2013届高三数学复习资料 综合法、分析法与反证法

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数学证明题的八种方法

数学证明题的八种方法

常见的证明方法有综合法、分析法、反证法、归纳法、类比法等。

分析法分析法是一种从结论到题设的逻辑推理方法,也就是执果索因法的证明方法。

分析法的证明路径与综合法恰恰相反。

反证法由于原命题与逆否命题等效,所以当证明原命题有困难或者无法证明时,可以考虑证明它的逆否命题,通过正确推理如果逆否命题正确或者推出与原命题题设、公理、定理等不相容的结论,从而判定结论的反面不成立,也就证明了原命题的结论是正确的。

反证法视逆否命题的题设也就是原命题的结论的反面的情况又分为两种:1)归谬法:若结论的反面只有一种情况,那么把这种情况推翻就达到证明的目的了。

2)穷举法:若结论的反面不只一种情况,则必须将所有情况都驳倒,这样才能达到证明的目的。

前三种方法也叫演绎法。

都是按照“从一般到特殊”的思维过程进行推理的。

归纳法归纳法或归纳推理,有时叫做归纳逻辑,是从个别性知识,引出一般性知识的推理,是由已知真的前提,引出可能真的结论。

它把特性或关系归结到基于对特殊的代表的有限观察的类型;或公式表达基于对反复再现的现象的模式的有限观察的规律。

归纳法有如下几类:1)不完全归纳法所谓不完全归纳法就是通过对某类事物的真子集逐个进行考察,发现它们具有某种性质,就大胆预见某类事物具有某种性质。

2)完全归纳法完全归纳法也叫枚举归纳法。

某类事物可分为有限种情况,如果通过逐个考察,各种情况都具有某种性质,则可以归纳地得出结论,某类事物均具有某种性质。

3)数学归纳法如果某类事物有可数无限多种情况,就无法逐个考察各种情况都具有某种性质。

数学归纳法是一种用递推的办法,通过“有限”解决“无限”的一种方法,它是用归纳法证明命题的巨大飞跃。

类比法它也叫“比较类推法”,类比推理是根据两个或两类对象有部分属性相同,从而推出它们的其他属性也相同的推理。

简称类推、类比。

或者由一类事物所具有的某种属性,可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。

其结论必须由实验来检验,类比对象间共有的属性越多,则类比结论的可靠性越大。

综合法、分析法和分析综合法

综合法、分析法和分析综合法

综合法、分析法和分析综合法证明一个数学命题,重要的是寻找“条件”(已知)与“结论”(未知)之间的逻辑关系.寻找的方法通常分成正面思考和反面思考两大类.正面思考的方法有综合法、分析法和分析综合法等,反面思考的方法有反证法和同一法等.(一)综合法所谓综合法就是从“已知条件”出发,运用已学过的数学知识(定义、公理、定理等),一步步地进行推理,直至导出“结论”为止.综合法以“结论”为目标,由“已知”推出“可知”,逐步靠拢目标.因例1 如图1-1.已知:α⊥β,b⊥β且bα.求证:b∥α.【分析】由α⊥β和平面与平面垂直的性质定理可知,在α内,作垂直于α与β交线的直线c必垂直于β.从而由b⊥β、c⊥β和直线与平面垂直的性质定理可得,b与c重合或平行.若b与c重合,则bα,与已知条件bα不合;若 b∥c,则 b∥α.【证明】设α∩β=m,在α内作直线c⊥m.【解说】用综合法证明立体几何题,从“已知”过渡到“可知”时,必须注意挖掘几何图形的性质,充分运用性质定理去推证,这是综合法证题的一个规律.例2 如图1-2.已知:在四面体ABCD中,AB⊥DC,AC⊥BD.求证:AD⊥BC.【分析】由AB⊥DC和AC⊥BD可得出什么?注意到CD、BD都在平面BCD内,AB、AC都是这个平面的斜线,这样,已知条件就是平面BCD的两条斜线与该平面内的两条直线分别垂直.因此,由三垂线定理的逆定理可得,两条斜线的射影也分别垂直于这两条直线.于是,作AH垂直于平面BCD,垂足为H,连结BH、CH、DH,则BH⊥CD,CH⊥BD.从而H是△BDC的垂心,可知DH⊥BC.由DH是AD 在平面BDC内的射影和三垂线定理,可得AD⊥BC.【证明】如图1-2.过A作AH垂直于平面BCD,垂足为H,连结BH、CH、DH.(二)分析法所谓分析法就是从“结论”入手,去追溯“结论”成立的条件(即在什么条件下“结论”成立),再把所得的条件作为结论,去寻找这个新结论成立的条件.像这样,追根求源,一直追溯到“已知”为止.例3如图1-3.已知A1B1C1—ABC是正三棱柱,D是AC的中点.求证:AB1∥平面DBC1.(1994年全国高考文科、理科试题)【分析】欲证AB1∥平面DBC1,即证AB1平行于平面DBC1内的一条直线.由于D是AC的中点,联想△CAB1的中位线的性质,只需找到B1C的中点E.而由已知易得B1BCC1是矩形,B1C与BC1的交点就是E.【证明】连结B1C、BC1,设B1C∩BC1=E,再连结DE.【解说】在本例的分析中,用分析法作了一番探索后,发现了由“已知”通向“未知”的思维过程,为综合法证明铺平了道路.例4 如图1-4.已知:在四面体ABCD中,AC=BC,AD=BD.求证:AB⊥DC.【分析1】欲证 AB⊥DC,由直线与平面垂直的性质知,需证AB垂直于过DC 的某个平面.因此,需找两条相交直线,它们都垂直于AB,且与DC共面.因AB 是△CAB和△DAB的公共边,问题转化为在AB上是否存在一点M,使AB⊥MC,且AB⊥MD,但这由已知条件CA=CB和DA=DB可知.【证法1】设M是AB的中点,连结MC和MD.【分析2】如图1-5.AB在平面ABD内,CD与这个平面相交.要证AB⊥CD,若CD是平面ABD的斜线,则问题转化为证CD在平面ABD内的射影 DH(CH⊥平面ABD)垂直于AB.因DA=DB,只需证∠ADH=∠BDH.由DA=DB知,只需证AH=BH,这可由CA=CB得出.若CD⊥平面ABD,则易得CD⊥AB.【证法2】(1)当CD不垂直于平面DAB时(如图1-5),过C作CH⊥平面DAB,垂足为H,连结AH、BH、DH.于是,由(1)、(2)可知,CD⊥AB.【解说】这两种证法都需要添置适当的辅助线,而这些辅助线都是在探索“结论”成立的条件中发现的.因此,分析法是立体几何中添置辅助线的一种重要方法.(三)分析综合法综合法由“条件”靠拢“结论”是正向思维,分析法由“结论”追溯“条件”是逆向思维.因此,在思维方法上,这两种方法构成一对矛盾.分析法和综合法是证明数学命题的两种有效方法,在立体几何中都大有用武之地,但是,使用这两种方法要灵活机动,因题制宜,不可拘泥于某一种方法.有的题目,单用一种方法简直到了山穷水尽疑无路的地步,一旦改换另一种方法,思维沿着相反的方向进行,就会出现柳暗花明又一村的美景.因此,一旦把两种方法结合起来,互相穿插使用,便能加快解题速度.这样,分析法和综合法互相配合就产生了分析综合法.这种方法从一个命题的两头(“条件”和“结论”)向中间靠拢,思路清晰,目标明确,思维集中,容易找到问题的突破口,发现解题途径.例5 如图1-6,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,E∈BB1,截面A1EC⊥侧面AC1.求证:BE=EB1.(1996年全国高考理科试题改编)在平面A1CE内可作EG⊥A1C于G,设AC的中点为F,连BF、FG,【证明】如图1-6.在截面A1EC内,过E作EG⊥A1C于G,则由截面EA1C⊥侧面A1C,得EG⊥侧面A1C.■设F是AC的中点,连结BF、FG,则由BA=BC,得BF⊥AC.∵平面ABC⊥侧面AC1,∴BF⊥侧面AC1.∴BF∥EG.从而BF、EG确定一个平面,这个平面与侧面A1C的交线为FG.又 BE∥侧面A1C,∴BE∥FG.于是 BE=FG.在△CAA1中,∵FG∥BE,BE∥AA1,∴FG∥AA1.又 F是AC的中点,。

2.2.2反证法

2.2.2反证法

所以假设不成立, 是有理数成立。 所以假设不成立,2是有理数成立。
应用反证法的情形: 应用反证法的情形: (1)直接证明困难; (1)直接证明困难; 直接证明困难 (2)需分成很多类进行讨论; (2)需分成很多类进行讨论; 需分成很多类进行讨论 (3)结论为“至少” (3)结论为“至少”、“至多”、“有无穷多个 结论为 至多” 这一类的命题; 这一类的命题; (4)结论为 唯一”类的命题。 (4)结论为 “唯一”类的命题。
正难则反! 正难则反
推理 合情推理 (归纳、类比) 归纳、类比) 证明 直接证明 分析法、综合法) (分析法、综合法) 间接证明 反证法) (反证法) 演绎推理 三段论) (三段论)
数学—公理化思想 数学 公理化思想
分析:假设C没有撒谎, 则C真. 分析:假设C没有撒谎, 那么A假且B - - 那么A假且B假; 由 A假 , 知 B真 . 这与B假矛盾. 这与B假矛盾. 那么假设C没有撒谎不成立, 那么假设C没有撒谎不成立, 必定是在撒谎. 则C必定是在撒谎.
引例2: 引例 :
将9个球分别染成红色或白色。那么 个球分别染成红色或白色。 无论怎样染,至少有5个球是同色的。 无论怎样染,至少有5个球是同色的。你 能证明这个结论吗? 能证明这个结论吗? 间接证明: 间接证明: 不是直接从原命题的条件逐步 推得命题成立的证明方法。 推得命题成立的证明方法。 反证法是一种常用的间接证明的方法。 反证法是一种常用的间接证明的方法。 是一种常用的间接证明的方法
经过正确 一般地,假设原命题不成立, 一般地,假设原命题不成立, 因此说明假设错 的推理,最后得出矛盾。 的推理,最后得出矛盾。 这样的证明 从而证明了原命题成立, 误,从而证明了原命题成立, 方法叫做反证法 归谬法)。 反证法( 方法叫做反证法(归谬法)。 其过程包括: 其过程包括:

3.4 反证法

3.4 反证法

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第三章 推理与证明
栏目导引
用反证法证明问题时一般叙述过程是: ①否定结论⇒A⇒B⇒C; 与课本公理抵触 与已学定理不相容 与本题题设冲突 ②而 C 不合理 与临时假定违背 自相矛盾 与事实矛盾 ③因为结论不能与事实矛盾,故结论成立.
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第三章 推理与证明
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反证法可以证明的命题范围相当广泛.如:唯一性问题, 无限性问题,肯定性问题,否定性问题,存在性问题,不等式 问题,等式问题,函数问题,整除问题,几何问题等.常见的 基本题型是: (1)一些基本定理; (2)“否定性”命题; (3)“唯一性”命题; (4)“必然性”命题; (5)“至少”、“至多”命题.
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第三章 推理与证明
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[证明过程] 假设a2+b2+c2+d2+ab+cd=1, 因为ad-bc=1,所以a2 +b2 +c2 +d2 +ab+cd+bc-ad=0, 即(a+b)2+(c+d)2+(a-d)2+(b+c)2=0, 所以a+b=0,c+d=0,a-d=0,b+c=0, 所以a=b=c=d=0,这与已知条件ad-bc=1矛盾. 故假设不成立,所以a2+b2+c2+d2+ab+cd≠1.
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第三章 推理与证明
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常见的“结论词”与“反设词”归纳如下: 原结 至少有一个 至多有一个 至少有n个 论词
至多有n个
至多有(n- 至少有(n 反设 一个也没有 +1)个 至少有两个) 1)个 (不存在 词
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第三章 推理与证明
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原结论词 反设词
只有一个 没有或至 少有两个
对任意x成立 存在某个x不成立
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第三章 推理与证明
栏目导引
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第三章 推理与证明

2013届高考一轮数学复习理科课件(人教版)第6课时 直接证明与间接证明

2013届高考一轮数学复习理科课件(人教版)第6课时 直接证明与间接证明

第七章
第6课时
高考调研
(2)满足条件的x0不存在. 证明如下: 证法一 成立,
高三数学(新课标版· 理)
1 假设存在x0>0,使|g(x)-g(x0)|< 对任意x>0 x
2 即对任意x>0,有lnx<g(x0)<lnx+ ,(*) x 但对上述x0,取x1=eg(x0)时,有lnx1=g(x0),这与(*) 左边不等式矛盾,
第七章 第6课时
高考调研
高三数学(新课标版· 理)
探究2 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或是要证命题的 已知条件时则所证命题得证.
1 又g(x)=lnx+ >lnx,而x>1时,lnx的值域为(0,+ x ∞), ∴x≥1时,g(x)的值域为[1,+∞), 从而可取一个x1>1,使g(x1)≥g(x0)+1, 1 即g(x1)-g(x0)≥1,故|g(x1)-g(x0)|≥1> ,与假设矛 x1 盾. 1 ∴不存在x0>0,使|g(x)-g(x0)|< 对任意x>0成立. x
第七章
第6课时
高考调研
高三数学(新课标版· 理)
(2)利用反证法证明问题时,要注意与之矛盾的定理 不能是用本题的结论证明的定理,否则,将出现循环论 证的错误.
第七章
第6课时
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2.分析法 一般地,从要 证明的结论 出发,逐步寻求使它成立 的 充分条件 ,直至最后,把要证明的结论归结为判定一 个明显成立的条件(已知条件、定理、定义、公理等)为 止.这种证明的方法叫做分析法.

2.2.2反证法

2.2.2反证法

警察局里有5名嫌疑犯,他们分别做了如下口供: A说:这里有1个人说谎. B说:这里有2个人说谎. C说:这里有3个人说谎. D说:这里有4个人说谎. E说:这里有5个人说谎.
聪明的同学们,假如你是警察,你觉得谁说了真话?
你会释放谁?
请与大家分享你的判断!
第28页,共29页。
第29页,共29页。
第2章 推理与证明 2.2.2 间接证明(反证法)
第1页,共29页。
复习
利用已知条件和某些数学定义、公理、定理等,经
过一系列的推理论证,最后推导出所要证明的结论成 立,这种证明方法叫做综合法
用P表示已知条件、已有的定义、公理、定 理等,Q表示所要证明的结论.
则综合法用框图表示为:
P Q1
Q1 Q2 Q2 Q3
第20页,共29页。
练习1.求证方程2x=3有且仅有一个实根. 证明:∵2x=3, ∴x=log23,这说明方程有一个根.
下面用反证法证明根的唯一性.
假设方程2x=3有两个根b1,b2(b1≠b2),则2b1= 3,2b2=3,两式相除得2b1-b2=1, 如果b1-b2>0,则2b1-b2>1,这与2b1-b2=1相
常用反证法.
(2)常用的“原结论词”与“反设词”归纳如下表:
至多有一 至少有
原结论词 至少有一个

n个
至多有n个
反设词
一个也没有 至少有两 至多有
至少有n+1个
(不存在)
个 n-1个
第19页,共29页。
5.已知 x,y>0,且 x+y>2.
求证:1+y x,1+x y中至少有一个小于 2. 证明:假设1+y x,1+x y都不小于 2. 即1+y x≥2,1+x y≥2. ∵x>0,y>0,∴1+x≥2y,1+y≥2x. ∴2+x+y≥2(x+y), 即 x+y≤2,这与已知 x+y>2 矛盾. ∴1+y x,1+x y中至少有一个小于 2.

证明方法中的几种方法

自主梳理1.直接证明(1)综合法①定义:利用已知条件和某些数学定义、定理、公理等,经过一系列的________,最后推导出所要证明的结论________,这种证明方法叫做综合法. ②框图表示:P ⇒Q 1→Q 1⇒Q 2→Q 2⇒Q 3→…→Q n ⇒Q (其中P 表示已知条件,Q 表示要证的结论).(2)分析法①定义:从________________出发,逐步寻求使它成立的__________,直至最后,把要证明的结论归结为判定一个明显成立的条件(已知条件、定理、定义、公理等).这种证明的方法叫做分析法.②框图表示:Q ⇐P 1→P 1⇐P 2→P 2⇐P 3→…→得到一个明显成立的条件.2.间接证明反证法:假设原命题__________(即在原命题的条件下,结论不成立),经过正确的推理,最后得出________,因此说明假设错误,从而证明了原命题成立,这样的证明方法叫做反证法.1)①推理论证 成立 (2)①要证明的结论 充分条件2.不成立 矛盾自我检测1.分析法是从要证的结论出发,寻求使它成立的( )A .充分条件B .必要条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件2.用反证法证明“如果a >b ,那么3a >3b ”的假设内容应是( )A.3a =3bB.3a <3bC.3a =3b 且3a <3bD.3a =3b 或3a <3b3.设a 、b 、c 是互不相等的正数,则下列不等式中不恒成立的是( )A .|a -c |≤|a -b |+|c -b |B .a 2+1a 2≥a +1aC.a +3-a +1<a +2-aD .|a -b |+1a -b≥2 4.(2010·广东)在集合{a ,b ,c ,d }上定义两种运算⊕和⊗如下:那么d ⊗(a ⊕c )等于( )A .aB .bC .cD .d5.设x 、y 、z ∈R +,a =x +1y ,b =y +1z ,c =z +1x,则a 、b 、c 三数( ) A .至少有一个不大于2 B .都小于2C .至少有一个不小于2D .都大于2。

数学归纳法


¬q ⇒r ⇒L⇒t
问题1 今天,据观察第一个到学校的是男同学, 问题1:今天,据观察第一个到学校的是男同学, 第二个到学校的也是男同学, 第二个到学校的也是男同学,第三个到学校的还是 男同学,于是得出:这所学校里的学生都是男同学。 男同学,于是得出:这所学校里的学生都是男同学。 数列{a 的通项公式为a 问题 2:数列{an}的通项公式为an=(n2-5n+5)2, 计算得 a1=1,a2=1, a3 =1, 于是猜出数列 的通项公式为: {an}的通项公式为:an=1. 问题3 三角形的内角和为180 180° 问题3:三角形的内角和为180°,四边形的内角和 180° 角和为3 180° 于是有: 为2 · 180°,五边形的内 角和为3 · 180°,于是有: 边形的内角和为(n (n180° 凸n边形的内角和为(n-2) · 180°. 问题4 数列为{1,2,4,8} {1,2,4,8}, 问题4:数列为{1,2,4,8},则它的通项公式为 (n≤4, an=2n-1(n≤4,n∈N* ) 请问: 以上四个结论正确吗?为什么? 请问: 以上四个结论正确吗?为什么? 得出 以上结论所用的方法有什么共同点和什么不同点
n +n 2
4
2
当n=k+1时, 时
k +k L假设n = k(k ∈N )时成立,即1+ 2 +L+ k = )时 2
4 * 2
2
多少项? 2k+1 多少项?
1+2+3+…+k2+ (k2+1)+(k2+2)+…+(k+1)2 k4 + k2 2 = +(k2 +1)+(k2 + 2)+L+ + +1) (k 2 2 4 k +k = +(2k+1)k2 +(1+ 2 +L+ 2k +1) 2 k4 + 4k3 + 7k2 + 6k + 2 = 22 4 3 3 2 2 k + 2k + k + 2k + 4k + 2k + 2k + 4k + 2 = 2 2 4 2 2 2 2 (k +1) +(k +1) k (k +1) + 2k(k+1) + 2(k+1) = L = 2 2

高中数学选修1-2《反证法》

王戎回答说:“树在道边而多子,此必苦李.”
小伙伴摘取一个尝了一下果然是苦李.
王戎是怎样知道李子是苦的呢?他运用了怎样的推理 方法?
假设李子不是苦的,即李子是甜的, 那么这长在人来人往的大路边的李子会不会被过 路人摘去解渴呢? 那么,树上的李子还会这么多吗?
这与事实矛盾吗?说 明李子是甜的这个假设 是错的还是对的?
分析:所谓至少有一个,就是不可能没有,要证
“至少有一个”只要证明它的反面“两个都”不 成立即可.
注:“至少”、“至多” 型命题常用反证法
例5 求证:2 是无理数。
证:假设 2是有理数,
则存在互质的整数m,n使得 2 = m , n
∴ m = 2n ∴ m2 = 2n2
∴ m2是偶数,从而m必是偶数,故设m = 2k(k∈N)
复习
1 、直接证明的两种基本证法: 综合法 分析法。
2、这两种证法的推证过程和特点:
综合法 已知条件
……
分析法 结论
……
…… 结论
…… 已知条件
由因导果 执果索因
3、在实际解题时,如何应用这两种证法:
通常用分析法寻求解题思路,再用综合法书写过程
路边苦李
王戎7岁时,与小伙 伴们外出游玩,看到 路边的李树上结满了 果子.小伙伴们纷纷 去摘取果子,只有王 戎站在原地不动.
则ax1 = b,ax2 = b ∴ ax1 = ax2 ∴ ax1 - ax2 = 0 ∴a(x1 - x2)= 0 ∵ x1 ≠ x2,x1 - x2 ≠ 0 ∴a = 0 与已知a ≠ 0矛盾, 故假设不成立,结论成立。
例4:已知x>0,y>0,x+y>2,
求证: 1 x ,1 y 中至少有一个小于2。 yx

2.3数学归纳法

2.3 数学归纳法
问题提出
1.归纳推理的基本特征是什么?
由个别事实概括出一般结论.
2.综合法,分析法和反证法的基本思 想分别是什么? 综合法:由已知推未知,逐步推出未知. 反证法:假设结论不成立,推出矛盾得 证明.
分析法:由未知探需知,逐步推向已知.
3.归纳推理能帮助我们发现一般结 论,但得出的结论不一定正确,即使正 确也需要经过严格的证明才能肯定其真 实性.
1 1 1 1 练习 2.用数学归纳法证明 + + +„+ 1· 2 2· 3 3· 4 n(n+1) n = (n∈N*),从“n=k 到 n=k+1”时,等式左边需要增 n+1 添的项是 1 A. k(k+1) 1 1 B. + k(k+1) (k+1)(k+2) 1 C. k(k+2) 1 D. (k+1)(k+2) ( )
k- 1
-1)能被 36 整
除,这就说,当 n=k+ 1)(2)可知对一切正整数 n 都有 f(n)=(2n+7)· 3n+ 9 能被 36 整除, m 的最大值为 36.
点评: 本题解决的关键是通过 n 的取特殊值猜想这 样的正整数 m 存在,然后利用数学归纳法加以证明.用 数学归纳推证 n= k+1 成立时,关键是掌握加一个数与 减一个数的恒等式变形,将 n= k+ 1 的形式用 n= k 时的 形式表示.
[答案]
D
[ 解析 ] 1 k(k+1)
1 1 当 n = k 时,等式左边= + + „ + 1· 2 2· 3
1 1 1 当 n=k+1 时,等式左边=1· 2+2· 3+„+k(k+1)+ 1 (k+1)(k+2) 1 两者比较需添加的项为 . (k+1)(k+2) 故应选 D.
1 1 1 127 3.用数学归纳法证明不等式 1+2+4+„+ n-1> 64 成 2 立时,起始值 n 至少应取为 A.7 C.9
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2013届高三数学复习资料 综合法、分析法与反证法
一、选择题(每小题6分,共36分)
1.用分析法证明:欲使①A>B,只需②C<D,这里①是②的( )
A.充分条件 B.必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【解析】 分析法证明的本质是证明结论的充分条件成立,即②⇒①,所以①是②的必
要条件.
【答案】 B
2.设a=lg2+lg5,b=ex(x<0),则a与b大小关系为( )
A.a>b B.a<b
C.a=b D.a≤b
【解析】 ∵a=lg2+lg5=lg10=1,
而b=ex<e0=1,故a>b.
【答案】 A
3.若a、b、c是不全相等的正数,给出下列判断
①(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≠0;
②a>b与a<b及a=b中至少有一个成立;
③a≠c,b≠c,a≠b不能同时成立.
其中判断正确的个数是( )
A.0 B.1
C.2 D.3
【解析】 ①②正确,③中,a≠c,b≠c,a≠b可能同时成立,如a=1,b=2,c=3.
【答案】 C
4.对于平面α和共面的直线m、n,下列命题中真命题是( )
A.若m⊥α,m⊥n,则n∥α
B.若m∥α,n∥α,则m∥n
C.若m⊂α,n∥α,则m∥n
D.若m、n与α所成的角相等,则m∥n
【解析】 对于平面α和共面的直线m、n,真命题是“若m⊂α,n∥α,则m∥n”,
选C.
【答案】 C

5.设x,y,z∈(0,+∞),a=x+1y,b=y+1z,c=z+1x,则a,b,c三数( )
A.至少有一个不大于2 B.都小于2
C.至少有一个不小于2 D.都大于2

【解析】 a+b+c=x+1y+y+1z+z+1x≥6,
因此a,b,c至少有一个不小于2.
【答案】 C
6.设a,b∈R,则“a+b=1”是“4ab≤1”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件

【解析】 若“a+b=1”,则4ab=4a(1-a)=-4a-122+1≤1;若“4ab≤1”,取a
=-4,b=1,a+b=-3,即“a+b=1”不成立;则“a+b=1”是“4ab≤1”的充分不必
要条件,故选A.
【答案】 A
二、填空题(每小题6分,共18分)
7.若记号“※”表示求两个实数a和b的算术平均数的运算,即a※b=a+b2,则两边
均含有运算符号“※”和“+”,且对于任意3个实数a,b,c都能成立一个等式可以是
________.

【解析】 ∵a※b=a+b2,b※a=b+a2,
∴a※b+c=b※a+c.
【答案】 a※b+c=b※a+c
8.如果aa+bb>ab+ba,则a、b应满足的条件是________.
【解析】 ∵aa+bb>ab+ba⇔(a-b)2(a+b)>0⇔a≥0,b≥0且a≠b.
【答案】 a≥0,b≥0且a≠b
9.已知函数f(x)=ax+2a+1,当x∈[-1,1]时,f(x)有正值也有负值,则实数a的取值
范围为________.
【解析】 由题意得f(x)=ax+2a+1为斜率不为0的直线,
由单调性知f(1)·f(-1)<0,
∴(a+2a+1)·(2a-a+1)<0,

∴-1<a<-13.

【答案】 -1<a<-13
三、解答题(共46分)
10.(15分)在△ABC中,∠A、∠B、 ∠C的对边分别为a、b、c,若a、b、c三边的
倒数成等差数列,求证:∠B<90°.
【证明】 假设∠B<90°不成立,即∠B≥90°,从而∠B是△ABC的最大角,∴b是
△ABC的最大边,即b>a,b>c.

∴1a>1b,1c>1b.相加得1a+1c>1b+1b=2b,

与1a+1c=2b矛盾.
故∠B≥90°不成立.
11.(15分)已知a>0,1b-1a>1, 求证:1+a>11-b.

【证明】 证法一:由已知1b-1a>1及a>0,可知b>0,
要证1+a>11-b,
可证1+a·1-b>1,
即证1+a-b-ab>1,这只需证a-b-ab>0,即a-bab>1,即1b-1a>1,
而这正是已知条件,以上各步均可逆推,所以原不等式得证.
证法二:1b-1a>1及a>0,可知1>b>0,

∵1b-1a>1,
∴a-b-ab>0,1+a-b-ab>1,(1+a)(1-b)>1.
由a>0,1-b>0,得1+a·1-b>1,即1+a>11-b.
12.(16分)设数列{an}是公比为q的等比数列,Sn是它的前n项和.
(1)求证:数列{Sn}不是等比数列;
(2)数列{Sn}是等差数列吗?为什么?
【解析】 (1)证明:假设数列{Sn}是等比数列,则S22=S1S3,
即a12(1+q)2=a1·a1(1+q+q2),
因为a1≠0,所以(1+q)2=1+q+q2,即q=0,这与公比q≠0矛盾,
所以数列{Sn}不是等比数列.
(2)当q=1时,{Sn}是等差数列;当q≠1时,{Sn}不是等差数列,否则2S2=S1+S3,
即2a1(1+q)=a1+a1(1+q+q2),得q=0,这与公比q≠0矛盾,所以数列{Sn}不是等差数列.

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