n +1成立. 【解析】(1)因为点(n ,S n )均在函数y =b x +r (b >0且b ≠1,b ,r 均为常数)的图象上, 所以S n =b n +r (b >0且b ≠1,b ,r 均为常数).当n =1时,a 1=S 1=b +r ;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=b n +r -b n -1-r =(b -1)b n -1.又数列{a n }为等比数列,故r =-1且公比为b . (2)当b =2时,a n =2n -1,所以b n =2(log 2a n +1)=2(log 22n -1+1)=2n (n ∈N *),所以b n +1b n =2n +12n,于是要证明的不等式为32·54·…·2n +12n>n +1对任意的n ∈N *成立.下面用数学归纳法证明.当n =1时,32>2显然成立.假设当n =k 时不等式成立,即32·54·…·2k +12k >k +1.则当n =k +1时,32·54·…·2k +12k ·2k +32k +2>k +1·2k +32k +2=k +1·(2k +32k +2)2=(2k +3)24(k +1)=[2(k +1)+1]24(k +1)=4(k +1)2+4(k +1)+14(k +1)=(k +1)+1+14(k +1)>(k +1)+1,即当n =k +1时不等式成立,所以原不等式对任意n ∈N *成立.【点拨】 运用归纳推理得到的结论不一定正确,需进行证明.用数学归纳法证明不等式时必须要利用归纳假设的条件,并且灵活运用放缩法、基本不等式等数学方法.【变式训练3】设函数f (x )=e x -1+a x(a ∈R ).(1)若函数f (x )在x =1处有极值,且函数g (x )=f (x )+b 在(0,+∞)上有零点,求b 的最大值; (2)若f (x )在(1,2)上为单调函数,求实数a 的取值范围;(3)在(1)的条件下,数列{a n }中a 1=1,a n +1=f (a n )-f ′(a n ),求|a n +1-a n |的最小值.【解析】(1)f ′(x )=e x -1-a x2,又函数f (x )在x =1处有极值,所以f ′(1)=0,即a =1,经检验符合题意.g ′(x )=e x -1-1x2,当x ∈(0,1)时,g ′(x )<0,g (x )为减函数,当x =1时,g ′(x )=0,当x ∈(1,+∞)时g ′(x )>0,g (x )为增函数.所以g (x )在x =1时取得极小值g (1)=2+b ,依题意g (1)≤0,所以b ≤-2, 所以b 的最大值为-2.(2)f ′(x )=e x -1-a x2,当f (x )在(1,2)上单调递增时,e x -1-a x2≥0在[1,2]上恒成立,所以a ≤x 2e x -1,令h (x )=x 21e x ,则h ′(x )=e x -1(x 2+2x )>0在[1,2]上恒成立,即h (x )在[1,2]上单调递增,所以h (x )在[1,2]上的最小值为h (1)=1,所以a ≤1; 当f (x )在[1,2]上单调递减时,同理a ≥x 2e x -1,h (x )=x 2e x-1在[1,2]上的最大值为h (2)=4e ,所以a ≥4e.综上实数a 的取值范围为a ≤1或a ≥4e.(3)由(1)得a =1,所以f (x )-f ′(x )=1x +1x 2,因此a n +1=1a n +1a 2n,a 1=1,所以a 2=2,可得0<a 2n +1<1,a 2n +2>2.用数学归纳法证明如下:①当n =1时,a 3=34,a 4=289,结论成立;②设n =k ,k ∈N *时结论成立,即0<a 2k +1<1,a 2k +2>2,则n =k +1时,a 2k +3=1a 2k +2+1a 22k +2<12+12=1,所以0<a 2k +3<1,a 2k +4=1a 2k +3+1a 22k +3>1+1=2.所以n =k +1时结论也成立,根据①②可得0<a 2n +1<1,a 2n +2>2恒成立,所以|a n +1-a n |≥a 2-a 1=2-1=1,即|a n +1-a n |的最小值为1.总结提高数学归纳法是证明与自然数有关的命题的常用方法,它是在归纳的基础上进行的演绎推理,其大前提是皮亚诺公理(即归纳公理):设M 是正整数集合的子集,且具有如下性质: ①1∈M ;②若k ∈M ,则k +1∈M ,那么必有M =N *成立.数学归纳法证明的两个步骤体现了递推的数学思想,第一步是递推的基础,第二步是递推的依据,通过对两个命题的证明替代了无限多次的验证,实现了有限与无限的辩证统一.从近几年的高考试题来看,比较注重于对数学归纳法的思想本质的考查,如“归纳、猜想、证明”是一种常见的命题形式.而涉及的知识内容也是很广泛的,可覆盖代数命题、三角恒等式、不等式、数列、几何命题、整除性命题等.其难点往往在第二步,关键是“凑形”以便运用归纳假设的条件.。
2020版高考理数:专题(14)推理与证明ppt课件二
2=n2(n+1)2. 4
∵13+23+33+43+…+n3=3 025,∴n2(n+1)2=3 025,∴n2(n+1)2= 4
(2×55)2,∴n(n+1)=110,解得n=10或n=-11(舍),故选C.
【答案】C
8
考点 推理与证明
方法1 合情推理
例3 设△ABC的三边长分别为a,b,c,△ABC的面积为S,内切圆半径
增加了 故选D. 1 + 1 +…+ 1 = 1 +…+1,
2k-1+1 2k-1+2
2(k+1)-1 2k-1+1
2k
【答案】D
19
考点一 推理与证明
方法5 数学归纳法
例11 已知数列{x }满足 n
x1=12,xn+1=1+1 xn,n∈N*.
(1)猜想数列{x2n}的单调性,并证明你的结论;
11
考点 推理与证明
方法2 演绎推理
例5 某西方国家流传着这样的一个政治笑话:鹅吃白菜,参议员先生 也吃白菜,所以参议员先生是鹅.结论显然是错误的,是因为( ) A.大前提错误 B.小前提错误 C.推理形式错误 D.非以上错误 【解析】∵大前提“鹅吃白菜”本身正确,小前提“参议员先生也吃 白菜”本身也正确,但小前提不是大前提下的特殊情况,即鹅与人不 能类比,∴不符合三段论推理形式,∴推理形式错误.故选C.
S1r
1 3
S2
r
1 3
S3r
1 3
S
4r
1 3
S1
S2
S3
S4
r
3V S1 S2 S3 S4
【答案】C
9
考点 推理与证明 方法1 合情推理
高考数学题型全归纳第十四章推理与证明第12节
第一节 合情推理与演绎推理 ✎考纲解读
1.了解合情推理的含义,能利用归纳和类比进行简单的推理;了解合情推 理在数学发现中的作用. 2.了解演绎推理的重要性,掌握基本模式,并能进行一些简单的推理. 3.了解合情推理和演绎推理的联系和差异.
✎知识点精讲
1.合情推理
合情推理含归纳推理和类比推理两种基本推理方法.
n i5 1 n6 1 n5 5 n4 1 n2 ,
i1 6 2 12 12
n i6 1 n7 1 n6 1 n5 1 n3 1 n2 ,
i1 7 2 2 6 42
n
ik ak1nk1 ak nk ak1nk1 ak2nk2 a1n a0 .
i1
可以推测k 2 k Ν*
(2)分析法:从欲证结论出发,对结论进行等价变形,建立未知结论和
已知“条件,结论”的因果关系,其模式为:欲证 D 成立即证 C 成立,即
证 B 成立,即要A 成立,因 A 成立故D 成立.
整理ppt
6
2. 间接法 分类讨论法(肯定或排除)
间接法即反证法,就是证明欲证命题的等价命题——逆否命题. 其模式为:
✎题型归纳及思路提示
题型185 归纳推理
整理ppt
2
【例14.1】观察下列等式:
n i 1 n2 n ,
i1
2
n i2 1 n3 1 n2 1 n ,
i1
3
2
6
n i3 1 n4 1 n3 1 n2 ,
i1
4
2
4
n i4 1 n5 1 n4 1 n3 1 n ,
i1
5
2
3
30
欲证若 则 p,等q 价证 则q ,可p设 不成q 立,推出 不成p 立或与某已成立
高考数学一轮复习第十四章推理与证明直接证明与间接证明课件
得到一个 Q⇐P1 ―→ P1⇐P2 ―→ P2⇐P3 ―→…―→ 明显成立
A.a,b 都能被 3 整除 B.a,b 都不能被 3 整除
C.b 不能被 3 整除
D.a 不能被 3 整除
解析 由反证法的定义可知,否定结论,即“a,b 中至少有一个能被 3 整除”的否定是“a,b 都不能 被 3 整除”,故选 B.
8 撬点·基础点 重难点
撬法·命题法 解题法
撬题·对点题 必刷题
学霸团 ·撬分法 ·高考数学·理
第十四章 推理与证明
1 撬点·基础点 重难点
撬法·命题法 解题法
撬题·对点题 必刷题
学霸团 ·撬分法 ·高考数学·理
考点二 直接证明与间接证明
2 撬点·基础点 重难点
撬法·命题法 解题法
撬题·对点题 必刷题
学霸团 ·撬分法 ·高考数学·理
撬点·基础点 重难点
3 撬点·基础点 重难点
注意点 使用分析法时的注意事项 (1)分析法是“执果索因”,特点是从“未知”看“需知”,逐步靠拢“已知”,其逐步推理,实际上 是寻找使结论成立的充分条件. (2) 用 分 析 法 证 明 数 学 问 题 时 , 要 注 意 书 写 格 式 的 规 范 性 , 常 常 用 “ 要 证 ( 欲 证 )……”“ 只 需 证……”“即证……”等分析到一个明显成立的条件,再说明所要证明的数学问题成立.
学霸团 ·撬分法 ·高考数学·理
高三理科数学二轮专题课件1-5-14推理与证明
另一方面△ABC三边长分别为 a2+b2, a2+c2, 1 2 2 c +b ,由海伦公式求得S= a b +b2c2+c2a2 ,所以 2
2 2
1 1 1 1 a b c =h (a b +b c +c a ),即 2= 2+ 2+ 2. h a b c
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
1 1 1 1 答案: 2= 2+ 2+ 2 h a b c
论.(2)归纳推理可得结论. 归纳实验现象 类比得等比定理 总结实验特征 → → 的本质 和不等关系
[解]
(1)上述实验结果表明,将任意多杯甜度相同
a 的糖水倒在一起后,糖水甜度不变,据此类比,若将 b , c m d ,„, n 看作倒前糖水的浓度,则倒后糖水的浓度为 a+c+„+m a c m ,即由b=d=„= n ,可得 a+d+„+n a+c+„+m a c m = = =„= n (b+d+„+n≠0). b+d+„+n b d
97 答案:42 300
点评:解决这类问题可以通过观察,从试验特殊情 况入手.解题时可先取几个初始数进行探索,从特殊到 一般进行归纳,从而猜想出一般规律,当然还需要再去 验证这个一般规律是否正确.有些探究规律型问题也可 以从已知条件出发进行各种推理,经过一些步骤以后便 能得到某些规律.
类型二 【例 2】
②得到不等式,即若a,b都为正实数,且a>b,m>0, b+m b 则有 >a. a+m
[点评]
(1)本题由实验过程猜测实数的等比定理及不等
式关系,运用了归纳推理及类比推理的方法,有助于培养 学生的实验能力与合情推理能力. (2)归纳推理的一般步骤是: ①通过观察个别情况发现某种相同的性质; ②从已知的相同性质推出一个明确表达的一般性命题 (猜想).
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答案 5 解析 设a,b,c,d∈{0,1},在规定的运算法则下,满足a⊕b⊕c⊕d=0的情形可分为下列三类:①4个 1:1⊕1⊕1⊕1=0,②2个1:1⊕1⊕0⊕0=0,③0个1:0⊕0⊕0⊕0=0,因此,对于错码1101101,可得: x4⊕x5⊕x6⊕x7=1⊕1⊕0⊕1≠0; x2⊕x3⊕x6⊕x7=1⊕0⊕0⊕1=0; x1⊕x3⊕x5⊕x7=1⊕0⊕1⊕1≠0, 结合题意可知错误码元只能出现在x5上, 若x5=0,则校验方程组成立,故k=5.
本题主要考查逻辑推理能力.
由题意可知,“甲看乙、丙的成绩,不知道自己的成绩”说明乙、丙两人是一个优秀一个良好, 则乙看了丙的成绩,可以知道自己的成绩;丁看了甲的成绩,也可以知道自己的成绩.故选D.
2.(2016课标全国Ⅱ,15,5分)有三张卡片,分别写有1和2,1和3,2和3.甲,乙,丙三人各取走一张卡片, 甲看了乙的卡片后说:“我与乙的卡片上相同的数字不是2.”乙看了丙的卡片后说:“我与丙的
或等于1”,因此,要作的假设是方程x3+ax+b=0没有实根.
2.(2017北京,20,13分)设{an}和{bn}是两个等差数列,记 cn=max{b1-a1n,b2-a2n,…,bn-ann}(n=1,2,3,…),
其中max{x1,x2,…,xs}表示x1,x2,…,xs这s个数中最大的数.
2 -2xn+1+(xn+1+2)ln(1+xn+1)=f(xn+1)≥0, 因此 xn 1
xn xn1 (n∈N*). 故2xn+1-xn≤ 2
(3)因为xn=xn+1+ln(1+xn+1)≤xn+1+xn+1=2xn+1,所以xn≥ n 1 .
n n 1 由 ≥2xn+1-xn得 - ≥2 >0, 2 2 x x 2
B组
考点一
自主命题·省(区、市)卷题组
合情推理与演绎推理
1.(2016北京,8,5分)袋中装有偶数个球,其中红球、黑球各占一半.甲、乙、丙是三个空盒.每次 从袋中任意取出两个球,将其中一个球放入甲盒,如果这个球是红球,就将另一个球放入乙盒,否
则就放入丙盒.重复上述过程,直到袋中所有球都被放入盒中,则 (
卡片上相同的数字不是1.”丙说:“我的卡片上的数字之和不是5.”则甲的卡片上的数字是
. 答案 1和3 解析 由丙说的话可知丙的卡片上的数字一定不是2和3.若丙的卡片上的数字是1和2,则乙的卡 片上的数字是2和3,甲的卡片上的数字是1和3,满足题意;若丙的卡片上的数字是1和3,则乙的卡 片上的数字是2和3,此时,甲的卡片上的数字只能是1和2,不满足题意.故甲的卡片上的数字是1和3. 思路分析 先由丙说的话判定丙的卡片上的数字一定不是2和3,再按丙的卡片上的数字为1和2, 1和3分类讨论即可解题. 名师点睛 确定一人,从他说的话入手去判断,各个击破,从而得到结论.
(1)若an=n,bn=2n-1,求c1,c2,c3的值,并证明{cn}是等差数列;
n (2)证明:或者对任意正数M,存在正整数m,当n≥m时, >M;或者存在正整数m,使得cm,cm+1,cm+2,…
c n
是等差数列.
解析 本题考查等差数列,不等式,合情推理等知识,考查综合分析,归纳抽象,推理论证能力. (1)c1=b1-a1=1-1=0,
4.(2014陕西,14,5分)观察分析下表中的数据: 多面体 三棱柱 面数(F) 5 顶点数(V) 6 棱数(E) 9
五棱锥
6
6
8 .
10
12
立方体 6 猜想一般凸多面体中F,V,E所满足的等式是 答案 F+V-E=2
解析 观察表中数据,并计算F+V分别为11,12,14,又其对应E分别为9,10,12,容易观察并猜想F+V
cn=b1-a1n+(n-1)max{d2,0}=b1-a1+(n-1)(max{d2,0}-a1).
此时,c1,c2,c3,…,cn,…是等差数列. ③当d1<0时,
d d1 cn b1 a1n (n 1)(d 2 nd1 ) 所以 = n n b1 d 2 =n(-d1)+d1-a1+d2+ n
2.(2017北京,14,5分)三名工人加工同一种零件,他们在一天中的工作情况如图所示,其中点Ai的 横、纵坐标分别为第i名工人上午的工作时间和加工的零件数,点Bi的横、纵坐标分别为第i名工
人下午的工作时间和加工的零件数,i=1,2,3.
①记Qi为第i名工人在这一天中加工的零件总数,则Q1,Q2,Q3中最大的是 ②记pi为第i名工人在这一天中平均每小时加工的零件数,则p1,p2,p3中最大的是 ; .
c2=max{b1-2a1,b2-2a2}=max{1-2×1,3-2×2}=-1,
c3=max{b1-3a1,b2-3a2,b3-3a3}=max{1-3×1,3-3×2,5-3×3}=-2. 当n≥3时, (bk+1-nak+1)-(bk-nak)=(bk+1-bk)-n(ak+1-ak)=2-n<0,
误;同样,假设袋中有两个红球和两个黑球,第一次取出两个红球,则乙盒中有一个红球,第二次必 然拿出两个黑球,则丙盒中有一个黑球,此时乙盒中红球多于丙盒中的红球,C错误.故选B. 解法二:设袋中共有2n个球,最终放入甲盒中k个红球,放入乙盒中s个红球.依题意知,甲盒中有(n-
k)个黑球,乙盒中共有k个球,其中红球有s个,黑球有(k-s)个,丙盒中共有(n-k)个球,其中红球有(n-ks)个,黑球有(n-k)-(n-k-s)=s个.所以乙盒中红球与丙盒中黑球一样多.故选B.
-E=2.
考点二
直接证明与间接证明
)
1.(2014山东,4,5分)用反证法证明命题“设a,b为实数,则方程x3+ax+b=0至少有一个实根”时,要
作的假设是 (
A.方程x3+ax+b=0没有实根 B.方程x3+ax+b=0至多有一个实根 C.方程x3+ax+b=0至多有两个实根 D.方程x3+ax+b=0恰好有两个实根 答案 A 因为“方程x3+ax+b=0至少有一个实根”等价于“方程x3+ax+b=0的实根的个数大于
(1)用数学归纳法证明:xn>0.
当n=1时,x1=1>0. 假设n=k时,xk>0,那么n=k+1时,若xk+1≤0,则0<xk=xk+1+ln(1+xk+1)≤0,矛盾,故xk+1>0. 因此xn>0(n∈N*).所以xn=xn+1+ln(1+xn+1)>xn+1.
因此0<xn+1<xn(n∈N*).
1 2
xx
1
1
1
1
n 1
n
n-2 ≥…≥2n-1 所以 - ≥ 2 =2 , x 2 x 2 x 2
1 1
n
1
1
1
2 .综上, n 1 ≤xn≤ n 2 (n∈N ).
1
2
1 2
1
2
所以bk-nak关于k∈N*单调递减.
所以cn=max{b1-a1n,b2-a2n,…,bn-ann}=b1-a1n=1-n. 所以对任意n≥1,cn=1-n,于是cn+1-cn=-1, 所以{cn}是等差数列.
(2)设数列{an}和{bn}的公差分别为d1,d2,则bk-nak=b1+(k-1)d2-[a1+(k-1)d1]n=b1-a1n+(d2-nd1)(k-1).
由1变为0).
已知某种二元码x1x2…x7的码元满足如下校验方程组:
x4 x5 x6 x7 0, x2 x3 x6 x7 0, x x x x 0, 3 5 7 1
其中运算⊕定义为:0⊕0=0,0⊕1=1,1⊕0=1,1⊕1=0.
高考理数
(课标专用)
第十四章 推理与证明
五年高考
A组 统一命题·课标卷题组
1.(2017课标全国Ⅱ,7,5分)甲、乙、丙、丁四位同学一起去向老师询问成语竞赛的成绩.老师说: 你们四人中有2位优秀,2位良好,我现在给甲看乙、丙的成绩,给乙看丙的成绩,给丁看甲的成绩. 看后甲对大家说:我还是不知道我的成绩.根据以上信息,则 ( A.乙可以知道四人的成绩 C.乙、丁可以知道对方的成绩 答案 D B.丁可以知道四人的成绩 D.乙、丁可以知道自己的成绩 )
方法总结 1.证明数列单调性的方法. ①差比法:作差an+1-an,然后分解因式,判断符号,或构造函数,利用导数求函数的值域,从而判断其 符号.
n 1 n 1 ②商比法:作商 ,判断 与1的大小,同时注意an的正负.
(2)由xn=xn+1+ln(1+xn+1)得,
2 xnxn+1-4xn+1+2xn= -2xn+1+(xn+1+2)ln(1+xn+1). xn 1
记函数f(x)=x2-2x+(x+2)ln(1+x)(x≥0),
2 x x +ln(1+x)>0(x>0). f '(x)=
2
x 1
函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,所以f(x)≥f(0)=0,