高中数学推理证明
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高中数学四大推理方法搞定证明题一、合情推理1.归纳推理是由部分到整体,由个别到一样的推理,在进行归纳时,要先依照已知的部分个体,把它们适当变形,找出它们之间的联系,从而归纳出一样结论;2.类比推理是由专门到专门的推理,是两类类似的对象之间的推理,其中一个对象具有某个性质,则另一个对象也具有类似的性质。
在进行类比时,要充分考虑已知对象性质的推理过程,然后类比推导类比对象的性质。
二、演绎推理演绎推理是由一样到专门的推理,数学的证明过程要紧是通过演绎推理进行的,只要采纳的演绎推理的大前提、小前提和推理形式是正确的,其结论一定是正确,一定要注意推理过程的正确性与完备性。
三、直截了当证明与间接证明直截了当证明是相关于间接证明说的,综合法和分析法是两种常见的直截了当证明。
综合法一样地,利用已知条件和某些数学定义、定理、公理等,通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(或顺推证法、由因导果法)。
分析法一样地,从要证明的结论动身,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,这种证明方法叫做分析法。
间接证明是相关于直截了当证明说的,反证法是间接证明常用的方法。
假设原命题不成立,通过正确的推理,最后得出矛盾,因此说明假设错误,从而证明原命题成立,这种证明方法叫做反证法。
要练说,得练看。
看与说是统一的,看不准就难以说得好。
练看,确实是训练幼儿的观看能力,扩大幼儿的认知范畴,让幼儿在观看事物、观看生活、观看自然的活动中,积存词汇、明白得词义、进展语言。
在运用观看法组织活动时,我着眼观看于观看对象的选择,着力于观看过程的指导,着重于幼儿观看能力和语言表达能力的提高。
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高中数学中的数学推理与证明方法讲解数学是一门严谨而又精确的学科,其中的推理与证明方法是数学学习中的重要内容。
在高中数学中,学生需要通过推理和证明来解决问题,提高数学思维能力和逻辑思维能力。
本文将从数学推理的基本概念开始,逐步介绍高中数学中常用的数学推理与证明方法。
一、数学推理的基本概念数学推理是指通过逻辑推理和演绎法来得出结论的过程。
在数学中,推理分为直接推理和间接推理两种形式。
1. 直接推理直接推理是通过已知的命题和已知的推理规则,从已知的前提出发,推导出结论的过程。
直接推理是数学证明中最基本和常用的推理方法之一。
例如,已知命题“若a=b,b=c,则a=c”,我们可以通过直接推理得出结论“若a=b,b=c,则a=c”。
2. 间接推理间接推理是通过反证法来进行推理的方法。
当我们无法通过直接推理得出结论时,可以尝试使用间接推理。
间接推理的基本思想是假设所要证明的结论不成立,然后通过推理推导出矛盾的结论,从而证明所要证明的结论是成立的。
例如,要证明命题“根号2是无理数”,可以采用反证法,假设根号2是有理数,然后通过推理得出矛盾的结论,从而证明根号2是无理数。
二、数学推理与证明方法在高中数学中,有许多常用的数学推理与证明方法。
下面将介绍其中几种常见的方法。
1. 数学归纳法数学归纳法是一种常用的证明方法,适用于证明一些具有递推关系的命题。
数学归纳法的基本思想是:首先证明当n=1时命题成立,然后假设当n=k时命题成立,再证明当n=k+1时命题也成立,由此可得出结论:对于任意正整数n,命题都成立。
例如,要证明命题“1+2+3+...+n=n(n+1)/2”,可以使用数学归纳法。
首先,当n=1时,命题成立;然后假设当n=k时命题成立,即1+2+3+...+k=k(k+1)/2成立;再证明当n=k+1时命题也成立,即1+2+3+...+k+(k+1)=(k+1)(k+2)/2成立。
由此可得出结论:对于任意正整数n,命题都成立。
5.2.1 直接证明:分析法与综合法[读教材·填要点]综合法和分析法综合法分析法定义 从数学题的已知条件出发,经过逐步的逻辑推理,最后达到待证结论或需求的问题,称为综合法从数学题的待证结论或需求问题出发,一步一步地探索下去,最后达到题设的已知条件,称为分析法特点从“已知”看“可知”,由因导果,寻找必要条件从“未知”看“需知”,执果索因,寻找充分条件[小问题·大思维]1.综合法与分析法的推理过程是合情推理还是演绎推理?提示:综合法与分析法的推理过程是演绎推理,因为综合法与分析法的每一步推理都是严密的逻辑推理,从而得到的每一个结论都是正确的,不同于合情推理中的“猜想”.2.综合法与分析法有什么区别?提示:综合法是从已知条件出发,逐步推向未知,每步寻找的是必要条件;分析法是从待求结论出发,逐步靠拢已知,每步寻找的是充分条件.综合法的应用已知a ,b 是正数,且a +b =1,求证:1a +1b≥4.[自主解答] 法一:∵a ,b ∈R +且a +b =1, ∴a +b ≥2ab . ∴ab ≤12.∴1a +1b =a +b ab =1ab≥4.当且仅当a =b =12时,取“=”号.法二:∵a ,b ∈R +, ∴a +b ≥2ab >0,1a +1b ≥21ab>0.∴(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b ≥4.又因为a +b =1, ∴1a +1b≥4.当且仅当a =b =12时,取“=”号.法三:∵a ,b ∈R +,且a +b =1, ∴1a +1b =a +b a +a +b b=1+b a +ab +1≥2+2a b ·ba=4. 当且仅当a =b =12时,取“=”号.保持例题条件不变,求证:4a +1b≥9.证明:法一:∵a >0,b >0,且a +b =1. ∴4a +1b=4a +b a +a +b b =4+4b a +ab+1 ≥5+24b a ·ab=5+4=9.当且仅当4b a =a b ,即a =2b =23时等号成立.法二:∵a >0,b >0,且a +b =1. ∴4a +1b=(a +b )·⎝ ⎛⎭⎪⎫4a +1b =4+4b a +a b+1≥5+24b a ·ab=5+4=9.当且仅当4b a =a b ,即a =2b =23时等号成立.综合法证明问题的步骤(1)分析条件,选择方向:确定已知条件和结论间的联系,合理选择相关定义、定理等. (2)转化条件,组织过程:将条件合理转化,书写出严密的证明过程. 特别地,根据题目特点选取合适的证法可以简化解题过程.1.在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 所对的边,若a 2=b (b +c ),求证:A =2B . 证明:∵a 2=b (b +c ),∴cos A =b 2+c 2-a 22bc =b 2+c 2-b 2+bc 2bc =c -b 2b,cos 2B =2cos 2B -1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+c 2-b 22ac 2-1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫b +c 2a 2-1=b +c 2-2b b +c 2b b +c =c -b 2b , ∴cos A =cos 2B .又A ,B 是三角形的内角,∴A =2B .分析法的应用当a +b >0时,求证:a 2+b 2≥22(a +b ). [自主解答] 要证 a 2+b 2≥22(a +b ), 只需证(a 2+b 2)2≥⎣⎢⎡⎦⎥⎤22a +b 2, 即证a 2+b 2≥12(a 2+b 2+2ab ),即证a 2+b 2≥2ab .因为a 2+b 2≥2ab 对一切实数恒成立, 所以a 2+b 2≥22(a +b )成立.综上所述,不等式得证.分析法的证明过程及书写形式(1)证明过程:确定结论与已知条件间的联系,合理选择相关定义、定理对结论进行转化,直到获得一个显而易见的命题即可.(2)书写形式:要证…,只需证…,即证…,然后得到一个明显成立的条件,所以结论成立.2.已知a>6,求证:a-3-a-4<a-5-a-6.证明:法一:要证a-3-a-4<a-5-a-6,只需证a-3+a-6<a-5+a-4⇐(a-3+a-6)2<(a-5+a-4)2⇐2a-9+2a-3a-6<2a-9+2a-5a-4⇐a-3a-6<a-5a-4⇐(a-3)(a-6)<(a-5)(a-4)⇐18<20,因为18<20显然成立,所以原不等式a-3-a-4<a-5-a-6成立.法二:要证a-3-a-4<a-5-a-6,只需证1a-3+a-4<1a-5+a-6,只需证a-3+a-4>a-5+a-6.∵a>6,∴a-3>0,a-4>0,a-5>0,a-6>0.又∵a-3>a-5,∴a-3>a-5,同理有a-4>a-6,则a-3+a-4>a-5+a-6.∴a-3-a-4<a-5-a-6.综合法与分析法的综合应用已知△ABC的三个内角A,B,C为等差数列,且a,b,c分别为角A,B,C的对边,求证:(a+b)-1+(b+c)-1=3(a+b+c)-1.[自主解答] 法一:要证(a+b)-1+(b+c)-1=3(a +b +c )-1, 只需证1a +b +1b +c =3a +b +c, 即证a +b +c a +b +a +b +cb +c=3, 化简,得c a +b +ab +c=1,即c (b +c )+(a +b )a =(a +b )(b +c ). 所以只需证c 2+a 2=b 2+ac .因为△ABC 的三个内角A ,B ,C 成等差数列, 所以B =60°,所以cos B =a 2+c 2-b 22ac =12.所以a 2+c 2-b 2=ac ,所以原式成立.法二:因为△ABC 的三个内角A ,B ,C 成等差数列, 所以B =60°.由余弦定理,有b 2=c 2+a 2-2ac cos 60°, 所以c 2+a 2=ac +b 2. 两边加ab +bc ,得c (b +c )+a (a +b )=(a +b )(b +c ),两边同时除以(a +b )(b +c ),得ca +b +ab +c=1,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫c a +b +1+⎝ ⎛⎭⎪⎫a b +c +1=3. 即1a +b +1b +c =3a +b +c. 所以(a +b )-1+(b +c )-1=3(a +b +c )-1.综合法与分析法的适用X 围 (1)综合法适用的X 围:①定义明确的题型,如证明函数的单调性、奇偶性,求证无条件的等式或不等式问题等; ②已知条件明确,且容易通过找已知条件的必要条件逼近欲得结论的题型.(2)分析法适用的X围:已知条件不明确,或已知条件简便而结论式子较复杂的问题.3.(1)设x≥1,y≥1,证明:x+y+1xy ≤1x+1y+xy;(2)设1<a≤b≤c,证明:log a b+log b c+log c a≤log b a+log c b+log a c. 证明:(1)由于x≥1,y≥1,所以x+y+1xy≤1x+1y+xy⇔xy(x+y)+1≤y+x+(xy)2.将上式中的右式减左式,得[y+x+(xy)2]-[xy(x+y)+1]=[(xy)2-1]-[xy(x+y)-(x+y)]=(xy+1)(xy-1)-(x+y)(xy-1)=(xy-1)(xy-x-y+1)=(xy-1)(x-1)(y-1).又x≥1,y≥1,所以(xy-1)(x-1)(y-1)≥0,从而所要证明的不等式成立.(2)设log a b=x,log b c=y,由对数的换底公式得log c a=1xy ,log b a=1x,log c b=1y,log a c=xy.于是,所要证明的不等式即为x+y+1xy≤1x+1y+xy,其中x=log a b≥1,y=log b c≥1.故由(1)可知所要证明的不等式成立.已知a,b,c∈R且不全相等,求证:a2+b2+c2>ab+bc+ca. [证明] 法一:(分析法)要证a2+b2+c2>ab+bc+ca,只需证2(a2+b2+c2)>2(ab+bc+ca),只需证(a2+b2-2ab)+(b2+c2-2bc)+(c2+a2-2ca)>0,只需证(a -b )2+(b -c )2+(c -a )2>0, 因为a ,b ,c ∈R ,所以(a -b )2≥0,(b -c )2≥0,(c -a )2≥0. 又因为a ,b ,c 不全相等, 所以(a -b )2+(b -c )2+(c -a )2>0. 所以原不等式a 2+b 2+c 2>ab +bc +ca 成立. 法二:(综合法) 因为a ,b ,c ∈R ,所以(a -b )2≥0,(b -c )2≥0,(c -a )2≥0. 又因为a ,b ,c 不全相等, 所以(a -b )2+(b -c )2+(c -a )2>0.所以(a 2+b 2-2ab )+(b 2+c 2-2bc )+(c 2+a 2-2ca )>0. 所以2(a 2+b 2+c 2)>2(ab +bc +ca ). 所以a 2+b 2+c 2>ab +bc +ca .1.命题“对于任意角θ,cos 4θ-sin 4θ=cos 2θ”的证明过程:“cos 4θ-sin 4θ=(cos 2θ-sin 2θ)(cos 2θ+sin 2θ)=cos 2θ-sin 2θ=cos 2θ”,此过程应用了( )A .分析法B .综合法C .综合法、分析法综合使用D .间接证明法解析:结合推理及分析法和综合法的定义可知,B 正确. 答案:B2.在△ABC 中,若sin B sin C =cos 2A2,则下列等式一定成立的是( )A .A =B B .A =C C .B =CD .A =B =C解析:∵sin B sin C =cos 2A 2=1+cos A 2=1-cos B +C 2, ∴cos(B +C )=1-2sin B sin C ,∴cos B cos C -sin B sin C =1-2sin B sin C , ∴cos B cos C +sin B sin C =1,∴cos(B -C )=1.又0<B <π,0<C <π,∴-π<B -C <π,∴B =C . 答案:C3.分析法又称执果索因法,若用分析法证明“设a >b >c ,且a +b +c =0,求证:b 2-ac <3a ”索的因应是( )A .a -b >0B .a -c >0C .(a -b )(a -c )>0D .(a -b )(a -c )<0解析:b 2-ac <3a ⇔b 2-ac <3a 2⇔(a +c )2-ac <3a 2⇔a 2+2ac +c 2-ac -3a 2<0⇔-2a 2+ac +c 2<0⇔2a 2-ac -c 2>0⇔(a -c )(2a +c )>0⇔(a -c )(a -b )>0. 答案:C4.命题“函数f (x )=x -x ln x 在区间(0,1)上是增函数”的证明过程“对函数f (x )=x -x ln x 求导得f ′(x )=-ln x ,当x ∈(0,1)时,f ′(x )=-ln x >0,故函数f (x )在区间(0,1)上是增函数”应用了________的证明方法.解析:由证明过程可知,该证明方法为综合法. 答案:综合法5.将下面用分析法证明a 2+b 22≥ab 的步骤补充完整:要证a 2+b 22≥ab ,只需证a 2+b 2≥2ab ,也就是证______,即证________,由于________显然成立,因此原不等式成立.答案:a 2+b 2-2ab ≥0 (a -b )2≥0 (a -b )2≥06.已知x >0,y >0,且x +y =1,试分别用综合法与分析法证明:⎝⎛⎭⎪⎫1+1x ⎝⎛⎭⎪⎫1+1y ≥9.证明:法一:(综合法) 左边=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+x +y x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+x +y y =⎝ ⎛⎭⎪⎫2+y x ⎝ ⎛⎭⎪⎫2+x y =4+2⎝⎛⎭⎪⎫y x +xy+1≥5+4=9. 当且仅当x =y =12时等号成立.法二:(分析法)要证⎝⎛⎭⎪⎫1+1x ⎝⎛⎭⎪⎫1+1y ≥9成立,∵x ,y ∈R +且x +y =1,∴y =1-x . 只需证明⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+11-x ≥9成立,即证(1+x )(1-x +1)≥9x (1-x ), 即证2+x -x 2≥9x -9x 2,即证4x 2-4x +1≥0,即证(2x -1)2≥0,此式显然成立, 所以原不等式成立.一、选择题1.已知a ,b ,c ∈R ,那么下列命题中正确的是( ) A .若a >b ,则ac 2>bc 2B .若a c >b c,则a >b C .若a 3>b 3且ab <0,则1a >1bD .若a 2>b 2且ab >0,则1a <1b解析:对于A :若c =0,则A 不成立,故A 错; 对于B :若c <0,则B 不成立,B 错; 对于C :若a 3>b 3且ab <0, 则⎩⎪⎨⎪⎧a >0,b <0,所以1a >1b,故C 对;对于D :若⎩⎪⎨⎪⎧a <0,b <0,则D 不成立.答案:C2.设a >0,b >0,若3是3a 与3b的等比中项,则1a +1b的最小值为( )A .8B .4C .1 D.14解析:3是3a 与3b 的等比中项⇒3a ·3b =3⇒3a +b=3⇒a +b =1,因为a >0,b >0,所以ab ≤a +b 2=12⇒ab ≤14, 所以1a +1b =a +b ab =1ab ≥114=4.答案:B3.已知△ABC 中,cos A +cos B >0,则必有( ) A .0<A +B <πB .0<A +B <π2C.π2<A +B <π D.π2≤A +B <π 解析:由cos A +cos B >0,得cos A >-cos B , ∴cos A >cos(π-B ).∵0<A <π,0<B <π,且y =cos x 在x ∈(0,π)上单调递减. ∴A <π-B .∴A +B <π,即0<A +B <π. 答案:A4.已知实数a ,b ,c 满足a +b +c =0,abc >0,则1a +1b +1c的值( )A .一定是正数B .一定是负数C .可能是零D .正、负不能确定解析:∵a +b +c =0,∴(a +b +c )2=0. ∴a 2+b 2+c 2+2(ab +bc +ac )=0. ∴ab +bc +ac =-12(a 2+b 2+c 2)<0.又abc >0,∴1a +1b +1c =ab +bc +acabc<0.答案:B 二、填空题5.如果a a +b b >a b +b a ,则实数a ,b 应满足的条件是________________. 解析:a a +b b >a b +b a ⇔a a -a b >b a -b b ⇔a (a -b )>b (a -b )⇔(a -b )(a -b )>0 ⇔(a +b )(a -b )2>0, 故只需a ≠b 且a ,b 都不小于零即可.答案:a ≥0,b ≥0且a ≠b6.若a =ln 22,b =ln 33,c =ln 55,则a ,b ,c 的大小关系为____________. 解析:利用函数单调性.设f (x )=ln x x ,则f ′(x )=1-ln x x2, ∴0<x <e 时,f ′(x )>0,f (x )单调递增;x >e 时,f ′(x )<0,f (x )单调递减.又a =ln 44,∴b >a >c . 答案:c <a <b7.已知p =a +1a -2(a >2),q =2-a 2+4a -2(a >2),则p 与q 的大小关系是________. 解析:p =a -2+1a -2+2≥2a -2·1a -2+2=4,当且仅当a =3时等号成立. -a 2+4a -2=2-(a -2)2<2,∴q <22=4≤p .答案:p >q8.若对任意x >0,x x 2+3x +1≤a 恒成立,则a 的取值X 围是________. 解析:∵a ≥x x 2+3x +1=1x +1x+3对任意x >0恒成立, 设μ=x +1x+3(x >0). ∴只需a ≥1μ恒成立即可. 又∵μ=x +1x+3≥5,当且仅当x =1时“=”成立. ∴0<1μ≤15.∴a ≥15. 答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫15,+∞ 三、解答题9.已知数列{a n }的首项a 1=5,S n +1=2S n +n +5,(n ∈N *).(1)证明数列{a n +1}是等比数列. (2)求a n .解:(1)证明:由条件得S n =2S n -1+(n -1)+5(n ≥2)①又S n +1=2S n +n +5,②②-①得a n +1=2a n +1(n ≥2),所以a n +1+1a n +1=2a n +1+1a n +1=2a n +1a n +1=2. 又n =1时,S 2=2S 1+1+5,且a 1=5,所以a 2=11,所以a 2+1a 1+1=11+15+1=2, 所以数列{a n +1}是以2为公比的等比数列.(2)因为a 1+1=6,所以a n +1=6×2n -1=3×2n , 所以a n =3×2n -1.10.已知a ,b ,m 为非零实数,且a 2+b 2+2-m =0,1a 2+4b2+1-2m =0. (1)求证:1a 2+4b 2≥9a 2+b 2; (2)求证:m ≥72. 证明:(1)(分析法)要证1a 2+4b 2≥9a 2+b2成立, 只需证⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2+4b 2(a 2+b 2)≥9, 即证1+4+b 2a 2+4a 2b 2≥9,即证b 2a 2+4a 2b2≥4. 根据基本不等式,有b 2a 2+4a 2b2≥2 b 2a 2·4a 2b 2=4成立, 所以原不等式成立.(2)(综合法)因为a 2+b 2=m -2,1a 2+4b2=2m -1, 由(1),知(m -2)(2m -1)≥9,即2m 2-5m -7≥0,解得m ≤-1或m ≥72. 因为a 2+b 2=m -2>0,1a 2+4b 2=2m -1>0, 所以m ≥72.。
高中数学推理证明题的常用证明方法及实例解析在高中数学中,推理证明题是一种常见的题型,要求学生运用已知的条件和基本的数学知识,通过逻辑推理和证明方法来得出结论。
这类题目不仅考察学生的数学思维能力,还培养了学生的逻辑思维和分析问题的能力。
本文将介绍一些常用的证明方法,并通过具体的题目解析,帮助读者更好地理解和应用这些方法。
一、直接证明法直接证明法是最常见的证明方法之一,它通过逻辑推理和运用已知条件来得出结论。
具体步骤如下:1. 首先,我们要明确问题的要求,即要证明的结论是什么。
2. 其次,我们要分析已知条件,找到与结论相关的条件和信息。
3. 然后,我们要根据已知条件和结论,通过逻辑推理和数学运算,一步一步地推导出结论。
4. 最后,我们要对证明过程进行总结,确保每一步的推理都是合理的,并且符合数学规律。
下面通过一个具体的例子来说明直接证明法的应用。
【例题】已知:直角三角形ABC中,∠B=90°,AB=BC。
证明:∠ABC=45°。
【解析】根据已知条件,我们可以得到∠B=90°和AB=BC。
接下来,我们通过直接证明法来证明∠ABC=45°。
由于∠B=90°,所以∠ABC+∠BCA=90°。
(三角形内角和定理)又因为AB=BC,所以∠BCA=∠ABC。
(等腰三角形的性质)将上述两个等式带入∠ABC+∠BCA=90°中,得到∠ABC+∠ABC=90°。
化简得到2∠ABC=90°,即∠ABC=45°。
因此,我们通过直接证明法证明了∠ABC=45°。
二、间接证明法间接证明法是一种通过反证法来证明结论的方法。
它假设结论不成立,然后通过逻辑推理推导出矛盾的结论,从而反驳了假设,证明了结论的正确性。
具体步骤如下:1. 首先,我们要明确问题的要求,即要证明的结论是什么。
2. 其次,我们要假设结论不成立,即假设反面命题成立。
演绎推理例1: 请你把不等式“若21,a a 是正实数,则有21122221a a a a a a +≥+”推广到一般情形,并证明你的结论。
答案: 推广的结论:若 n a a a ,,,21 都是正数, n n n n a a a a a a a a a a a ++≥+++-211212322221 证明: ∵n a a a ,,,21 都是正数 ∴ 122212a a a a ≥+,211222a a a a ≥+ ………,1212--≥+n n n n a a a a ,n n a a a a 2112≥+ n n n n a a a a a a a a a a a ++≥+++-211212322221例2:已知:23150sin 90sin 30sin 222=++ ; 23125sin 65sin 5sin 222=++ 通过观察上述两等式的规律,请你写出一般性的命题: _____________________________________________________=23 ( * ) 并给出( * )式的证明。
答案:一般形式: 23)120(sin )60(sin sin 222=++++ ααα 证明:左边 = 2)2402cos(12)1202cos(122cos 1 +-++-+-ααα = )]2402cos()1202cos(2[cos 2123 ++++-ααα = -+-+- 240cos 2cos 120sin 2sin 120cos 2cos 2[cos 2123ααα]240sin 2sin α = ]2sin 232cos 212sin 232cos 212[cos 2123ααααα+----= 右边=23 例3已知,a b c >> 求证:114.a b b c a c+≥--- 证明:a c a c a b b c a b b c a b b c a b b c ---+--+-+=+----224b c a b a b b c --=++≥+=--,()a b c >> 1144,.a c a c a b b c a b b c a c--∴+≥∴+≥----- 例4若a 、b 、c 是不全相等的正数,求证:∵a ,b ,c ∈R +,abc 成立.上式两边同取常用对数,得例5若定义在实数集R 上的函数()y f x =满足:①对于任意x R ∈,()()f x f x -=-;②函数()y f x =在[0,)+∞上递增求证:函数()y f x =在实数集上R 递增(定义法)证明:任取12,x x R ∈且12x x <(1)若120x x ≤<,则由②可知12()()f x f x <(2)若120x x <≤,则120x x ->-≥,由②可知12()()f x f x ->-由①可得12()()f x f x ->-,即12()()f x f x <(3)若120x x <<,则由前两种情况的证明可知,12()(0),(0)()f x f f f x <<∴12()()f x f x <综上,对于任意的12,x x R ∈且12x x <,总有12()()f x f x <成立∴函数()y f x =在实数集上R 递增课外练习基础题:1.有一段演绎推理是这样的:“直线平行于平面,则平行于平面内所有直线;已知直线 b ⊆/平面α,直线a ≠⊂平面α,直线b ∥平面α,则直线b ∥直线a ”的结论显然是错误的,这是因为 ( )A.大前提错误B.小前提错误C.推理形式错误D.非以上错误答案:A 。
第二章 推理与证明2.1.1 合情推理与演绎推理(1)归纳推理【要点梳理】1、从一个或几个已知命题得出另一个新命题的思维过程称为 任何推理包括 和 两个部分。
是推理所依据的命题,它告诉我们 是什么, 是根据前提推得的命题,它告诉我们 是什么。
2、从个别事实中推演车一般性的结论的推理通常称为 ,它的思维过程是3、归纳推理有如下特点(1)归纳推理的前提是几个已知的 现象,归纳所得的结论是尚属未知的 现象,该结论超越了前提所包含的范围。
(2)由归纳推理得到的结论具有 的性质,结论是否真实,还需经过逻辑证明和实践检验,因此,它 作为数学证明的工具。
(填“能”或“不能”)(3)归纳推理是一种具有 的推理,通过归纳法得到的猜想,可以作为进一步研究的起点,帮助人们发现问题和提出问题。
【指点迷津】1、运用归纳推理的一般步骤是什么?首先,通过观察特例发现某些相似性(特例的共性或一般规律);然后,把这种相似性推广为一个明确表述的一般命题(猜想);然后,对所得的一般性命题进行检验。
2、在数学上,检验的标准是什么?标准是是否能进行严格的证明。
3、归纳推理的一般模式是什么?S 1具有P ;S 2具有P ;……;S n 具有P (S 1、S 2、…、S n 是A 类事件的对象) 所以A 类事件具有P【典型例题】例1、设N n x f x f x f x f x f x f x x f n n ∈'='='==-),()(,),()(),()(,sin )(112010 ,则)()(2005=x fA 、x sinB 、x sin -C 、x cosD 、x cos - 【解析】:,cos )(sin )(1x x x f ='=)()()(sin )(cos )()(cos )(sin )(sin )cos ()(cos )sin ()(sin )(cos )(42615432x f x f x f x x x f x f x x x f xx x f xx x f x x x f n n ====-='==='=='-=-='-=-='=+故可猜测)(x f n 是以4为周期的函数,有x x f x f x f n n sin )(,cos )1()(2414-===++xf x f x x f n n sin )4()(cos )(4434==-=++故选C【点评】归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理,是人们在日常活动和科学学习研究中经常使用的一种推理方法,必须认真学习领会,在归纳推理的过程中,应注意所探求的事物或现象的本质属性和因果关系。
第十章 推理与证明
第1讲 合情推理和演绎推理
1.(2011年黑龙江双鸭山测试)设△ABC 的三边长分别为a ,b ,c ,△ABC 的面积为S ,内切圆半径为r ,则r =2S a +b +c
.类比这个结论可知:四面体S -ABC 的四个面的面积分别为S 1,S 2,S 3,S 4,内切球半径为r ,四面体S -ABC 的体积为V ,则r =( )
A.V S 1+S 2+S 3+S 4
B.2V S 1+S 2+S 3+S 4
C.3V S 1+S 2+S 3+S 4
D.4V S 1+S 2+S 3+S 4
2.(2010年山东)观察(x 2)′=2x ,(x 4)′=4x 3,(cos x )′=-sin x ,由归纳推理可得:若定义在R 上的函数f (x )满足f (-x )=f (x ),记g (x )为f (x )的导函数,则g (-x )=( )
A .f (x )
B .-f (x )
C .g (x )
D .-g (x )
3.已知x >0,由不等式x +1x >2;x 2+2x >3;x 3+3x
>4…可以推广为( ) A .x n +n x >n B .x n +n x
>n +1 C .x n +n +1x >n +1 D .x n +n -1x
>n 4.(2011年福建)在整数集Z 中,被5除所得余数为k 的所有整数组成一个“类”,记为[]k ,即[]k ={5n +k |n ∈Z },k =0,1,2,3,4.给出如下四个结论:
①2011∈[]1;
②-3∈[]3;
③Z =[]0∪[]1∪[]2∪[]3∪[]4;
④整数a ,b 属于同一“类”的充要条件是“a -b ∈[]0”.
其中,正确结论的个数为( )
A .1
B .2
C .3
D .4
5.(2010广东广州测试)如图K10-1-1,在平面上,用一条直线截正方形的一个角则截下一个直角三角形按图所标边长,由勾股定理得c 2=a 2+b 2.设想正方形换成正方体,把截线换成如图的截面,这时从正方体上截下三条侧棱两两垂直的三棱锥O -ABC ,若用s 1,s 2,s 3表示三个侧面面积,s 4表示截面面积,你类比得到的结论是____________________.
图K10-1-1
6.(2011年广东揭阳测试)已知cos π3=12,cos π5cos 2π5=14,cos π7cos 2π7cos 3π7=18
,…,根据以上等式,可猜想出的一般结论是____________________________________.
7.(2011年广东佛山测试)如图K10-1-2的数表,为一组等式:
s 1=1,
s 2=2+3=5,
s 3=4+5+6=15,
s 4=7+8+9+10=34,
s 5=11+12+13+14+15=65,
……
图K10-1-2
某学生根据上表猜测S 2n -1=(2n -1)(an 2+bn +c ),老师回答正确,则a +b +c =______.
8.(2011年四川)函数f (x )的定义域为A ,若x 1,x 2∈A 且f (x 1)=f (x 2)时总有x 1=x 2,则称f (x )为单函数.例如,函数f (x )=2x +1(x ∈R )是单函数.下列命题:
①函数f (x )=x 2(x ∈R )是单函数;
②指数函数f (x )=2x (x ∈R )是单函数;
③若f (x )为单函数,x 1,x 2∈A 且x 1≠x 2,则f (x 1)≠f (x 2);
④在定义域上具有单调性的函数一定是单函数.
其中的真命题是____________(写出所有真命题的编号).
9.如图K10-1-3(1),若射线OM ,ON 上分别存在点M 1,M 2与点N 1,N 2,则11
22OM N OM N S S =OM 1OM 2·ON 1ON 2
;如图K10-1-3(2),若不在同一平面内的射线OP ,OQ 和OR 上分别存在点P 1,P 2,点Q 1,Q 2和点R 1,R 2,则类似的结论是什么?这个结论正确吗?说明理由.
图K10-1-3
10.是否存在常数c ,使得不等式x 2x +y +y x +2y ≤c ≤x x +2y +y 2x +y
对任意正数x ,y 恒成立?
第2讲 直接证明与间接证明
1.已知p 3+q 3=2,关于p +q 的取值范围的说法正确的是( )
A .不大于2 2
B .不大于2
C .不小于2
D .不小于2 2
2.已知等比数列{a n }的首项为16,S n 是其前n 项的和,某同学经过计算得S 2=40,S 3=72,S 4=130,后来该同学发现,其中一个值错了,则该值为( )
A .S 1
B .S 2
C .S 3
D .S 4
3.若a ,b ,c 是不全相等的实数,求证:a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ac .其证明过程如下:
∵a ,b ,c ∈R ,∴a 2+b 2≥2ab ,b 2+c 2≥2bc ,a 2+c 2≥2ac .
又a ,b ,c 不全相等,∴2(a 2+b 2+c 2)≥2(ab +bc +ac ),
∴a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ac .此证法是( )
A .分析法
B .综合法
C .反证法
D .分析法与综合法并用
4.如下证明7-1>11-5的过程,其证法是( )
要证7-1>11-5,
只需证7+5>11+1,
即证(7+5)2>(11+1)2,
35>11,35>11.∵35>11,∴7-1>11- 5.
A .分析法
B .综合法
C .间接证法
D .分析法与综合法并用
5.给出下面类比推理命题(其中Q 为有理数集,R 为实数集,C 为复数集):
①“若a ,b ∈R ,则a -b =0⇒a =b ”类比推出“若a ,b ∈C ,则a -b =0⇒a =b ”;
②“若a ,b ,c ,d ∈R ,则复数a +b i =c +d i ⇒a =c ,b =d ”类比推出“若a ,b ,c ,d ∈Q ,则a +b 2=c +d 2⇒a =c ,b =d ”;
③“若a ,b ∈R ,则a -b >0⇒a >b ”类比推出“若a ,b ∈C ,则a -b >0⇒a >b ”.
其中类比结论正确的个数是( )
A .0
B .1
C .2
D .3
6.已知a ,b ,c 都是正数,则三数a +1b ,b +1c ,c +1a
( ) A .都大于2 B .都小于2
C .至少有一个不大于2
D .至少有一个不小于2
7.α,β是两个不同的平面,m ,n 是平面α及β之外的两条不同的直线,给出四个论断:①m ⊥n ;②α⊥β;③n ⊥β;④m ⊥α.
以其中的三个论断作为条件,余下一个论断作为结论,写出你认为正确的一个命题________________.
8
9.设a ,b ,c >0,证明:a 2b +b 2c +c 2
a
≥a +b +c .
10.设数列{a n }满足a 1=0,4a n +1=4a n +24a n +1+1,令b n =4a n +1.
(1)试判断数列{b n }是否为等差数列?
(2)若c n =1a n +1
,求{c n }前n 项的和S n ; (3)是否存在m ,n (m ,n ∈N *)使得1,a m ,a n 三数成等比数列?。