2019届高考数学一轮复习第十一篇复数算法推理与证明第3节合情推理与演绎推理训练理新人教版
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(全国版)2019版高考数学一轮复习第11章算法初步、复数、推理与证明第3讲合情推理与演绎推理增分练编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((全国版)2019版高考数学一轮复习第11章算法初步、复数、推理与证明第3讲合情推理与演绎推理增分练)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第3讲合情推理与演绎推理板块四模拟演练·提能增分[A级基础达标]1.(1)已知a是三角形一边的长,h是该边上的高,则三角形的面积是错误!ah,如果把扇形的弧长l,半径r分别看成三角形的底边长和高,可得到扇形的面积为错误!lr;(2)由1=12,1+3=22,1+3+5=32,可得到1+3+5+…+(2n-1)=n2,则(1)(2)两个推理过程分别属于( )A.类比推理、归纳推理 B.类比推理、演绎推理C.归纳推理、类比推理 D.归纳推理、演绎推理答案A解析(1)由三角形的性质得到扇形的性质有相似之处,此种推理为类比推理;(2)由特殊到一般,此种推理为归纳推理.故选A.2.把1,3,6,10,15,21,…这些数叫做三角形数,这是因为这些数目的点可以排成一个正三角形(如下图),试求第七个三角形数是( )A.27 B.28 C.29 D.30答案B解析观察归纳可知第n个三角形数为1+2+3+4+…+n=错误!,∴第七个三角形数为错误!=28.3.[2018·太原模拟]观察下列各式:a+b=1,a2+b2=3,a3+b3=4,a4+b4=7,a5+b5=11,…,则a10+b10=( )A.121 B.123 C.231 D.211答案B解析令a n=a n+b n,则a1=1,a2=3,a3=4,a4=7,…,得a n+2=a n+a n+1,从而a6=18,a7=29,a8=47,a9=76,a10=123。
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第3讲合情推理与演绎推理板块一知识梳理·自主学习[必备知识]考点1 合情推理考点2 演绎推理1.定义:从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,我们把这种推理称为演绎推理.2.特点:演绎推理是由一般到特殊的推理.3.模式:“三段论”是演绎推理的一般模式:[必会结论]1.合情推理的结论是猜想,不一定正确;演绎推理在大前提、小前提和推理形式都正确时,得到的结论一定正确.2.合情推理是发现结论的推理;演绎推理是证明结论的推理.[考点自测]1.判断下列结论的正误.(正确的打“√",错误的打“×")(1)归纳推理得到的结论不一定正确,类比推理得到的结论一定正确.()(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)在演绎推理中,只要符合演绎推理的形式,结论就一定正确.( )(4)“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.()答案(1)×(2)×(3)×(4)√答案A3.[课本改编]下面图形由小正方形组成,请观察图1至图4的规律,并依此规律,写出第n个图形中小正方形的个数是________.答案错误!解析由题图知第1个图形的小正方形个数为1,第2个图形的小正方形个数为1+2,第3个图形的小正方形个数为1+2+3,第4个图形的小正方形个数为1+2+3+4,…,则第n个图形的小正方形个数为1+2+3+…+n=错误!.4.[课本改编]在平面上,若两个正三角形的边长的比为1∶2,则它们的面积比为1∶4.类似地,在空间中,若两个正四面体的棱长的比为1∶2,则它们的体积比为________.答案1∶8解析因为两个正三角形是相似的三角形,所以它们的面积之比是相似比的平方.同理,两个正四面体是两个相似几何体,体积之比为相似比的立方.所以它们的体积比为1∶8。
第3讲 合情推理与演绎推理板块一 知识梳理·自主学习[必备知识]考点1 合情推理考点2 演绎推理1.定义:从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,我们把这种推理称为演绎推理.2.特点:演绎推理是由一般到特殊的推理.3.模式:“三段论”是演绎推理的一般模式:[必会结论]1.合情推理的结论是猜想,不一定正确;演绎推理在大前提、小前提和推理形式都正确时,得到的结论一定正确.2.合情推理是发现结论的推理;演绎推理是证明结论的推理.[考点自测]1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)归纳推理得到的结论不一定正确,类比推理得到的结论一定正确.( )(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)在演绎推理中,只要符合演绎推理的形式,结论就一定正确.( )(4)“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.( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√答案 A3.[课本改编]下面图形由小正方形组成,请观察图1至图4的规律,并依此规律,写出第n 个图形中小正方形的个数是________.答案 n (n +1)2解析 由题图知第1个图形的小正方形个数为1,第2个图形的小正方形个数为1+2,第3个图形的小正方形个数为1+2+3,第4个图形的小正方形个数为1+2+3+4,…,则第n 个图形的小正方形个数为1+2+3+…+n =.n (n +1)24.[课本改编]在平面上,若两个正三角形的边长的比为1∶2,则它们的面积比为1∶4.类似地,在空间中,若两个正四面体的棱长的比为1∶2,则它们的体积比为________.答案 1∶8解析 因为两个正三角形是相似的三角形,所以它们的面积之比是相似比的平方.同理,两个正四面体是两个相似几何体,体积之比为相似比的立方.所以它们的体积比为1∶8.5.[2015·陕西高考]观察下列等式1-=12121-+-=+12131413141-+-+-=++1213141516141516…据此规律,第n 个等式可为________.答案 1-+-+…+-=++…+12131412n -112n 1n +11n +212n解析 观察所给等式的左右可以归纳出1-+-+…+121314-=++…+.12n -112n 1n +11n +212n 6.[2018·东北三省模拟]在某次数学考试中,甲、乙、丙三名同学中只有一个人得了优秀.当他们被问到谁得到了优秀时,丙说:“甲没有得优秀”;乙说:“我得了优秀”;甲说:“丙说的是真话”.事实证明:在这三名同学中,只有一人说的是假话,那么得优秀的同学是________.答案 丙解析 分析题意只有一人说假话可知,甲与丙必定说的都是真话,故说假话的只有乙,即乙没有得优秀,甲也没有得优秀,得优秀的是丙.板块二 典例探究·考向突破考向 归纳推理命题角度1 数字的归纳例 1 [2018·浙江模拟]“杨辉三角”是中国古代重要的数学成就,它比西方的“帕斯卡三角形”早了300多年.如图是杨辉三角数阵,记a n 为图中第n 行各个数之和,则a 5+a 11的值为( )A .528B .1020C .1038D .1040答案 D解析 第一行数字之和为a 1=1=21-1,第二行数字之和为a 2=2=22-1,第三行数字之和为a 3=4=23-1,第四行数字之和为a 4=8=24-1,……第n 行数字之和为a n =2n -1,∴a 5+a n =24+210=1040.故选D.命题角度2 式子的归纳例 2 设函数f (x )=(x >0),观察:xx +2f 1(x )=f (x )=,xx +2f 2(x )=f [f 1(x )]=,x3x +4f 3(x )=f [f 2(x )]=,x7x +8f 4(x )=f [f 3(x )]=,x15x +16……根据以上事实,由归纳推理可得:当n ∈N *且n ≥2时,f n (x )=f [f n -1(x )]=________.答案 x(2n -1)x +2n解析 根据题意知,各式中分子都是x ,分母中的常数项依次是2,4,8,16,…,可知f n (x )的分母中常数项为2n ,分母中x 的系数为2n -1,故f n (x )=f [f n -1(x )]=.x(2n -1)x +2n 命题角度3 图形的归纳例 3 如图,在平面直角坐标系的格点(横、纵坐标均为整数的点)处:点(1,0)处标b 1,点(1,-1)处标b 2,点(0,-1)处标b 3,点(-1,-1)处标b 4,点(-1,0)处标b 5,点(-1,1)处标b 6,点(0,1)处标b 7,…,以此类推,则b 963处的格点的坐标为________.答案 (16,13)解析 观察已知点(1,0)处标b 1,即b 1×1,点(2,1)处标b 9,即b 3×3,点(3,2)处标b 25,即b 5×5,…,由此推断点(n ,n -1)处标b (2n -1)×(2n -1),因为961=31×31时,n =16,故b 961处的格点的坐标为(16,15),从而b 963处的格点的坐标为(16,13).触类旁通归纳推理问题的常见类型及解题策略(1)与数字有关的等式的推理.观察数字特点,找出等式左右两侧的规律及符号可解.(2)与式子有关的归纳推理①与不等式有关的推理.观察每个不等式的特点,注意是纵向看,找到规律后可解.②与数列有关的推理.通常是先求出几个特殊现象,采用不完全归纳法,找出数列的项与项数的关系,列出即可.(3)与图形变化有关的推理.合理利用特殊图形归纳推理得出结论,并用赋值检验法验证其真伪性.【变式训练1】 [2018·泉州模拟]已知如下等式:2+4=6;8+10+12=14+16;18+20+22+24=26+28+30;…以此类推,则2020会出现在第________个等式中( )A .30B .31C .32D .33答案 B解析 ①2+4=6;②8+10+12=14+16;③18+20+22+24=26+28+30,…其规律为:各等式首项分别为2×1,2(1+3),2(1+3+5),…,所以第n 个等式的首项为2[1+3+…+(2n -1)]=2×=2n 2,n (1+2n -1)2当n =31时,等式的首项为2×312=1922,当n =32时,等式的首项为2×322=2048,所以2020在第31个等式中.故选B.考向 类比推理例 4 [2018·抚顺模拟]若数列{a n }是等差数列,则数列{b n }也为等差数列.类比这一性质可知,若正项(bn =a 1+a 2+…+an n )数列{c n }是等比数列,且{d n }也是等比数列,则d n 的表达式应为( )A .d n =B .d n =c 1+c 2+…+cn nc 1·c 2·…·cn n C .d n =D .d n =n cn 1+cn 2+…+cn n n n c 1·c 2·…·cn 答案 D解析 若{a n }是等差数列,则a 1+a 2+…+a n =na 1+d ,n (n -1)2所以b n =a 1+d =n +a 1-,即{b n }为等差数列;若{c n }是等比n -12d 2d 2数列,则c 1·c 2·…·c n =c ·q 1+2+…+(n -1)=c ·q ,所以d n =n1n 1 =c 1·q ,即{d n }为等比数列.故选D.n c 1·c 2·…·cn 触类旁通类比推理的分类类比推理的应用一般为类比定义、类比性质和类比方法.(1)类比定义:在求解由某种熟悉的定义产生的类比推理型试题时,可以借助原定义来求解;(2)类比性质:从一个特殊式子的性质、一个特殊图形的性质入手,提出类比推理型问题,求解时要认真分析两者之间的联系与区别,深入思考两者的转化过程是求解的关键;(3)类比方法:有一些处理问题的方法具有类比性,我们可以把这种方法类比应用到其他问题的求解中,注意知识的迁移.【变式训练2】 如图所示,在平面上,用一条直线截正方形的一个角,截下的是一个直角三角形,有勾股定理c 2=a 2+b 2.空间中的正方体,用一平面去截正方体的一角,截下的是一个三条侧棱两两垂直的三棱锥,若这三个两两垂直的侧面的面积分别为S 1,S 2,S 3,截面面积为S ,类比平面的结论有________.答案 S 2=S +S +S 21223解析 三角形类比空间中的三棱锥,线段的长度类比图形的面积,于是作出猜想:S 2=S +S +S .21223考向 演绎推理例 5 [2018·山东调研]数列{a n }的前n 项和记为S n ,已知a 1=1,a n +1=S n (n ∈N *).证明:n +2n (1)数列是等比数列;{Sn n }(2)S n +1=4a n .证明 (1)∵a n +1=S n +1-S n ,a n +1=S n ,n +2n ∴(n +2)S n =n (S n +1-S n ),即nS n +1=2(n +1)S n .∴=2·,(小前提)Sn +1n +1Sn n 故是以2为公比,1为首项的等比数列.(结论){Sn n }(大前提是等比数列的定义,这里省略了)(2)由(1)可知=4·(n ≥2),Sn +1n +1Sn -1n -1∴S n +1=4(n +1)·=4··S n -1Sn -1n -1n -1+2n -1=4a n (n ≥2),(小前提)又a 2=3S 1=3,S 2=a 1+a 2=1+3=4=4a 1,(小前提)∴对于任意正整数n,都有S n+1=4a n.(结论)(第(2)问的大前提是第(1)问的结论以及题中的已知条件)触类旁通演绎推理的结构特点(1)演绎推理是由一般到特殊的推理,其最常见的形式是三段论,它是由大前提、小前提、结论三部分组成的.三段论推理中包含三个判断:第一个判断称为大前提,它提供了一个一般的原理;第二个判断叫小前提,它指出了一个特殊情况.这两个判断联合起来,提示了一般原理和特殊情况的内在联系,从而产生了第三个判断:结论.(2)演绎推理的前提和结论之间有着某种蕴含关系,解题时要找准正确的大前提.一般地,若大前提不明确时,一般可找一个使结论成立的充分条件作为大前提.【变式训练3】 某市为了缓解交通压力,实行机动车辆限行政策,每辆机动车每周一到周五都要限行一天,周末(周六和周日)不限行.某公司有A,B,C,D,E五辆车,保证每天至少有四辆车可以上路行驶.已知E车周四限行,B车昨天限行,从今天算起,A,C两车连续四天都能上路行驶,E车明天可以上路,由此可知下列推测一定正确的是( )A.今天是周六B.今天是周四C.A车周三限行D.C车周五限行答案 B解析 因为每天至少有四辆车可以上路行驶,E车明天可以上路,E车周四限行,所以今天不是周三;因为B车昨天限行,所以今天不是周一,也不是周日;因为A,C两车连续四天都能上路行驶,所以今天不是周五,周二和周六,所以今天是周四,选B.核心规律1.合情推理的过程概括为从具体问题出发观察、分析、比较、联想归纳、类比―→―→―→提出猜想2.演绎推理是从一般的原理出发,推出某个特殊情况的结论的推理方法,是由一般到特殊的推理,常用的一般模式是三段论.数学问题的证明主要通过演绎推理来进行.满分策略1.合情推理是从已知的结论推测未知的结论,发现与猜想的结论都要经过进一步严格证明.2.演绎推理是由一般到特殊的证明,它常用来证明和推理数学问题,注意推理过程的严密性,书写格式的规范性.3.合情推理中运用猜想不能凭空想象,要有猜想或拓展依据.板块三 启智培优·破译高考创新交汇系列9——演绎推理中的创新问题[2015·福建高考]一个二元码是由0和1组成的数字串x1x2…x n(n∈N*),其中x k(k=1,2,…,n)称为第k位码元.二元码是通信中常用的码,但在通信过程中有时会发生码元错误(即码元由0变为1,或者由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:Error!其中运算⊕定义为:0⊕0=0,0⊕1=1,1⊕0=1,1⊕1=0.现已知一个这种二元码在通信过程中仅在第k位发生码元错误后变成了1101101,那么利用上述校验方程组可判定k等于________.解题视点 求解此类问题的关键是读懂新定义,在领会新定义的基础上,明晰新定义的内涵和外延,将其转化并运用到新情境中,进而判断参数k的值.解析 因为x4⊕x5⊕x6⊕x7=1⊕1⊕0⊕1=0⊕0⊕1=0⊕1=1≠0,所以二元码1101101的前3位码元都是对的;因为x2⊕x3⊕x6⊕x7=1⊕0⊕0⊕1=1⊕0⊕1=1⊕1=0,所以二元码1101101的第6、7位码元也是对的;因为x1⊕x3⊕x5⊕x7=1⊕0⊕1⊕1=1⊕1⊕1=0⊕1=1≠0,所以二元码1101101的第5位码元是错误的,所以k=5.答案 5答题启示 与演绎推理有关的新定义问题是高考命制创新型试题的一个热点,解决此类问题时,一定要读懂新定义的本质含义及符号语言,紧扣题目所给定义,结合题目的要求进行恰当的转化,注意推理过程的严密性.跟踪训练在平面直角坐标系中,若点P(x,y)的坐标x,y均为整数,则称点P为格点.若一个多边形的顶点全是格点,则称该多边形为格点多边形.格点多边形的面积记为S,其内部的格点数记为N,边界上的格点数记为L.例如图中的△ABC是格点三角形,对应的S=1,N=0,L=4.(1)图中格点四边形DEFG对应的S,N,L分别是________;(2)已知格点多边形的面积可表示为S=aN+bL+c,其中a,b,c为常数,若某格点多边形对应的N=71,L=18,则S=________(用数值作答).答案 (1)3,1,6 (2)79解析 (1)由定义知,四边形DEFG由一个等腰直角三角形和一个平行四边形构成,其内部格点有1个,边界上格点有6个,四边形DEFG 的面积为3,所以S =3,N =1,L =6.(2)由待定系数法可得Error!⇒Error!当N =71,L =18时,S =1×71+×18-1=79.12板块四 模拟演练·提能增分[A 级 基础达标]1.(1)已知a 是三角形一边的长,h 是该边上的高,则三角形的面积是ah ,如果把扇形的弧长l ,半径r 分别看成三角形的底边长12和高,可得到扇形的面积为lr ;(2)由1=12,1+3=22,1+3+5=32,12可得到1+3+5+…+(2n -1)=n 2,则(1)(2)两个推理过程分别属于( )A .类比推理、归纳推理B .类比推理、演绎推理C .归纳推理、类比推理D .归纳推理、演绎推理答案 A解析 (1)由三角形的性质得到扇形的性质有相似之处,此种推理为类比推理;(2)由特殊到一般,此种推理为归纳推理.故选A.2.把1,3,6,10,15,21,…这些数叫做三角形数,这是因为这些数目的点可以排成一个正三角形(如下图),试求第七个三角形数是( )A .27B .28C .29D .30答案 B解析 观察归纳可知第n 个三角形数为1+2+3+4+…+n =,n (n +1)2∴第七个三角形数为=28.7×(7+1)23.[2018·太原模拟]观察下列各式:a +b =1,a 2+b 2=3,a 3+b 3=4,a 4+b 4=7,a 5+b 5=11,…,则a 10+b 10=( )A .121B .123C .231D .211答案 B解析 令a n =a n +b n ,则a 1=1,a 2=3,a 3=4,a 4=7,…,得a n +2=a n +a n +1,从而a 6=18,a 7=29,a 8=47,a 9=76,a 10=123.4.[2018·临沂期末]已知n ≥2且n ∈N *,对n 2进行“分拆”:22→(1,3),32→(1,3,5),42→(1,3,5,7),…,那么289的“分拆”所得的中位数是( )A .29B .21C .19D .17答案 D解析 自然数n 2的分裂数中最大的数是2n -1.289分裂的数中最大的数是2×17-1=33,∴289的“分拆”所得的数的中位数是=17.故选D.1+3325.[2018·南昌模拟]已知13+23=2,13+23+33=2,13+23+33+43=2,…,若(62)(122)(202)13+23+33+43+…+n 3=3025,则n =( )A .8B .9C .10D .11答案 C解析 ∵13+23=2=2,(62)(2×32)13+23+33=2=2,(122)(3×42)13+23+33+43=2=2,(202)(4×52)…∴13+23+33+…+n 3=2=,[n (n +1)2]n 2(n +1)24∵13+23+33+43+…+n 3=3025,∴=3025,n 2(n +1)24∴n 2(n +1)2=(2×55)2,∴n (n +1)=110,解得n =10.6.若等差数列{a n }的公差为d ,前n 项的和为S n ,则数列为等差数列,公差为.类似,若各项均为正数的等比数列{b n }的{Sn n }d 2公比为q ,前n 项的积为T n ,则等比数列{}的公比为( )nTn A. B .q 2 C. D.q2q n q 答案 C解析 由题设有,T n =b 1·b 2·b 3·…·b n =b 1·b 1q ·b 1q 2·…·b 1q n -1=b q 1+2+…+(n -1)=b q .n1n 1 ∴ =b 1q ,∴等比数列{}的公比为,故选C.nTn nTn q 7.[2018·南通模拟]将自然数0,1,2,…按照如下形式进行摆列:根据以上规律判定,从2016到2018的箭头方向是( )答案 A解析 从所给的图形中观察得到规律:每隔四个单位,箭头的走向是一样的,比如说,0→1,箭头垂直指下,4→5,箭头也是垂直指下,8→9也是如此,而2016=4×504,所以2016→2017也是箭头垂直指下,之后2017→2018的箭头是水平向右.故选A.8.中国有个名句“运筹帷幄之中,决胜千里之外.”其中的“筹”原意是指《孙子算经》中记载的算筹,古代是用算筹来进行计算,算筹是将几寸长的小竹棍摆在平面上进行运算,算筹的摆放有纵横两种形式,如下表:表示一个多位数时,像阿拉伯计数一样,把各个数位的数码从左到右排列,但各位数码的筹式需要纵横相间,个位、百位、万位数用纵式表示,十位、千位、十万位用横式表示,以此类推,例如6613用算筹表示就是,则5288用算筹可表示为________.答案 解析 根据题意知,5288用算筹表示,从左到右依次是横式的5,纵式的2,横式的8,纵式的8,即.9.[2018·常州模拟]36的所有正约数之和可按如下方法得到:因为36=22×32,所以36的所有正约数之和为(1+3+32)+(2+2×3+2×32)+(22+22×3+22×32)=(1+2+22)(1+3+32)=91,参照上述方法,可求得200的所有正约数之和为________.答案 465解析 类比求36的所有正约数之和的方法,200的所有正约数之和可按如下方法求得:因为200=23×52,所以200的所有正约数之和为(1+2+22+23)(1+5+52)=465.10.如果函数f (x )在区间D 上是凸函数,那么对于区间D 内的任意x 1,x 2,…,x n ,都有≤f (x 1)+f (x 2)+…+f (xn )n f .若y =sin x 在区间(0,π)上是凸函数,那么在(x 1+x 2+…+xn n)△ABC 中,sin A +sin B +sin C 的最大值是________.答案 332解析 由题意知,凸函数满足≤f ,又y =sin x 在区间f (x 1)+f (x 2)+…+f (xn )n (x 1+x 2+…+xn n )(0,π)上是凸函数,则sin A +sin B +sin C ≤3sin=3sin =.A +B +C 3π3332[B 级 知能提升]1.[2018·徐州模拟]观察下列事实:|x |+|y |=1的不同整数解(x ,y )的个数为4,|x |+|y |=2的不同整数解(x ,y )的个数为8,|x |+|y |=3的不同整数解(x ,y )的个数为12,…,则|x |+|y |=20的不同整数解(x ,y )的个数为( )A .76B .80C .86D .92答案 B解析 由|x |+|y |=1的不同整数解的个数为4,|x |+|y |=2的不同整数解的个数为8,|x |+|y |=3的不同整数解的个数为12,归纳推理得|x |+|y |=n 的不同整数解的个数为4n ,故|x |+|y |=20的不同整数解的个数为80.故选B.2.[2018·中山模拟]古希腊人常用小石子在沙滩上摆成各种形状来研究数.比如:他们研究过图1中的1,3,6,10,…,由于这些数能够表示成三角形,将其称为三角形数;类似地,称图2中的1,4,9,16,…,这样的数为正方形数.下列数中既是三角形数又是正方形数的是( )A .289B .1024C .1225D .1378答案 C解析 观察三角形数:1,3,6,10,…,记该数列为{a n },则a 1=1,a 2=a 1+2,a 3=a 2+3,…a n =a n -1+n .∴a 1+a 2+…+a n =(a 1+a 2+…+a n -1)+(1+2+3+…+n ),∴a n =1+2+3+…+n =,n (n +1)2观察正方形数:1,4,9,16,…,记该数列为{b n },则b n =n 2.把四个选项的数字,分别代入上述两个通项公式,可知使得n 都为正整数的只有1225.3.[2018·洛阳期末]设x >0,由不等式x +≥2,x +≥3,x +1x 4x 2≥4,…,推广到x +≥n +1,则a =( )27x 3a xn A .2n B .2n C .n 2 D .n n答案 D解析 设x >0,由不等式x +≥2,x +≥3,x +≥4,…,1x 4x 227x 3推广到x +≥n +1,所以a =n n ,故选D.a xn 4.在锐角三角形ABC 中,求证:sin A +sin B +sin C >cos A +cos B +cos C .证明 ∵△ABC 为锐角三角形,∴A +B >,∴A >-B ,π2π2∵y =sin x 在上是增函数,(0,π2)∴sin A >sin =cos B ,(π2-B)同理可得sin B >cos C ,sin C >cos A ,∴sin A +sin B +sin C >cos A +cos B +cos C .5.在Rt △ABC 中,AB ⊥AC ,AD ⊥BC 于D ,求证:=1AD 2+,那么在四面体A -BCD 中,类比上述结论,你能得到怎1AB 21AC 2样的猜想,并说明理由.解 如图,由射影定理得AD 2=BD ·DC ,AB 2=BD ·BC ,AC 2=DC ·BC ,故+=+===.1AB 21AC 21BD ·BC 1DC ·BC DC +BD BD ·DC ·BC 1BD ·DC 1AD 2在四面体A -BCD 中,AB ,AC ,AD 两两垂直,AH ⊥底面BCD ,垂足为H .则=++.1AH 21AB 21AC 21AD 2证明:连接BH 并延长交CD 于E ,连接AE .∵AB ,AC ,AD 两两垂直,∴AB ⊥平面ACD ,又∵AE ⊂平面ACD,∴AB ⊥AE ,在Rt △ABE 中,=+①1AH 21AB 21AE 2又易证CD ⊥AE ,故在Rt △ACD 中,=+②1AE 21AC 21AD 2把②式代入①式,得=++.1AH 21AB 21AC 21AD 2。
第3节合情推理与演绎推理【选题明细表】知识点、方法题号归纳推理3,7,8,10,11,15类比推理2,4,6,9,13,14演绎推理1,5,121.(2016烟台模拟)命题“有理数是无限循环小数,整数是有理数,所以整数是无限循环小数”是假命题,推理错误的原因是( C )(A)使用了归纳推理(B)使用了类比推理(C)使用了“三段论”,但大前提错误(D)使用了“三段论”,但小前提错误解析:由题目可知满足“三段论”形式,但是大前提表述不正确而使结论错误.2.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+bi=c+di⇒a=c,b=d”类比推出“若a,b,c,d∈Q,则a+b错误!未找到引用源。
=c+d错误!未找到引用源。
⇒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( C )(A)0 (B)1 (C)2 (D)3解析:①②正确,③错误,因为两个复数如果不是实数,不能比较大小.故选C.3.(2016长沙校级二模)已知21×1=2,22×1×3=3×4,23×1×3×5=4×5×6,…,以此类推,第5个等式为( D )(A)24×1×3×5×7=5×6×7×8(B)25×1×3×5×7×9=5×6×7×8×9(C)24×1×3×5×7×9=6×7×8×9×10(D)25×1×3×5×7×9=6×7×8×9×10解析:因为21×1=2,22×1×3=3×4,23×1×3×5=4×5×6,…,所以第5个等式为25×1×3×5×7×9=6×7×8×9×10.故选D.4.(2016济南一模)类比平面内“垂直于同一条直线的两条直线互相平行”的性质,可得出空间内的下列结论( D )①垂直于同一个平面的两条直线互相平行;②垂直于同一条直线的两条直线互相平行;③垂直于同一个平面的两个平面互相平行;④垂直于同一条直线的两个平面互相平行.(A)①② (B)②③ (C)③④ (D)①④解析:①垂直于同一个平面的两条直线互相平行,正确.②垂直于同一条直线的两条直线不一定平行,也可能是相交直线、异面直线,故不正确.③垂直于同一个平面的两个平面不一定平行,也可能是相交平面,如墙角,故不正确.④垂直于同一条直线的两个平面互相平行,正确.5.为提高信息在传输中的抗干扰能力,通常在原信息中按一定规则加入相关数据组成传输信息.设定原信息为a0a1a2,a i∈{0,1}(i=0,1,2),传输信息为h0a0a1a2h1,其中h0=a0⊕a1,h1=h0⊕a2,⊕运算规则为0⊕0=0,0⊕1=1,1⊕0=1,1⊕1=0.例如原信息为111,则传输信息为01 111,信息在传输过程中受到干扰可能导致接收信息出错,则下列接收信息一定有误的是( C ) (A)11 010 (B)01 100 (C)10 111 (D)00 011解析:对于选项C,传输信息是10 111,对应的原信息是011,由题目中运算规则知h0=0⊕1=1,而h1=h0⊕a2=1⊕1=0,故传输信息应是10 110.故选C.6.已知等差数列{a n}中,有错误!未找到引用源。
第3讲合情推理与演绎推理板块一知识梳理·自主学习[必备知识]考点1 合情推理考点2 演绎推理1.定义:从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,我们把这种推理称为演绎推理.2.特点:演绎推理是由一般到特殊的推理.3.模式:“三段论”是演绎推理的一般模式:[必会结论]1.合情推理的结论是猜想,不一定正确;演绎推理在大前提、小前提和推理形式都正确时,得到的结论一定正确.2.合情推理是发现结论的推理;演绎推理是证明结论的推理.[考点自测]1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)归纳推理得到的结论不一定正确,类比推理得到的结论一定正确.( )(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)在演绎推理中,只要符合演绎推理的形式,结论就一定正确.( )(4)“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.( )答案(1)×(2)×(3)×(4)√答案 A3.[课本改编]下面图形由小正方形组成,请观察图1至图4的规律,并依此规律,写出第n 个图形中小正方形的个数是________.答案n (n +1)2解析 由题图知第1个图形的小正方形个数为1,第2个图形的小正方形个数为1+2,第3个图形的小正方形个数为1+2+3,第4个图形的小正方形个数为1+2+3+4,…,则第n 个图形的小正方形个数为1+2+3+…+n =n (n +1)2.4.[课本改编]在平面上,若两个正三角形的边长的比为1∶2,则它们的面积比为1∶4.类似地,在空间中,若两个正四面体的棱长的比为1∶2,则它们的体积比为________.答案 1∶8解析 因为两个正三角形是相似的三角形,所以它们的面积之比是相似比的平方.同理,两个正四面体是两个相似几何体,体积之比为相似比的立方.所以它们的体积比为1∶8.5.[2015·陕西高考]观察下列等式 1-12=121-12+13-14=13+141-12+13-14+15-16=14+15+16 …据此规律,第n 个等式可为________.答案 1-12+13-14+…+12n -1-12n =1n +1+1n +2+…+12n解析 观察所给等式的左右可以归纳出1-12+13-14+…+12n -1-12n =1n +1+1n +2+…+12n.6.[2018·东北三省模拟]在某次数学考试中,甲、乙、丙三名同学中只有一个人得了优秀.当他们被问到谁得到了优秀时,丙说:“甲没有得优秀”;乙说:“我得了优秀”;甲说:“丙说的是真话”.事实证明:在这三名同学中,只有一人说的是假话,那么得优秀的同学是________.答案 丙解析 分析题意只有一人说假话可知,甲与丙必定说的都是真话,故说假话的只有乙,即乙没有得优秀,甲也没有得优秀,得优秀的是丙.板块二典例探究·考向突破考向归纳推理命题角度1 数字的归纳例 1 [2018·浙江模拟]“杨辉三角”是中国古代重要的数学成就,它比西方的“帕斯卡三角形”早了300多年.如图是杨辉三角数阵,记a n为图中第n行各个数之和,则a5+a11的值为( )A.528 B.1020 C.1038 D.1040答案 D解析第一行数字之和为a1=1=21-1,第二行数字之和为a2=2=22-1,第三行数字之和为a3=4=23-1,第四行数字之和为a4=8=24-1,……第n行数字之和为a n=2n-1,∴a5+a n=24+210=1040.故选D.命题角度2 式子的归纳例 2 设函数f(x)=xx+2(x>0),观察:f1(x)=f(x)=xx+2,f2(x)=f[f1(x)]=x3x+4,f3(x)=f[f2(x)]=x7x+8,f4(x)=f[f3(x)]=x15x+16,……根据以上事实,由归纳推理可得:当n∈N*且n≥2时,f n(x)=f[f n-1(x)]=________.答案x(2n-1)x+2n解析根据题意知,各式中分子都是x,分母中的常数项依次是2,4,8,16,…,可知f n(x)的分母中常数项为2n,分母中x的系数为2n-1,故f n(x)=f[f n-1(x)]=x(2n-1)x+2n.命题角度3 图形的归纳例 3 如图,在平面直角坐标系的格点(横、纵坐标均为整数的点)处:点(1,0)处标b1,点(1,-1)处标b2,点(0,-1)处标b3,点(-1,-1)处标b4,点(-1,0)处标b5,点(-1,1)处标b6,点(0,1)处标b7,…,以此类推,则b963处的格点的坐标为________.答案(16,13)解析观察已知点(1,0)处标b1,即b1×1,点(2,1)处标b9,即b3×3,点(3,2)处标b25,即b5×5,…,由此推断点(n,n-1)处标b(2n-1)×(2n-1),因为961=31×31时,n=16,故b961处的格点的坐标为(16,15),从而b963处的格点的坐标为(16,13).触类旁通归纳推理问题的常见类型及解题策略(1)与数字有关的等式的推理.观察数字特点,找出等式左右两侧的规律及符号可解.(2)与式子有关的归纳推理①与不等式有关的推理.观察每个不等式的特点,注意是纵向看,找到规律后可解.②与数列有关的推理.通常是先求出几个特殊现象,采用不完全归纳法,找出数列的项与项数的关系,列出即可.(3)与图形变化有关的推理.合理利用特殊图形归纳推理得出结论,并用赋值检验法验证其真伪性.【变式训练1】[2018·泉州模拟]已知如下等式:2+4=6;8+10+12=14+16;18+20+22+24=26+28+30;…以此类推,则2020会出现在第________个等式中( ) A.30 B.31 C.32 D.33答案 B解析①2+4=6;②8+10+12=14+16;③18+20+22+24=26+28+30,…其规律为:各等式首项分别为2×1,2(1+3),2(1+3+5),…,所以第n个等式的首项为2[1+3+…+(2n-1)]=2×n(1+2n-1)2=2n2,当n =31时,等式的首项为2×312=1922, 当n =32时,等式的首项为2×322=2048, 所以2020在第31个等式中.故选B.考向类比推理例 4 [2018·抚顺模拟]若数列{a n }是等差数列,则数列{b n }⎝⎛⎭⎪⎫b n =a 1+a 2+…+a n n 也为等差数列.类比这一性质可知,若正项数列{c n }是等比数列,且{d n }也是等比数列,则d n 的表达式应为( )A .d n =c 1+c 2+…+c nnB .d n =c 1·c 2·…·c nnC .d n =n c n 1+c n 2+…+c n nnD .d n =nc 1·c 2·…·c n答案 D解析 若{a n }是等差数列,则a 1+a 2+…+a n =na 1+n (n -1)2d ,所以b n =a 1+n -12d =d2n+a 1-d2,即{b n }为等差数列;若{c n }是等比数列,则c 1·c 2·…·c n =c n1·q1+2+…+(n -1)=c n 1·qn (n -1)2,所以d n =nc 1·c 2·…·c n =c 1·qn -12,即{d n }为等比数列.故选D.触类旁通类比推理的分类类比推理的应用一般为类比定义、类比性质和类比方法.(1)类比定义:在求解由某种熟悉的定义产生的类比推理型试题时,可以借助原定义来求解;(2)类比性质:从一个特殊式子的性质、一个特殊图形的性质入手,提出类比推理型问题,求解时要认真分析两者之间的联系与区别,深入思考两者的转化过程是求解的关键;(3)类比方法:有一些处理问题的方法具有类比性,我们可以把这种方法类比应用到其他问题的求解中,注意知识的迁移.【变式训练2】 如图所示,在平面上,用一条直线截正方形的一个角,截下的是一个直角三角形,有勾股定理c 2=a 2+b 2.空间中的正方体,用一平面去截正方体的一角,截下的是一个三条侧棱两两垂直的三棱锥,若这三个两两垂直的侧面的面积分别为S 1,S 2,S 3,截面面积为S ,类比平面的结论有________.答案 S 2=S 21+S 22+S 23解析 三角形类比空间中的三棱锥,线段的长度类比图形的面积,于是作出猜想:S 2=S 21+S 22+S 23.考向演绎推理例 5 [2018·山东调研]数列{a n }的前n 项和记为S n ,已知a 1=1,a n +1=n +2nS n (n ∈N *).证明:(1)数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是等比数列;(2)S n +1=4a n .证明 (1)∵a n +1=S n +1-S n ,a n +1=n +2nS n , ∴(n +2)S n =n (S n +1-S n ),即nS n +1=2(n +1)S n . ∴S n +1n +1=2·S nn,(小前提) 故⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以2为公比,1为首项的等比数列.(结论) (大前提是等比数列的定义,这里省略了) (2)由(1)可知S n +1n +1=4·S n -1n -1(n ≥2), ∴S n +1=4(n +1)·S n -1n -1=4·n -1+2n -1·S n -1 =4a n (n ≥2),(小前提)又a 2=3S 1=3,S 2=a 1+a 2=1+3=4=4a 1,(小前提) ∴对于任意正整数n ,都有S n +1=4a n .(结论)(第(2)问的大前提是第(1)问的结论以及题中的已知条件) 触类旁通演绎推理的结构特点(1)演绎推理是由一般到特殊的推理,其最常见的形式是三段论,它是由大前提、小前提、结论三部分组成的.三段论推理中包含三个判断:第一个判断称为大前提,它提供了一个一般的原理;第二个判断叫小前提,它指出了一个特殊情况.这两个判断联合起来,提示了一般原理和特殊情况的内在联系,从而产生了第三个判断:结论.(2)演绎推理的前提和结论之间有着某种蕴含关系,解题时要找准正确的大前提.一般地,若大前提不明确时,一般可找一个使结论成立的充分条件作为大前提.【变式训练3】 某市为了缓解交通压力,实行机动车辆限行政策,每辆机动车每周一到周五都要限行一天,周末(周六和周日)不限行.某公司有A ,B ,C ,D ,E 五辆车,保证每天至少有四辆车可以上路行驶.已知E 车周四限行,B 车昨天限行,从今天算起,A ,C 两车连续四天都能上路行驶,E 车明天可以上路,由此可知下列推测一定正确的是( )A .今天是周六B .今天是周四C .A 车周三限行D .C 车周五限行答案 B解析 因为每天至少有四辆车可以上路行驶,E 车明天可以上路,E 车周四限行,所以今天不是周三;因为B 车昨天限行,所以今天不是周一,也不是周日;因为A ,C 两车连续四天都能上路行驶,所以今天不是周五,周二和周六,所以今天是周四,选B.核心规律1.合情推理的过程概括为从具体问题出发―→观察、分析、比较、联想―→归纳、类比―→提出猜想 2.演绎推理是从一般的原理出发,推出某个特殊情况的结论的推理方法,是由一般到特殊的推理,常用的一般模式是三段论.数学问题的证明主要通过演绎推理来进行.满分策略1.合情推理是从已知的结论推测未知的结论,发现与猜想的结论都要经过进一步严格证明.2.演绎推理是由一般到特殊的证明,它常用来证明和推理数学问题,注意推理过程的严密性,书写格式的规范性.3.合情推理中运用猜想不能凭空想象,要有猜想或拓展依据.板块三 启智培优·破译高考 创新交汇系列9——演绎推理中的创新问题[2015·福建高考]一个二元码是由0和1组成的数字串x 1x 2…x n (n ∈N *),其中x k (k =1,2,…,n )称为第k 位码元.二元码是通信中常用的码,但在通信过程中有时会发生码元错误(即码元由0变为1,或者由1变为0).已知某种二元码x 1x 2…x 7的码元满足如下校验方程组:⎩⎪⎨⎪⎧x 4⊕x 5⊕x 6⊕x 7=0,x 2⊕x 3⊕x 6⊕x 7=0,x 1⊕x 3⊕x 5⊕x 7=0,其中运算⊕定义为:0⊕0=0,0⊕1=1,1⊕0=1,1⊕1=0.现已知一个这种二元码在通信过程中仅在第k 位发生码元错误后变成了1101101,那么利用上述校验方程组可判定k 等于________.解题视点 求解此类问题的关键是读懂新定义,在领会新定义的基础上,明晰新定义的内涵和外延,将其转化并运用到新情境中,进而判断参数k 的值.解析 因为x 4⊕x 5⊕x 6⊕x 7=1⊕1⊕0⊕1=0⊕0⊕1=0⊕1=1≠0,所以二元码1101101的前3位码元都是对的;因为x 2⊕x 3⊕x 6⊕x 7=1⊕0⊕0⊕1=1⊕0⊕1=1⊕1=0,所以二元码1101101的第6、7位码元也是对的;因为x 1⊕x 3⊕x 5⊕x 7=1⊕0⊕1⊕1=1⊕1⊕1=0⊕1=1≠0,所以二元码1101101的第5位码元是错误的,所以k =5.答案 5答题启示 与演绎推理有关的新定义问题是高考命制创新型试题的一个热点,解决此类问题时,一定要读懂新定义的本质含义及符号语言,紧扣题目所给定义,结合题目的要求进行恰当的转化,注意推理过程的严密性.跟踪训练在平面直角坐标系中,若点P (x ,y )的坐标x ,y 均为整数,则称点P 为格点.若一个多边形的顶点全是格点,则称该多边形为格点多边形.格点多边形的面积记为S ,其内部的格点数记为N ,边界上的格点数记为L .例如图中的△ABC 是格点三角形,对应的S =1,N =0,L =4.(1)图中格点四边形DEFG 对应的S ,N ,L 分别是________;(2)已知格点多边形的面积可表示为S =aN +bL +c ,其中a ,b ,c 为常数,若某格点多边形对应的N =71,L =18,则S =________(用数值作答).答案 (1)3,1,6 (2)79解析 (1)由定义知,四边形DEFG 由一个等腰直角三角形和一个平行四边形构成,其内部格点有1个,边界上格点有6个,四边形DEFG 的面积为3,所以S =3,N =1,L =6.(2)由待定系数法可得 ⎩⎪⎨⎪⎧ 12=a ·0+b ·3+c ,1=a ·0+b ·4+c ,3=a ·1+b ·6+c⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =12,c =-1,当N =71,L =18时,S =1×71+12×18-1=79.板块四 模拟演练·提能增分[A 级 基础达标]1.(1)已知a 是三角形一边的长,h 是该边上的高,则三角形的面积是12ah ,如果把扇形的弧长l ,半径r 分别看成三角形的底边长和高,可得到扇形的面积为12lr ;(2)由1=12,1+3=22,1+3+5=32,可得到1+3+5+…+(2n -1)=n 2,则(1)(2)两个推理过程分别属于( )A .类比推理、归纳推理B .类比推理、演绎推理C .归纳推理、类比推理D .归纳推理、演绎推理 答案 A解析 (1)由三角形的性质得到扇形的性质有相似之处,此种推理为类比推理;(2)由特殊到一般,此种推理为归纳推理.故选A.2.把1,3,6,10,15,21,…这些数叫做三角形数,这是因为这些数目的点可以排成一个正三角形(如下图),试求第七个三角形数是( )A .27B .28C .29D .30 答案 B解析 观察归纳可知第n 个三角形数为1+2+3+4+…+n =n (n +1)2,∴第七个三角形数为7×(7+1)2=28.3.[2018·太原模拟]观察下列各式:a +b =1,a 2+b 2=3,a 3+b 3=4,a 4+b 4=7,a 5+b 5=11,…,则a 10+b 10=( )A .121B .123C .231D .211 答案 B解析 令a n =a n +b n,则a 1=1,a 2=3,a 3=4,a 4=7,…,得a n +2=a n +a n +1,从而a 6=18,a 7=29,a 8=47,a 9=76,a 10=123.4.[2018·临沂期末]已知n ≥2且n ∈N *,对n 2进行“分拆”:22→(1,3),32→(1,3,5),42→(1,3,5,7),…,那么289的“分拆”所得的中位数是( )A .29B .21C .19D .17 答案 D解析 自然数n 2的分裂数中最大的数是2n -1. 289分裂的数中最大的数是2×17-1=33,∴289的“分拆”所得的数的中位数是1+332=17.故选D.5.[2018·南昌模拟]已知13+23=⎝ ⎛⎭⎪⎫622,13+23+33=⎝ ⎛⎭⎪⎫1222,13+23+33+43=⎝ ⎛⎭⎪⎫2022,…,若13+23+33+43+…+n 3=3025,则n =( )A .8B .9C .10D .11 答案 C解析 ∵13+23=⎝ ⎛⎭⎪⎫622=⎝ ⎛⎭⎪⎫2×322, 13+23+33=⎝ ⎛⎭⎪⎫1222=⎝ ⎛⎭⎪⎫3×422, 13+23+33+43=⎝ ⎛⎭⎪⎫2022=⎝ ⎛⎭⎪⎫4×522, …∴13+23+33+…+n 3=⎣⎢⎡⎦⎥⎤n (n +1)22=n 2(n +1)24,∵13+23+33+43+…+n 3=3025, ∴n 2(n +1)24=3025,∴n 2(n +1)2=(2×55)2, ∴n (n +1)=110, 解得n =10.6.若等差数列{a n }的公差为d ,前n 项的和为S n ,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 为等差数列,公差为d2.类似,若各项均为正数的等比数列{b n }的公比为q ,前n 项的积为T n ,则等比数列{nT n }的公比为( )A.q2 B .q 2C.qD.nq答案 C解析 由题设有,T n =b 1·b 2·b 3·…·b n =b 1·b 1q ·b 1q 2·…·b 1q n -1=b n 1q1+2+…+(n -1)=b n 1q(n -1)n 2 . ∴ nT n =b 1qn -12,∴等比数列{nT n }的公比为q ,故选C.7.[2018·南通模拟]将自然数0,1,2,…按照如下形式进行摆列:根据以上规律判定,从2016到2018的箭头方向是( )答案 A解析 从所给的图形中观察得到规律:每隔四个单位,箭头的走向是一样的,比如说,0→1,箭头垂直指下,4→5,箭头也是垂直指下,8→9也是如此,而2016=4×504,所以2016→2017也是箭头垂直指下,之后2017→2018的箭头是水平向右.故选A.8.中国有个名句“运筹帷幄之中,决胜千里之外.”其中的“筹”原意是指《孙子算经》中记载的算筹,古代是用算筹来进行计算,算筹是将几寸长的小竹棍摆在平面上进行运算,算筹的摆放有纵横两种形式,如下表:表示一个多位数时,像阿拉伯计数一样,把各个数位的数码从左到右排列,但各位数码的筹式需要纵横相间,个位、百位、万位数用纵式表示,十位、千位、十万位用横式表示,以此类推,例如6613用算筹表示就是,则5288用算筹可表示为________.答案解析 根据题意知,5288用算筹表示,从左到右依次是横式的5,纵式的2,横式的8,纵式的8,即.9.[2018·常州模拟]36的所有正约数之和可按如下方法得到:因为36=22×32,所以36的所有正约数之和为(1+3+32)+(2+2×3+2×32)+(22+22×3+22×32)=(1+2+22)(1+3+32)=91,参照上述方法,可求得200的所有正约数之和为________.答案 465解析 类比求36的所有正约数之和的方法,200的所有正约数之和可按如下方法求得:因为200=23×52,所以200的所有正约数之和为(1+2+22+23)(1+5+52)=465.10.如果函数f (x )在区间D 上是凸函数,那么对于区间D 内的任意x 1,x 2,…,x n ,都有f (x 1)+f (x 2)+…+f (x n )n ≤f ⎝⎛⎭⎪⎫x 1+x 2+…+x n n .若y =sin x 在区间(0,π)上是凸函数,那么在△ABC 中,sin A +sin B +sin C 的最大值是________.答案332解析 由题意知,凸函数满足f (x 1)+f (x 2)+…+f (x n )n ≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 2+…+x n n ,又y =sin x 在区间(0,π)上是凸函数,则sin A +sin B +sin C ≤3sinA +B +C3=3sin π3=332.[B 级 知能提升]1.[2018·徐州模拟]观察下列事实:|x |+|y |=1的不同整数解(x ,y )的个数为4,|x |+|y |=2的不同整数解(x ,y )的个数为8,|x |+|y |=3的不同整数解(x ,y )的个数为12,…,则|x |+|y |=20的不同整数解(x ,y )的个数为( )A .76B .80C .86D .92答案 B解析 由|x |+|y |=1的不同整数解的个数为4,|x |+|y |=2的不同整数解的个数为8,|x |+|y |=3的不同整数解的个数为12,归纳推理得|x |+|y |=n 的不同整数解的个数为4n ,故|x |+|y |=20的不同整数解的个数为80.故选B.2.[2018·中山模拟]古希腊人常用小石子在沙滩上摆成各种形状来研究数.比如:他们研究过图1中的1,3,6,10,…,由于这些数能够表示成三角形,将其称为三角形数;类似地,称图2中的1,4,9,16,…,这样的数为正方形数.下列数中既是三角形数又是正方形数的是( )A .289B .1024C .1225D .1378 答案 C解析 观察三角形数:1,3,6,10,…,记该数列为{a n },则a 1=1,a 2=a 1+2, a 3=a 2+3,…a n =a n -1+n .∴a 1+a 2+…+a n =(a 1+a 2+…+a n -1)+(1+2+3+…+n ),∴a n =1+2+3+…+n =n (n +1)2,观察正方形数:1,4,9,16,…,记该数列为{b n },则b n =n 2.把四个选项的数字,分别代入上述两个通项公式,可知使得n 都为正整数的只有1225.3.[2018·洛阳期末]设x >0,由不等式x +1x ≥2,x +4x 2≥3,x +27x3≥4,…,推广到x+a xn ≥n +1,则a =( )A .2nB .2nC .n 2D .n n答案 D解析 设x >0,由不等式x +1x ≥2,x +4x 2≥3,x +27x 3≥4,…,推广到x +axn ≥n +1,所以a =n n,故选D.4.在锐角三角形ABC 中,求证:sin A +sin B +sin C >cos A +cos B +cos C .证明 ∵△ABC 为锐角三角形, ∴A +B >π2,∴A >π2-B ,∵y =sin x 在⎝⎛⎭⎪⎫0,π2上是增函数,∴sin A >sin ⎝⎛⎭⎪⎫π2-B =cos B , 同理可得sin B >cos C ,sin C >cos A , ∴sin A +sin B +sin C >cos A +cos B +cos C . 5.在Rt △ABC 中,AB ⊥AC ,AD ⊥BC 于D ,求证:1AD2=1AB2+1AC 2,那么在四面体A -BCD中,类比上述结论,你能得到怎样的猜想,并说明理由.解 如图,由射影定理得AD 2=BD ·DC ,AB 2=BD ·BC , AC 2=DC ·BC ,故1AB2+1AC2=1BD ·BC +1DC ·BC =DC +BD BD ·DC ·BC =1BD ·DC =1AD 2. 在四面体A -BCD 中,AB ,AC ,AD 两两垂直,AH ⊥底面BCD ,垂足为H . 则1AH2=1AB2+1AC2+1AD 2.证明:连接BH 并延长交CD 于E ,连接AE . ∵AB ,AC ,AD 两两垂直,∴AB ⊥平面ACD ,又∵AE ⊂平面ACD ,∴AB ⊥AE ,在Rt △ABE 中,1AH2=1AB2+1AE 2①又易证CD ⊥AE , 故在Rt △ACD 中,1AE2=1AC2+1AD 2② 把②式代入①式,得1AH2=1AB2+1AC2+1AD 2.。
第3讲 合情推理与演绎推理)1.推理(1)定义:是根据一个或几个已知的判断来确定一个新的判断的思维过程.(2)分类:推理⎩⎪⎨⎪⎧合情推理演绎推理2.合情推理(1)定义:从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,我们把这种推理称为演绎推理.(2)特点:演绎推理是由一般到特殊的推理. (3)模式:三段论⎩⎪⎨⎪⎧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,对特殊情况做出的判断.1.辨明两个易误点(1)演绎推理是由一般到特殊的证明,它常用来证明和推理数学问题,注意推理过程的严密性,书写格式的规范性.(2)合情推理中运用猜想时不能凭空想象,要有猜想或拓展依据. 2.把握合情推理与演绎推理的三个特点(1)合情推理包括归纳推理和类比推理,所得到的结论都不一定正确,其结论的正确性是需要证明的.(2)在进行类比推理时,要尽量从本质上去类比,不要被表面现象所迷惑;否则只抓住一点表面现象甚至假象就去类比,就会犯机械类比的错误.(3)应用三段论解决问题时,应首先明确什么是大前提,什么是小前提,如果大前提与推理形式是正确的,结论必定是正确的.如果大前提错误,尽管推理形式是正确的,所得结论也是错误的.1.数列2,5,11,20,x,47,…中的x等于( )A.28 B.32C.33 D.27B 由5-2=3,11-5=6,20-11=9,则x-20=12,因此x=32.2.推理“①矩形是平行四边形,②三角形不是平行四边形,③三角形不是矩形”中的小前提是( )A.①B.②C.③D.①和②B 由演绎推理三段论可知,①是大前提,②是小前提,③是结论.3.教材习题改编已知数列{a n}中,a1=1,n≥2时,a n=a n-1+2n-1,依次计算a2,a3,a4后,猜想a n的表达式是( )A.a n=3n-1 B.a n=4n-3C.a n=n2D.a n=3n-1C 由a1=1,a n=a n-1+2n-1,则a2=a1+2×2-1=4;a3=a2+2×3-1=9;a4=a3+2×4-1=16;所以a n=n2.4.在平面上,若两个正三角形的边长的比为1∶2,则它们的面积比为1∶4.类似地,在空间中,若两个正四面体的棱长的比为1∶2,则它们的体积比为________.V1 V2=13S1h113S2h2=⎝⎛⎭⎪⎫S1S2·h1h2=14×12=18.1∶8归纳推理(高频考点)归纳推理是每年高考的常考内容,题型多为选择题或填空题,难度稍大,属中高档题.高考对归纳推理的考查常有以下三个命题角度:(1)与数字(数列)有关的等式的推理;(2)与不等式(式子)有关的推理;(3)与图形变化有关的推理.(1)(2016·高考山东卷)观察下列等式:⎝ ⎛⎭⎪⎫sin π3-2+⎝⎛⎭⎪⎫sin 2π3-2=43×1×2;⎝ ⎛⎭⎪⎫sin π5-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2π5-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 3π5-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 4π5-2=43×2×3; ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin π7-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2π7-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 3π7-2+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 6π7-2=43×3×4; ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin π9-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2π9-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 3π9-2+…+⎝⎛⎭⎪⎫sin 8π9-2=43×4×5; …照此规律,⎝ ⎛⎭⎪⎫sin π2n +1-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2π2n +1-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 3π2n +1-2+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2n π2n +1-2=__________.(2)(2017·青岛模拟)某种平面分形图如图所示,一级分形图是由一点出发的三条线段,长度相等,两两夹角为120°;二级分形图是在一级分形图的每条线段末端出发再生成两条长度为原来13的线段,且这两条线段与原线段两两夹角为120°,…,依此规律得到n 级分形图.n 级分形图中共有________条线段.【解析】 (1)根据已知,归纳可得结果为43n (n +1).(2)分形图的每条线段的末端出发再生成两条线段,由题图知,一级分形图有3=3×2-3条线段,二级分形图有9=3×22-3条线段,三级分形图中有21=3×23-3条线段,按此规律n 级分形图中的线段条数a n =3×2n-3(n ∈N *).【答案】 (1)43n (n +1) (2)3×2n -3(n ∈N *)归纳推理问题的常见类型及解题策略(1)与“数字”相关问题:主要是观察数字特点,找出等式左右两侧的规律.(2)与不等式有关的推理:观察所给几个不等式两边式子的特点,注意纵向看、找出隐含规律.(3)与图形有关推理:合理利用特殊图形归纳推理得出结论.角度一 与数字(数列)有关的等式的推理 1.有一个奇数组成的数阵排列如下: 1 3 7 13 21 … 5 9 15 23 … … 11 17 25 … … … 19 27 … … … … 29 … … … … … … … … … … …则第30行从左到右第3个数是________.观察每一行的第一个数,由归纳推理可得第30行的第1个数是1+4+6+8+10+…+60=30×(2+60)2-1=929.又第n 行从左到右的第2个数比第1个数大2n ,第3个数比第2个数大2n +2,所以第30行从左到右的第2个数比第1个数大60,第3个数比第2个数大62,故第30行从左到右第3个数是929+60+62=1 051.1 051角度二 与不等式(式子)有关的推理2.(2017·山东省滕州第二中学模拟)在△ABC 中,不等式1A +1B +1C ≥9π成立;在凸四边形ABCD 中,不等式1A +1B +1C +1D ≥162π成立;在凸五边形ABCDE 中,不等式1A +1B +1C +1D +1E ≥253π成立,…,依此类推,在凸n 边形A 1A 2…A n 中,不等式1A 1+1A 2+…+1A n≥________成立.因为1A +1B +1C ≥9π=32π,1A +1B +1C +1D ≥162π=422π,1A +1B +1C +1D +1E ≥253π=523π,…,所以1A 1+1A 2+…+1A n ≥n 2(n -2)π(n ∈N *,n ≥3).n 2(n -2)π(n ∈N *,n ≥3)角度三 与图形变化有关的推理3.我国的刺绣有着悠久的历史,如图所示中的(1)(2)(3)(4)为刺绣最简单的四个图案,这些图案都是由小正方形构成,小正方形个数越多刺绣越漂亮.现按同样的规律刺绣(小正方形的摆放规律相同),设第n 个图形包含f (n )个小正方形.则f (n )的表达式为( )A .f (n )=2n -1B .f (n )=2n 2C .f (n )=2n 2-2nD .f (n )=2n 2-2n +1D 我们考虑f (2)-f (1)=4,f (3)-f (2)=8,f (4)-f (3)=12,…,结合图形不难得到f (n )-f (n -1)=4(n -1),累加得f (n )-f (1)=2n (n -1)=2n 2-2n ,故f (n )=2n 2-2n +1.类比推理如图,在Rt △ABC 中,∠C =90°,设a ,b ,c 分别表示三条边的长度,由勾股定理,得c 2=a 2+b 2.类比平面内直角三角形的勾股定理,试给出空间中四面体性质的猜想. 【解】 如题图所示,在Rt △ABC 中,∠C =90°.设a ,b ,c 分别表示3条边的长度,由勾股定理,得c 2=a 2+b 2. 类似地,在四面体P DEF 中,∠PDF =∠PDE =∠EDF =90°.设S 1,S 2,S 3和S 分别表示△PDF ,△PDE ,△EDF 和△PEF 的面积,相应于直角三角形的2条直角边a ,b 和1条斜边c ,图中的四面体有3个“直角面”S 1,S 2,S 3和1个“斜面”S .于是,类比勾股定理的结构,我们猜想S 2=S 21+S 22+S 23成立.若本例条件“由勾股定理,得c 2=a 2+b 2”换成“cos 2A +cos 2B =1”,则在空间中,给出四面体性质的猜想.如图,在Rt △ABC 中,cos 2A +cos 2B =⎝ ⎛⎭⎪⎫b c 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a c 2=a 2+b2c 2=1.于是把结论类比到四面体P A ′B ′C ′中,我们猜想,四面体P A ′B ′C ′中,若三个侧面PA ′B ′,PB ′C ′,PC ′A ′两两互相垂直,且分别与底面所成的角为α,β,γ,则cos 2α+cos 2β+cos 2γ=1.(2017·杭州模拟)已知命题:“若数列{a n }是等比数列,且a n >0,b n=na 1a 2…a n (n ∈N *),则数列{b n }也是等比数列”.类比这一性质,你能得到关于等差数列的一个什么性质?并证明你的结论.类比等比数列的性质,可以得到等差数列的一个性质是:若数列{a n }是等差数列,b n =a 1+a 2+…+a n n(n ∈N *),则数列{b n }也是等差数列.证明如下:设等差数列{a n }的公差为d ,则b n =a 1+a 2+…+a nn=na 1+n (n -1)d 2n=a 1+d2(n -1),所以数列{b n }是以a 1为首项,d2为公差的等差数列.演绎推理数列{a n }的前n 项和记为S n ,已知a 1=1,a n +1=n +2nS n (n ∈N *).证明: (1)数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是等比数列;(2)S n +1=4a n .【证明】 (1)因为a n +1=S n +1-S n ,a n +1=n +2nS n , 所以(n +2)S n =n (S n +1-S n ),即nS n +1=2(n +1)S n . 故S n +1n +1=2·S nn,(小前提) 故⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以1为首项,2为公比的等比数列.(结论)(大前提是等比数列的定义) (2)由(1)可知S n +1n +1=4·S n -1n -1(n ≥2), 所以S n +1=4(n +1)·S n -1n -1=4·n -1+2n -1·S n -1 =4a n (n ≥2).(大前提)又因为a 2=3S 1=3,S 2=a 1+a 2=1+3=4=4a 1,(小前提) 所以对于任意正整数n ,都有S n +1=4a n .(结论)演绎推理的推证规则(1)演绎推理是从一般到特殊的推理,其一般形式是三段论,应用三段论解决问题时,应当首先明确什么是大前提和小前提,如果前提是显然的,则可以省略;(2)在推理论证过程中,一些稍复杂一点的证明题常常要由几个三段论才能完成.已知函数y =f (x )满足:对任意a ,b ∈R ,a ≠b ,都有af (a )+bf (b )>af (b )+bf (a ),试证明:f (x )为R 上的单调增函数.设x 1,x 2∈R ,取x 1<x 2,则由题意得x 1f (x 1)+x 2f (x 2)>x 1f (x 2)+x 2f (x 1), 所以x 1+x 2>0, (x 2-x 1)>0,因为x 1<x 2,所以f (x 2)-f (x 1)>0,f (x 2)>f (x 1). 所以y =f (x )为R 上的单调增函数.)——例析归纳推理中的创新问题设△A n B n C n 的三边长分别为a n ,b n ,c n ,△A n B n C n 的面积为S n ,n =1,2,3,….若b 1>c 1,b 1+c 1=2a 1,a n +1=a n ,b n +1=c n +a n2,c n +1=b n +a n2,则( )A .{S n }为递减数列B .{S n }为递增数列C .{S 2n -1}为递增数列,{S 2n }为递减数列D .{S 2n -1}为递减数列,{S 2n }为递增数列 【解析】 在△A 1B 1C 1中,b 1>c 1,b 1+c 1=2a 1, 所以b 1>a 1>c 1.在△A 2B 2C 2中,a 2=a 1,b 2=c 1+a 12,c 2=b 1+a 12,b 2+c 2=2a 1,所以c 1<b 2<a 1<c 2<b 1. 在△A 3B 3C 3中,a 3=a 2=a 1,b 3=c 2+a 22=c 2+a 12,c 3=b 2+a 22=b 2+a 12,b 3+c 3=2a 1,所以a 1<b 3<c 2,b 2<c 3<a 1, 所以c 1<b 2<c 3<a 1<b 3<c 2<b 1.由归纳知,n 越大,两边c n ,b n 越靠近a 1且c n +b n =2a 1,此时面积S n 越来越大,当且仅当c n =b n =a 1时△A n B n C n 的面积最大.【答案】B(1)解决此类问题首先要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到一个明确表述的一般命题(猜想);最后对所得的一般性命题进行检验.(2)本题把归纳推理问题与数列及数列的性质巧妙地结合,体现了新课标下的交汇创新思想.解决本题的关键有以下几点:①由条件a n +1=a n ,确定三角形的一边为固定值;②由条件可推出b 1+c 1=b 2+c 2=b 3+c 3=2a 1,进而得出△A n B n C n 的周长为定值; ③利用“若三角形的一边不变及周长不变,则另外两边越接近,面积越大”推得结论.正方形ABCD 的边长为1,点E 在边AB 上,点F 在边BC 上,AE =BF =13.动点P 从E 出发沿直线向F 运动,每当碰到正方形的边时反弹,反弹时反射角等于入射角.当点P 第一次碰到E 时,P 与正方形的边碰撞的次数为( )A .8B .6C .4D .3B 利用图形进行求解. 因为反弹时反射角等于入射角, 所以∠1=∠2.又因为tan ∠1=1-1313=2,所以tan ∠2=2.又tan ∠2=HC CF ,所以HC =43,所以DG =16.从此以后,点P 的反射线必与EF 或FG 平行,由图可知,P 与正方形的边碰撞的次数为6.1.正弦函数是奇函数,f (x )=sin(x 2+1)是正弦函数,因此f (x )=sin(x 2+1)是奇函数,以上推理( )A .结论正确B .大前提不正确C .小前提不正确D .全不正确C 因为f (x )=sin(x 2+1)不是正弦函数,所以小前提不正确. 2.给出下列三个类比结论:①(ab )n =a n b n 与(a +b )n 类比,则有(a +b )n =a n +b n;②log a (xy )=log a x +log a y 与sin(α+β)类比,则有sin(α+β)=sin αsin β; ③(a +b )2=a 2+2ab +b 2与(a +b )2类比,则有(a +b )2=a 2+2a ·b +b 2. 其中正确结论的个数是( ) A .0 B .1 C .2D .3B (a +b )n≠a n+b n(n ≠1,a ·b ≠0),故①错误. sin(α+β)=sin αsin β不恒成立,如α=30°,β=60°,sin 90°=1,sin 30°·sin 60°=34,故②错误.由向量的运算公式知③正确.3.已知数列{a n }:11,21,12,31,22,13,41,32,23,14,…,依它的前10项的规律,则a 99+a 100的值为( )A.3724 B .76 C.1115D .715A 通过将数列的前10项分组得到第一组有一个数:11,分子、分母之和为2;第二组有两个数:21,12,分子、分母之和为3;第三组有三个数:31,22,13,分子、分母之和为4;第四组有四个数,以此类推,a 99,a 100分别是第十四组的第8个数和第9个数,分子、分母之和为15,所以 a 99=78,a 100=69.故a 99+a 100=3724.4.已知f 1(x )=sin x +cos x ,f n +1(x )是f n (x )的导函数,即f 2(x )=f ′1(x ),f 3(x )=f ′2(x ),…,f n +1(x )=f ′n (x ),n ∈N *,则f 2 017(x )=( )A .sin x +cos xB .-sin x -cos xC .sin x -cos xD .-sin x +cos xA f 2(x )=f ′1(x )=cos x -sin x ,f 3(x )=f ′2(x )=-sin x -cos x ,f 4(x )=f ′3(x )=-cos x +sin x ,f 5(x )=f ′4(x )=sin x +cos x ,f 6(x )=f ′5(x )=cos x -sin x ,…,可知f n (x )是以4为周期的函数,因为2 017=504×4+1,所以f 2 017(x )=f 1(x )=sin x +cos x .故选A.5.(2017·安徽江淮十校联考)我国古代数学名著《九章算术》中割圆术有:“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周合体而无所失矣.”其体现的是一种无限与有限的转化过程,比如在2+2+2+…中“…”即代表无限次重复,但原式却是个定值x ,这可以通过方程2+x =x 确定x =2,则1+11+11+…=( )A.-5-12 B .5-12C.1+52D .1-52C 1+11+11+…=x ,即1+1x =x ,即x 2-x -1=0,解得x =1+52⎝ ⎛⎭⎪⎫x =1-52舍,故1+11+11+…=1+52,故选C.6.古希腊人常用小石子在沙滩上摆成各种形状来研究数.比如:他们研究过图1中的1,3,6,10,…,由于这些数能够表示成三角形,将其称为三角形数;类似地,称图2中的1,4,9,16,…,这样的数为正方形数.下列数中既是三角形数又是正方形数的是( )A .289B .1 024C .1 225D .1 378C 观察三角形数:1,3,6,10,…,记该数列为{a n },则a 1=1,a 2=a 1+2,a 3=a 2+3,…a n =a n -1+n .所以a 1+a 2+…+a n =(a 1+a 2+…+a n -1)+(1+2+3+…+n )⇒a n =1+2+3+…+n =n (n +1)2,观察正方形数:1,4,9,16,…,记该数列为{b n },则b n =n 2.把四个选项的数字,分别代入上述两个通项公式,可知使得n 都为正整数的只有1 225.7.在平面几何中:△ABC 的∠ACB 内角平分线CE 分AB 所成线段的比为AC BC =AE BE.把这个结论类比到空间:在三棱锥A BCD 中(如图)DEC 平分二面角A CD B 且与AB 相交于E ,则得到类比的结论是________.由平面中线段的比转化为空间中面积的比可得AE EB =S △ACD S △BCD. AE EB =S △ACD S △BCD8.已知f (n )=1+12+13+…+1n (n ∈N *),经计算得f (4)>2,f (8)>52,f (16)>3,f (32)>72,则有________.因为f (22)>42,f (23)>52,f (24)>62,f (25)>72,所以当n ≥2时,有f (2n )>n +22. f (2n )>n +22(n ≥2,n ∈N *) 9.若P 0(x 0,y 0)在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)外,过P 0作椭圆的两条切线的切点为P 1,P 2,则切点弦P 1P 2所在的直线方程是x 0x a 2+y 0y b 2=1,那么对于双曲线则有如下命题:若P 0(x 0,y 0)在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)外,过P 0作双曲线的两条切线,切点为P 1,P 2,则切点弦P 1P 2所在直线的方程是________.类比椭圆的切点弦方程可得双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的切点弦方程为x 0x a 2-y 0y b 2=1. x 0x a 2-y 0y b 2=1 10.某市为了缓解交通压力实行机动车辆限行政策,每辆机动车每周一到周五都要限行一天,周末(周六和周日)不限行.某公司有A ,B ,C ,D ,E 五辆车,保证每天至少有四辆车可以上路行驶.已知E 车周四限行,B 车昨天限行,从今天算起,A ,C 两车连续四天都能上路行驶,E 车明天可以上路,由此可知下列推测一定正确的是________.①今天是周六 ②今天是周四③A 车周三限行 ④C 车周五限行因为每天至少有四辆车可以上路行驶,E 车明天可以上路,E 车周四限行,所以今天不是周三;因为B 车昨天限行,所以今天不是周一,也不是周日;因为A ,C 两车连续四天都能上路行驶,所以今天不是周五,周二和周六,所以今天是周四.②11.我们将具有下列性质的所有函数组成集合M :函数y =f (x )(x ∈D ),对任意x ,y ,x +y 2∈D 均满足f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 2≥12,当且仅当x =y 时等号成立. (1)若定义在(0,+∞)上的函数f (x )∈M ,试比较f (3)+f (5)与2f (4)的大小; (2)设函数g (x )=-x 2,求证:g (x )∈M .(1)对于f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 2≥12,令x =3,y =5得f (3)+f (5)≤2f (4). (2)证明:g ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22-12=-(x 1+x 2)24+x 21+x 222=(x 1-x 2)24≥0, 所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22≥12, 所以g (x )∈M .。
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第三节合情推理与演绎推理A组基础题组1.观察下列各式:a+b=1,a2+b2=3,a3+b3=4,a4+b4=7,a5+b5=11,…,则a10+b10=()A。
121 B.123 C。
231 D。
2112。
观察(x2)'=2x,(x4)’=4x3,(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.某种树的分枝生长规律如图所示,第1年到第5年的分枝数分别为1,1,2,3,5,则预计第10年树的分枝数为()A。
21 B。
34 C。
52 D.554。
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=,类比这个结论可知:四面体S—ABC的四个面的面积分别为S1、S2、S3、S4,内切球的半径为R,四面体S—ABC的体积为V,则R=()A。
B。
C. D.5。
学生的语文、数学成绩均被评定为三个等级,依次为“优秀”“合格”“不合格”.若学生甲的语文、数学成绩都不低于学生乙,且其中至少有一门成绩高于乙,则称“学生甲比学生乙成绩好"。
第3节合情推理与演绎推理基础巩固(时间:30分钟)1.命题“有理数是无限循环小数,整数是有理数,所以整数是无限循环小数”是假命题,推理错误的原因是( C )(A)使用了归纳推理(B)使用了类比推理(C)使用了“三段论”,但大前提错误(D)使用了“三段论”,但小前提错误解析:由题目可知满足“三段论”形式,但是大前提表述不正确而使结论错误.故选C.2.由代数式的乘法法则类比推导向量的数量积的运算法则:①“mn=nm”类比得到“a·b=b·a”;②“(m+n)t=mt+nt”类比得到“(a+b)·c=a·c+b·c”;③“(m·n)t=m(n·t)”类比得到“(a·b)·c=a·(b·c)”;④“t≠0,mt=xt⇒m=x”类比得到“p≠0,a·p=x·p⇒a=x”;⑤“|m·n|=|m|·|n|”类比得到“|a·b|=|a|·|b|”;⑥“=”类比得到“=”.以上的式子中,类比得到的结论正确的个数是( B )(A)1 (B)2 (C)3 (D)4解析:①②正确,③④⑤⑥错误.故选B.3.(2017·重庆模拟)某种树的分枝生长规律如图所示,第1年到第5年的分枝数分别为1,1,2,3,5,则预计第10年树的分枝数为( D )(A)21 (B)34 (C)52 (D)55解析:因为2=1+1,3=2+1,5=3+2,即从第三项起每一项都等于前两项的和,所以第10年树的分枝数为21+34=55.故选D.4.在平面几何中有如下结论:正三角形ABC的内切圆面积为S1,外接圆面积为S2,则=,推广到空间可以得到类似结论:已知正四面体P-ABC的内切球体积为V1,外接球体积为V2,则等于( D )(A) (B) (C)(D)解析:正四面体的内切球与外接球的半径之比为1∶3,故=.故选D.5.下列推理中属于归纳推理且结论正确的是( A )(A)设数列{a n}的前n项和为S n.由a n=2n-1,求出S1=12,S2=22,S3=32,…,推断:S n=n2(B)由f(x)=xcos x满足f(-x)=-f(x)对∀x∈R都成立,推断:f(x)=xcos x为奇函数(C)由圆x2+y2=r2的面积S=πr2,推断:椭圆+=1(a>b>0)的面积S=πab(D)由(1+1)2>21,(2+1)2>22,(3+1)2>23,…,推断:对一切n∈N*,(n+1)2>2n解析:选项A由一些特殊事例得出一般性结论,且注意到数列{a n}是等差数列,其前n项和等于S n==n2,选项D中的推理属于归纳推理,但结论不正确.故选A.,通常在原信息中按一定规则加入相关数据组成传输信息.设定原信息为a0a1a2,a i∈{0,1}(i=0,1,2),传输信息为h0a0a1a2h1,其中h0=a0⊕a1,h1=h0⊕a2,⊕运算规则为0⊕0=0,0⊕1=1,1⊕0=1,1⊕1=0.例如原信息为111,则传输信息为01111,信息在传输过程中受到干扰可能导致接收信息出错,则下列接收信息一定有误的是( C )(A)11010 (B)01100(C)10111 (D)00011解析:对于选项C,传输信息是10111,对应的原信息是011,由题目中运算规则知h0=0⊕1=1,而h1=h0⊕a2=1⊕1=0,故传输信息应是10110.故选C.7.在圆中有结论:如图所示,“AB是圆O的直径,直线AC,BD是圆O过A,B的切线,P是圆O 上任意一点,CD是过P的切线,则有PO2=PC·PD”.类比到椭圆:“AB是椭圆的长轴,直线AC,BD 是椭圆过A,B的切线,P是椭圆上任意一点,CD是过P的切线,则有.”解析:椭圆中的焦半径类比圆中的半径.答案:PF1·PF2=PC·PD8.(2017·潍坊市一模)观察式子1+<,1++<,1+++<,…,则可归纳出1+++…+< .解析:根据题意,每个不等式的右边的分母是n+1.不等号右边的分子是2n+1,所以1+++…+<(n≥1).答案:(n≥1)能力提升(时间:15分钟)9.若数列{a n}是等差数列,则数列{b n}{b n=}也为等差数列.类比这一性质可知,若正项数列{c n}是等比数列,且{d n}也是等比数列,则d n的表达式应为( D )(A)d n= (B)d n=(C)d n= (D)d n=解析:若{a n}是等差数列,则a1+a2+…+a n=na1+d,所以b n=a1+d=n+a1-,即{b n}为等差数列;若{c n}是等比数列,则c1·c2·…·c n=·q1+2+…+(n-1)=·,所以d n==c1·,即{d n}为等比数列.故选D.10.已知“整数对”按如下规律排成一列:(1,1),(1,2),(2,1),(1,3),(2,2),(3,1),(1,4),(2,3),(3,2),(4,1),…,则第60个“整数对”是( B )(A)(7,5) (B)(5,7)(C)(2,10) (D)(10,1)解析:依题意,把“整数对”的和相同的分为一组,不难得知第n组中每个“整数对”的和均为n+1,且第n组共有n个“整数对”,这样的前n组一共有个“整数对”,注意到<60<,因此第60个“整数对”处于第11组(每个“整数对”的和为12的组)的第5个位置,结合题意可知每个“整数对”的和为12的组中的各对数依次为(1,11),(2,10),(3,9),(4,8),(5,7),…,因此第60个“整数对”是(5,7).故选B.11.(2017·湖北八校二联)有6名选手参加演讲比赛,观众甲猜测:4号或5号选手得第一名;观众乙猜测:3号选手不可能得第一名;观众丙猜测:1,2,6号选手中的一位获得第一名;观众丁猜测:4,5,6号选手都不可能获得第一名.比赛后发现没有并列名次,且甲、乙、丙、丁中只有1人猜对比赛结果,此人是( D )(A)甲(B)乙(C)丙(D)丁解析:根据题意,6名选手比赛结果甲、乙、丙、丁猜测如下表:由表知,只有丁猜对了比赛结果.故选D.12.(2017·日照市一模)在计算“1×2+2×3+…+n(n+1)”时,某同学学到了如下一种方法:先改写第k项:k(k+1)=[k(k+1)(k+2)- (k-1) k(k+1)]由此得1×2= (1×2×3-0×1×2),2×3= (2×3×4-1×2×3),…n(n+1)= [n(n+1)(n+2)-(n-1)n(n+1)],相加,得1×2+2×3+…+n(n+1)= n(n+1)(n+2).类比上述方法,请你计算“1×2×3+2×3×4+…+n(n+1)(n+2)”,其结果为.解析:因为n(n+1)(n+2)= [n(n+1)(n+2)(n+3)-(n-1)n(n+1)(n+2)],所以1×2×3= (1×2×3×4-0×1×2×3),2×3×4= (2×3×4×5-1×2×3×4),…n (n+1)(n+2)= [n(n+1)(n+2)(n+3)-(n-1)·n(n+1)( n+2)],所以1×2×3+2×3×4+…+n(n+1)(n+2)= [(1×2×3×4-0×1×2×3)+(2×3×4×5-1×2×3×4)+…+n·(n+1)(n+2)(n+3)- (n-1)n(n+1)(n+2)]= n(n+1)(n+2)(n+3).答案: n(n+1)(n+2)(n+3)13.已知△ABC的三边长分别为a,b,c,其面积为S,则△ABC的内切圆的半径r=.这是一道平面几何题,其证明方法是“等面积法”.请用类比推理的方法猜测对空间四面体ABCD 存在的类似结论为.解析:已知四面体ABCD的四个表面的面积分别为S1,S2,S3,S4,其体积为V,则四面体ABCD的内切球的半径r=.由题意可得,题目要求写出类似的结论,则在保证该结论正确的前提下,尽量在语言表达上与前面的结论一致.本题体现了平面几何与立体几何在如下词语上的对应:“△ABC”与“四面体ABCD”,“边长”与“表面面积”,“面积”与“体积”,“内切圆”与“内切球”,这是结构上的类比.再者,本题也体现了方法上的类比,即等面积法推理到等体积法,同样是将整体分割成几个小的部分,然后利用体积不变得出结论,即V=S1r+S2r+S3r+S4r,从而r=.答案:已知空间四面体ABCD的四个面的面积分别为S1,S2,S3,S4,其体积为V,则四面体的内切球的半径r=(1261年)一书中,用如图1所示的三角形,解释二项和的乘方规律.在欧洲直到1623年以后,法国数学家布莱士·帕斯卡的著作(1655年)介绍了这个三角形.近年来国外也逐渐承认这项成果属于中国,所以有些书上称这是“中国三角形”(Chinese triangle),17世纪德国数学家莱布尼茨发现了“莱布尼茨三角形”如图2.在杨辉三角中相邻两行满足关系式:+=,其中n是行数,r∈N.请类比上式,在莱布尼茨三角形中相邻两行满足的关系式是.解析:类比观察得,将莱布尼茨三角形的每一行都能提出倍数,而相邻两项之和是上一行的两者相拱之数,所以类比式子+=,有=+. 答案:=+。