2017-2018学年高中数学 第二讲 讲明不等式的基本方法 三 反证法与放缩法优化练习 新人教A版选修4-5
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三 反证法与放缩法[课时作业] [A 组 基础巩固]1.如果两个正整数之积为偶数,则这两个数( ) A .两个都是偶数B .一个是奇数,一个是偶数C .至少一个是偶数D .恰有一个是偶数解析:假设这两个数都是奇数,则这两个数的积也是奇数,这与已知矛盾,所以这两个数至少一个为偶数. 答案:C2.设x >0,y >0,A =x +y 1+x +y ,B =x 1+x +y1+y,则A 与B 的大小关系为( )A .A ≥B B .A ≤BC .A >BD .A <B解析:A =x 1+x +y +y 1+x +y <x 1+x +答案:D3+z ,+1x,则a 、b 、c 三个数( )A B C D b +c <6,这与a C.4.设M =1210+1210+1+1210+2+…+1211-1,则( )A .M =1B .M <1C .M >1D .M 与1大小关系不定解析:M 是210项求和,M =1210+1210+1+1210+2+…+1211-1<1210+1210+1210+…+1210=1,故选B.答案:B5.若f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,a ,b 都为正数,A =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 2,G =f (ab ), H =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ab a +b ,则( )A .A ≤G ≤HB .A ≤H ≤GC .G ≤H ≤AD .H ≤G ≤A解析:∵a ,b 为正数,∴a +b2≥ab =ab ab≥ab a +b 2=2aba +b , 又∵f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x为单调减函数,∴f ⎝⎛⎭⎪⎫a +b 2≤f (ab )≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ab a +b ,∴A ≤G ≤H . 答案:A6.某同学准备用反证法证明如下一个问题:函数f (x )在[0,1]上有意义,且f (0)=f (1),如果对于不同的x 1,x 2∈[0,1],都有|f (x 1)-f (x 2)|<|x 1-x 2|,求证: |f (x 1)-f (x 2)|<12.那么它的假设应该是________.答案:|f (x 1)-f (x 2)|≥127|a |+|b |m ,n 之间的大小关系是________.n 8M 与N 的大小关系是________.∴N =aa +2+b b +2>a a +b +2+b a +b +2=a +ba +b +2=M . ∴M <N . 答案:M <N9.实数a ,b ,c ,d 满足a +b =c +d =1,且ac +bd >1,求证:a ,b ,c ,d 中至少有一个是负数.证明:假设a ,b ,c ,d 都是非负数.由a +b =c +d =1知:a ,b ,c ,d ∈[0,1]. 从而ac ≤ac ≤a +c2,bd ≤bd ≤b +d2.∴ac +bd ≤a +c +b +d2=1.即ac +bd ≤1.与已知ac +bd >1矛盾,∴a ,b ,c ,d 中至少有一个是负数.10.求证:1+11+11×2+11×2×3+…+11×2×3×…×n <3(n ∈N +).证明:由11×2×3×…×k <11×2×2×…×2=12k -1(k 是大于2的自然数),得1+11+11×2+11×2×3+...+11×2×3×...×n <1+1+12+12+12+ (12)1+1-12n1-12=3-12n -1<3.∴原不等式成立.[B 组 能力提升]1.已知x 1>0,x 1≠1且x n +1=x n x 2n +3x 2n +1(n =1,2,…).试证:数列{x n }或者对任意正整数n 都满足x n <x n +1,或者对任意的正整数n 都满足x n >x n +1.当此题用反证法否定结论时,应为( )A .对任意的正整数n ,有x n =x n +1B .存在正整数n ,使x n =x n +1C .存在正整数n ,使x n ≥x n -1且x n ≥x n +1D .存在正整数n ,使(x n -x n -1)(x n -x n +1)≥0解析:“x n <x n +1或x n >x n +1”的对立面是“x n =x n +1”,“任意一个”的反面是“存在某一个”. 答案:B2.若α∈⎝⎛⎭⎪⎫π,54π,M =|sin α|,N =|cos α|,P =12|sin α+cos α|, Q =12sin 2α,则它们之间的大小关系为( ) A .M >N >P >Q B .M >P >N >Q C .M >P >Q >ND .N >P >Q >M解析:∵α∈(π,54π),∴0>sin α>cos α.∴|sin α|<|cos α|,∴P =12|sin α+cos α|=12(|sin α|+|cos α|)>12(|sin α|+|sin α|)=|sin α|=M . P =12|sin α|+|cos α|<12 (|cos α|+|cos α|)=|cos α|=N . ∴N >P >M . 对于Q =12sin 2α= sin αcos α<|sin α|+|cos α|2=P . 而Q =sin αcos α> sin 2α=|sin α|=M . ∴N >P >Q >M . 答案:D3.用反证法证明“已知平面上有n (n ≥3)个点,其中任意两点的距离最大为d ,距离为d 的两点间的线段称为这组点的直径,求证直径的数目最多为n 条”时,假设的内容为________.解析:对“至多”的否定应当是“至少”,二者之间应该是完全对应的,所以本题中的假设 4p 2-p +1在区间[-1,1]内至少有一个值c ,使f (c )>0, (c )>0,f -,f,≥1,≥32,所以p ≤-3或p ≥32,取补集为p ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,32. 故实数p 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,32.答案:⎝⎛⎭⎪⎫-3,325.已知0<x <2,0<y <2,0<z <2,求证:x (2-y ),y (2-z ),z (2-x )不都大于1. 证明:法一:假设x (2-y )>1且y (2-z )>1且z (2-x )>1均成立,则三式相乘有:xyz (2-x )(2-y )(2-z )>1.①由于0<x <2,∴0<x (2-x )=-x 2+2x =-(x -1)2+1≤1. 同理:0<y (2-y )≤1,且0<z (2-z )≤1, ∴三式相乘得:0<xyz (2-x )(2-y )(2-z )≤1②②与①矛盾,故假设不成立.∴x (2-y ),y (2-z ),z (2-x )不都大于1. 法二:假设x (2-y )>1且y (2-z )>1且z (2-x )>1. ∴x-y +y-z+z-x>3.③又x -y+y-z+z-x≤x +-y2+y +-z2+z +-x2=3④④与③矛盾,故假设不成立. ∴原题设结论成立.6.已知数列{a n }满足a 1=2,a n +1=2⎝⎛⎭⎪⎫1+1n 2·a n (n ∈N +),(1)求a 2,a 3并求数列{a n }的通项公式;(2)设c n =n a n ,求证:c 1+c 2+c 3+…+c n <710.解析:(1)∵a 1=2,a n +1=2(1+1n)2·a n (n ∈N +),∴a 2=2(1+11)2·a 1=16,a 3=2(1+12)2·a 2=72.又∵a n +1n +2=2·a n n2,n ∈N +,∴{a n n2}为等比数列. ∴a n n 2=a 112·2n -1=2n,∴a n =n 2·2n. (2)证明:c n =n a n =1n ·2n,∴c 1+c 2+c 3+…+c n =11·2+12·2+13·2+…+1n ·2<12+18+124+14·(12+12+…+12) =23+14·124[1-12n -3]1-12<23+14·1241-12=23+132=6796=670960<96×796×10=710,所以结论成立.。