《推理与证明》课时训练集

  • 格式:doc
  • 大小:106.00 KB
  • 文档页数:10

课时训练一合情推理与演绎推理一、选择题1.下面几种推理过程是演绎推理的是(A )A.两条直线平行,同旁内角互补,由此若∠A,∠B是两条平行直线被第三条直线所截得的同旁内角,则∠A+∠B=180°B.某校高三(1)班有55人,高三(2)班有54人,高三(3)班有52人,由此得出高三所有班人数超过50人C.由平面三角形的性质,推测空间四面体的性质D.在数列{a n}中,a1=1,a n=12(a n-1+1a n-1)(n≥2),由此归纳出{a n}的通项公式2.观察等式:sin230°+cos260°+sin30°cos60°=3 4,sin220°+cos250°+sin20°cos50°=3 4,sin215°+cos245°+sin15°cos45°=3 4 .由此得出以下推广命题不.正确的是( A )A.sin2α+cos2β+sinαcosβ=3 4B.sin2(α-30°)+cos2α+sin(α-30°)cosα=3 4C.sin2(α-15°)+cos2(α+15°)+sin(α-15°)cos(α+15°)=3 4D.sin2α+cos2(α+30°)+sinαcos(α+30°)=3 43.下面给出了关于复数的四种类比推理:①复数的加减法运算可以类比多项式的加减法运算法则;②由向量a的性质|a|2=a2类比得到复数z的性质|z|2=z2;③方程ax2+bx+c=0(a,b,c∈R)有两个不同实数根的条件是b2-4ac>0可以类比得到:方程az2+bz+c=0(a,b,c∈C)有两个不同复数根的条件是b2-4ac>0;④由向量加法的几何意义可以类比得到复数加法的几何意义.其中类比得到的结论错误的是( C )A.①③B.②④C.②③D.①④4.如图所示,面积为S的平面凸四边形的第i条边的边长记为a i(i=1,2,3,4),此四边形内任一点P 到第i 条边的距离记为h i (i =1,2,3,4),若a 11=a 22=a 33=a 44=k ,则∑i =14(ih i )=2Sk.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∑i =14(iH i )=( B )A.4VKB.3V KC.2V KD.VK5.如图,椭圆中心在坐标原点,F 为左焦点,当FB ⊥AB 时,其离心率为5-12,此类椭圆被称为“黄金椭圆”.类比“黄金椭圆”,可推算出“黄金双曲线”的离心率e 等于( A )A.5+12B.5-12C.5-1D.5+1二、填空题(共3小题,每小题5分,满分15分)6.(2011·泉州模拟)给出下列不等式:23+53>22·5+2·52,24+54>23·5+2·53,252+552>22·512+212·52,….请将上述不等式在左右两端仍为两项和的情况下加以推广,使上述不等式成为推广不等式的特例,则推广的不等式为a m +n+bm +n>a m b n +a n b m(a ,b>0,a≠b,m ,n>0)______ _7.(2011·南宁模拟)已知结论:在正三角形ABC 中,若D 是边BC 的中点,G 是三角形ABC 的重心,则AGGD =2.若把该结论推广到空间中,则有如下结论:在棱长都相等的四面体ABCD 中,若△BCD 的中心为M ,四面体内部一点O 到四面体各面的距离都相等,则AO OM=_____3___.三、解答题8.已知:sin 230°+sin 290°+sin 2150°=32,sin 25°+sin 265°+sin 2125°=32.通过观察上述两等式的规律,请你写出一般性的命题,并给出证明. 解:一般性的命题为sin 2(α-60°)+sin 2α+sin 2(α+60°)=32.证明如下: 左边=1-cos 2α-120°2+1-cos2α2+1-cos 2α+120°2=32-12[cos(2α-120°)+cos2α+cos(2α+120°)] =32=右边.∴结论正确. 9.已知椭圆具有性质:若M 、N 是椭圆C 上关于原点对称的两个点,点P 是椭圆上任意一点,当直线PM 、PN 的斜率都存在,并记为k PM 、k PN 时,那么k PM 与k PN 之积是与点P 的位置无关的定值.试对双曲线x 2a 2-y2b2=1写出具有类似特性的性质,并加以证明.解:类似的性质为:若M 、N 是双曲线x 2a 2-y2b 2=1上关于原点对称的两个点,点P 是双曲线上任意一点,当直线PM 、PN 的斜率都存在,并记为k PM 、k PN 时,那么k PM 与k PN 之积是与点P 的位置无关的定值.证明:设点M 、P 的坐标分别为(m ,n)、(x ,y),则N(-m ,-n). 因为点M(m ,n)在已知双曲线上, 所以n 2=b 2a 2m 2-b 2.同理y 2=b 2a2x 2-b 2.则k PM ·k PN =y -n x -m ·y +n x +m =y 2-n 2x 2-m 2=b 2a 2·x 2-m 2x 2-m 2=b2a2(定值).10.设{a n }是集合{2t+2s|0≤s<t ,且s 、t ∈Z}中所有的数从小到大排列成的数列,即a 1=3,a 2=5,a 3=6,a 4=9,a 5=10,a 6=12,…,将数列{a n }各项按照上小下大,左小右大的原则写成如下的三角形数表.3 5 6 9 10 12 … … … … … … … … …(1)写出这个三角形数表的第四行、第五行. (2)求a 100.解:用记号(s,t)表示s、t的取值,那么数列{a n}中的项对应的(s,t)构成一个三角形表,第一行右边的数是“1”,第二行右边的数是“2”,第三行右边的数是“3”;于是第四行右边的数便是“4”;第五行右边的数是“5”,而左边的那个数总是从“0”开始逐个递增,因此(1)第四行数是20+24=17,21+24=18,22+24=20,23+24=24;第五行数是20+25=33,21+25=34,22+25=36,23+25=40,24+25=48.(2)由1+2+3+…+13=1313+12=91,知a100是第十四行中的第9个数,于是a100=28+214=16640.课时训练二直接证明与间接证明一、选择题1.(2010·延边州质检)函数y=x2+5x+15x+2(x≥0)的最小值为( B )A.6 B.7 C.7 D.9 2.f(x)=2x+31-x的最大值为( C )A.5 B.121313C.13D.5223.下列结论:①(1+x)n>1+nx(x∈R,n∈N*) ②(1+x)n>1+nx(x>-1,n∈R)③(1+x)n>1+nx(x>-1,0<n<1) ④(1+x)n≤1+nx(x>-1,0<n<1)⑤(1+x)n≥1+nx(x>-1,n<0)其中正确的个数为( B )A.1个B.2个C.3个D.4个4.若不等式|ax+2|<4的解集为(-1,3),则实数a等于(D )A.8 B.2 C.-4 D.-25.设a、b、c为正数,且a+2b+3c=13,则3a+2b+c的最大值为( C )A.1693B.133C.1333D.136.对任意x∈R,|2-x|+|3+x|≥a2-4a恒成立,则a的取值范围是( A ) A.-1≤a≤5 B.-1<a≤5C.-1≤a<5 D.-1<a<57.已知0<a<1b,且M=11+a+11+b,N=a1+a+b1+b,则M、N的大小关系是( B )A.M<N B.M>N C.M=N D.不确定8.设a、b、c∈R,且a2+2b2+3c2=6,则a+b+c的最小值为( B )A.11 B.-11 C.336 D.11.9.设a1、a2、…、a n都是正数,b1、b2、…、b n是a1、a2、…、a n的任一排列,则a1b1-1+a2b2-1+…+an b n-1的最小值是( B )A.1 B.n C.n2D.无法确定10.(2010·江苏泰州)若对任意x∈A,y∈B,(A⊆R,B⊆R)有唯一确定的f(x,y)与之对应,则称f(x,y)为关于x,y的二元函数.满足下列性质的二元函数f(x,y)称为关于实数x,y的广义“距离”:(1)非负性:f(x,y)≥0,当且仅当x=y时取等号;(2)对称性:f(x,y)=f(y,x);(3)三角形不等式:f(x,y)≤f(x,z)+f(z,y)对任意的实数z均成立.今给出三个二元函数:①f(x,y)=|x-y|;②f(x,y)=(x-y)2;③f(x,y)=x-y.其中能够成为关于x,y的广义“距离”的二元函数的序号是( A )A.① B.①② C.②③ D.①②③[答案] A[解析] 对函数f(x,y)=|x-y|,∵f(x,y)≥0,当且仅当x=y时取等号,满足非负性;f(y,x)=|y-x|=|x-y|=f(x,y),满足对称性;由|a+b|≤|a|+|b|得|x-y|=|(x-z)+(z-y)|≤|x-z|+|z-y|对任意的实数z 均成立.即f(x,y)≤f(x,z)+f(z,y),满足三角形不等式.故①满足广义“距离”.对函数f(x,y)=(x-y)2,显然满足非负性和对称性.∵当z=0时,f(x,y)-[f(x,0)+f(0,y)]=-2xy,显然不恒小于等于零,故不满足三角形不等式,故②不满足广义“距离”.对函数f(x,y)=x-y,显然不满足对称性.故③不满足广义“距离”.故选A.二、填空题11.(2010·陕西文)不等式|2x-1|<3的解集为________.[答案] {x|-1<x<2}12.(2010·南京调研)设函数f(x)=|x-1|+|x-2|,则不等式f(x)>3的解集为________.[答案] (-∞,0)∪(3,+∞)13.(2010·江苏无锡市调研)已知c 是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的半焦距,则b +ca 的取值范围是________.[答案] (1,2]14.设m =a 2b 2+5,n =2ab -a 2-4a ,若m>n ,则实数a ,b 满足的条件是________. [答案] ab≠1或a≠-2 三、解答题15.(2010·江苏)设a 、b 为非负实数,求证:a 3+b 3≥ab(a 2+b 2). [解析] ∵a,b 是非负实数, ∴a 3+b 3-ab(a 2+b 2)=a2a(a -b)+b2b(b -a)=(a -b)((a)5-(b)5).当a≥b 时,a ≥b ,从而(a)5≥(b)5,得(a -b)((a)5-(b)5)≥0; 当a<b 时,a<b ,从而(a)5<(b)5,得(a -b)((a)5-(b)5)>0. 所以a 3+b 3≥ab(a 2+b 2).16.(2010·辽宁省实验中学模考)已知关于x 的不等式|x -3|+|x -4|<a. (1)当a =2时,解上述不等式;(2)如果关于x 的不等式|x -3|+|x -4|<a 的解集为空集,求实数a 的取值范围. [解析] (1)a =2时,原不等式为|x -3|+|x -4|<2, 当x<3时,原不等式化为7-2x<2,解得x>52,∴52<x<3,当3≤x≤4时,原不等式化为1<2,∴3≤x≤4. 当x>4时,原不等式化为2x -7<2,解得x<92,∴4<x<92.综上,原不等式解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪52<x<92. (2)解法一:作出函数y =|x -3|+|x -4|与y =a 的图象,若使|x -3|+|x -4|<a 解集为空集,只须y =|x -3|+|x -4|图象在y =a 的图象的上方,或y =a 与y =1重合,∴a≤1.所以a 的范围为(-∞,1].解法二:y =|x -3|+|x -4|=⎩⎪⎨⎪⎧2x -7 x≥41 3≤x≤47-2x x<3.当x≥4时,y≥1当3≤x<4时,y =1当x<3时,y>1综上y≥1,原问题等价为a≤[|x-3|+|x -4|]min ∴a≤1.解法三:∵|x-3|+|x -4|≥|x-3-x +4|=1,当且仅当(x -3)(x -4)≤0时,上式取等号,∴a≤1.17.(2010·福建龙岩市质检)已知a ,b ,c∈(0,+∞),且1a +2b +3c =2,求a +2b +3c 的最小值及取得最小值时a ,b ,c 的值.[解析] ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +2b +3c (a +2b +3c)=⎝⎛⎭⎪⎫1a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫2b 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫3c 2[(a)2+(2b)2+(3c)2]≥⎝⎛⎭⎪⎫1a ·a +2b·2b +3c ·3c 2=36. 又1a +2b +3c=2,∴a+2b +3c≥18,当且仅当1a a =2b 2b =3c 3c, 即a =b =c =3时等号成立.∴当a =b =c =3时,a +2b +3c 取得最小值18.课时训练三 数学归纳法一、选择题(共6个小题,每小题5分,满分30分) 1.已知f(n)=1n +1n +1+1n +2+…+1n 2,则( D )A .f(n)中共有n 项,当n =2时,f(2)=12+13B .f(n)中共有n +1项,当n =2时,f(2)=12+13+14C .f(n)中共有n 2-n 项,当n =2时,f(2)=12+13D .f(n)中共有n 2-n +1项,当n =2时,f(2)=12+13+142.利用数学归纳法证明不等式1+12+13+…+12n -1<f(n)(n≥2,n ∈N *)的过程,由n=k 到n =k +1时,左边增加了( D )A .1项B .k 项C .2k -1项 D .2k项3.用数学归纳法证明“当n 为正奇数时,x n +y n能被x +y 整除”,第二步归纳假设应写成( B )A .假设n =2k +1(k ∈N *)正确,再推n =2k +3正确 B .假设n =2k -1(k ∈N *)正确,再推n =2k +1正确 C .假设n =k(k ∈N *)正确,再推n =k +1正确 D .假设n =k(k≥1)正确,再推n =k +2正确 4.下列代数式(其中k ∈N *)能被9整除的是( D ) A .6+6·7kB .2+7k -1C .2(2+7k +1)D .3(2+7k)5.满足1×2+2×3+3×4+…+n(n +1)=3n 2-3n +2的自然数n 等于( C ) A .1B .1或2C .1,2,3D .1,2,3,46.对于不等式n 2+n <n +1(n ∈N *),某同学的证明过程如下: (1)当n =1时,12+1<1+1,不等式成立. (2)假设当n =k(k ∈N *)时,不等式成立, 即k 2+k <k +1, 则当n =k +1时,k +12+k +1=k 2+3k +2<k 2+3k +2+k +2=k +22=(k +1)+1,∴当n =k +1时,不等式成立.则上述证法( D )A .过程全部正确B .n =1验得不正确C .归纳假设不正确D .从n =k 到n =k +1的推理不正确 二、填空题(共3小题,每小题5分,满分15分)7.观察下列不等式:1>12,1+12+13>1,1+12+13+…+17>32,1+12+13+…+115>2,1+12+13+…+131>52,…,由此猜测第n 个不等式为____________(n ∈N *). 答案:1+12+13+…+12n -1>n28.如图,这是一个正六边形的序列:则第n 个图形的边数为__5n +1.______.9.(2011·青岛模拟)若数列{a n }的通项公式a n =1n +1,记c n =2(1-a 1)(1-a 2)…(1-a n ),试通过计算c 1,c 2,c 3的值,推测c n =__n +2n +1______.三、解答题10.数列{a n }满足S n =2n -a n (n ∈N *).(1)计算a 1,a 2,a 3,a 4,并由此猜想通项公式a n ; (2)用数学归纳法证明(1)中的猜想. 解:(1)a 1=1,a 2=32,a 3=74,a 4=158,由此猜想a n =2n-12n -1(n ∈N *).(2)证明:当n =1时,a 1=1,结论成立. 假设n =k(k≥1且k ∈N *)时,结论成立, 即a k =2k-12k -1,那么n =k +1(k≥1且k ∈N *)时,a k +1=S k +1-S k =2(k +1)-a k +1-2k +a k =2+a k -a k +1. ∴2a k +1=2+a k .∴a k +1=2+a k 2=2+2k-12k -12=2k +1-12k, 这表明n =k +1时,结论成立. ∴a n =2n-12(n ∈N *).11.(2010·江苏高考)已知△ABC 的三边长都是有理数. (1)求证:cosA 是有理数;(2)求证:对任意正整数n ,cosnA 是有理数.证明:(1)由AB 、BC 、AC 为有理数及余弦定理知cosA =AB 2+AC 2-BC22AB·AC 是有理数.(2)用数学归纳法证明cosnA 和sinA·sinnA 都是有理数.①当n =1时,由(1)知cosA 是有理数,从而有sinA·sinA=1-cos 2A 也是有理数. ②假设当n =k(k≥1)时,coskA 和sinA·sinkA 都是有理数. 当n =k +1时,由cos(k +1)A =cosA·coskA-sinA·sinkA,sinA·sin(k+1)A =sinA·(sinA·coskA+cosA·sinkA) =(sinA·sinA)·coskA+(sinA·sinkA)·cosA,及①和归纳假设,知cos(k +1)A 与sinA·sin(k+1)A 都是有理数. 即当n =k +1时,结论成立.综合①、②可知,对任意正整数n,cosnA 是有理数.12.已知数列{a n}中,a1=2,a n+1=(2-1)(a n+2),n=1,2,3,….(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若数列{b n}中,b1=2,b n+1=3b n+42b n+3,n=1,2,3,…,证明:2<b n≤a4n-3,n=1,2,3,….解:(1)因为a n+1=(2-1)(a n+2)=(2-1)(a n-2)+(2-1)(2+2)=(2-1)(a n-2)+2,所以a n+1-2=(2-1)(a n-2).所以数列{a n-2}是首项为2-2,公比为2-1的等比数列,所以a n-2=2(2-1)n,即{a n}的通项公式a n=2[(2-1)n+1],n=1,2,3,….(2)用数学归纳法证明:(ⅰ)当n=1时,因为2<2=b1=a1=2,所以2<b1≤a1,结论成立;(ⅱ)假设当n=k(k≥1且k∈N*)时,结论成立,即2<b k≤a4k-3,即0<b k-2≤a4k-3- 2.当n=k+1时,b k+1-2=3b k+42b k+3-2=3-22b k+4-322b k+3=3-22b k-22b k+3>0,又12b k+3<122+3=3-2 2.所以b k+1-2=3-22b k-22b k+3<(3-22)2(b k-2)≤(2-1)4(a4k-3-2)=a4k+1- 2.也就是说,当n=k+1时,结论成立.根据(ⅰ)和 (ⅱ)知,2<b n≤a4n-3,n=1,2,3,….。