2013届高三人教A版理科数学一轮复习课时作业(66)合情推理与演绎推理)
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课时作业(六十六) [第66讲 合情推理与演绎推理][时间:45分钟 分值:100分]基础热身 1.[2011·焦作模拟] 在等差数列{a n }中,若a n >0,公差d >0,则有a 4·a 6>a 3·a 7,类比上述性质,在等比数列{b n }中,若b n >0,公比q >1,则b 4,b 5,b 7,b 8的一个不等关系是( )A .b 4+b 8>b 5+b 7B .b 4+b 8<b 5+b 7C .b 4+b 7>b 5+b 8D .b 4+b 7<b 5+b 8 2.[2011·豫南九校联考] 规定一机器狗每秒钟只能前进或后退一步,现程序设计师让机器狗以“前进3步,然后再退2步”的规律移动.如果将此机器狗放在数轴原点,面向正方向,以1步的距离为1个单位长度移动,令P (n )表示第n 秒时机器狗所在的位置坐标,且P (0)=0,则下列结论中错误的是( )A .P (2 007)=403B .P (2 008)=404C .P (2 009)=403D .P (2 010)=404 3.[2011·万州模拟] 已知命题:若数列{a n }为等差数列,且a m =a ,a n =b (m ≠n ,m 、n∈N *),则a m +n =bn -amn -m;现已知等比数列{b n }(b n >0,n ∈N *),b m =a ,b n =b (m ≠n ,m 、n∈N *),若类比上述结论,则可得到b m +n =( )A.m -n b m a nB.n -m b n a mC.n -m b n a mD.n -m b m a n4.有下列推理:①A ,B 为定点,动点P 满足|P A |+|PB |=2a >|AB |,则P 的轨迹为椭圆;②由a 1=1,a n =3n -1,求出S 1,S 2,S 3,猜想出数列的前n 项和S n 的表达式;③由圆x 2+y 2=r 2的面积S =πr 2,猜想出椭圆x 2a 2+y 2b2=1的面积S =πab ;④科学家利用鱼的沉浮原理制造潜艇. 以上推理不是归纳推理的序号是________. (把所有你认为正确的序号都填上) 能力提升5.设f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f 0′(x ),f 2(x )=f 1′(x ),…,f n (x )=f n -1′(x ),n ∈N ,则f 2 013(x )=( )A .sin xB .-sin xC .cos xD .-cos x6.下面几种推理过程是演绎推理的是( )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 .由平面正三角形的性质,推测空间四面体的性质D .在数列{a n }中,a 1=1,a n =12⎝⎛⎭⎫a n -1+1a n -1(n ≥2),由此归纳出{a n }的通项公式7.我们把平面内与直线垂直的非零向量称为直线的法向量,在平面直角坐标系中,利用求动点轨迹方程的方法,可以求出过点A (-3,4),且法向量为n =(1,-2)的直线(点法式)方程为:1×(x +3)+(-2)×(y -4)=0,化简得x -2y +11=0.类比以上方法,在空间直角坐标系中,经过点A (1,2,3)且法向量为n =(-1,-2,1)的平面的方程为( )A .x +2y -z -2=0B .x -2y -z -2=0C .x +2y +z -2=0D .x +2y +z +2=08.“因为指数函数y =a x 是增函数(大前提),而y =⎝⎛⎭⎫13x是指数函数(小前提),所以y =⎝⎛⎭⎫13x 是增函数(结论)”,上面推理的错误是( ) A .大前提错导致结论错 B .小前提错导致结论错 C .推理形式错导致结论错D .大前提和小前提错都导致结论错9.把正整数按一定的规则排成了如下所示的三角形数表.设a ij (i ,j ∈N *)是位于这个三角形数表中从上往下数第i 行、从左往右数第j 个数,如a 42=8.若a ij =2 009,则i 与j 的和为( )12 43 5 76 8 10 129 11 13 15 1714 16 18 20 22 24A .105B .106C .107D .108 10.对于命题:若O 是线段AB 上一点,则有|OB →|·OA →+|OA →|·OB →=0. 将它类比到平面的情形是:若O 是△ABC 内一点,则有S △OBC ·OA →+S △OCA ·OB →+S △OAB ·OC →=0. 将它类比到空间的情形应该是:若O 是四面体ABCD 内一点,则有________.11.半径为r 的圆的面积S (r )=πr 2,周长C (r )=2πr ,若将r 看做(0,+∞)上的变量,则(πr 2)′=2πr ①,①式可以用语言叙述为:圆的面积函数的导数等于圆的周长函数.对于半径为R 的球,若将R 看做(0,+∞)上的变量,请你写出类似于①的式子:________________②,②式可以用语言叙述为:________________.12.[2011·宁波模拟] 在计算“11×2+12×3+…+1n (n +1)(n ∈N *)”时,某同学学到了如下一种方法:先改写第k 项:1k (k +1)=1k -1k +1,由此得11×2=11-12,12×3=12-13,…,1n (n +1)=1n -1n +1,相加,得11×2+12×3+…+1n (n +1)=1-1n +1=nn +1.类比上述方法,请你计算“11×2×3+12×3×4+…+1n (n +1)(n +2)(n ∈N *)”,其结果为________.13.如图K66-1,将一个边长为1的正三角形的每条边三等分,以中间一段为边向形外作正三角形,并擦去中间一段,得图(2),如此继续下去,得图(3)……试用n 表示出第n 个图形的边数a n =________.14.(10分)蜜蜂被认为是自然界中最杰出的建筑师,单个蜂巢可以近似地看作是一个正六边形,如图K66-2为一组蜂巢的截面图.其中第一个图有1个蜂巢,第二个图有7个蜂巢,第三个图有19个蜂巢,按此规律,以f (n )表示第n 个图的蜂巢总数.(1)试给出f (4),f (5)的值,并求f (n )的表达式(不要求证明);(2)证明:1f (1)+1f (2)+1f (3)+…+1f (n )<43.图K66-215.(13分)[2011·邵阳模拟] 某少数民族的刺绣有着悠久的历史,如图K66-3为她们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.(1)求出f (5)的值;(2)利用合情推理的“归纳推理思想”,归纳出f (n +1)与f (n )之间的关系式,并根据你得到的关系式求出f (n )的表达式;(3)求1f (1)+1f (2)-1+1f (3)-1+…+1f (n )-1的值.图 3难点突破16.(12分)规定C mx =x ·(x -1)·…·(x -m +1)m !,其中x ∈R ,m 是正整数,且C 0x =1,这是组合数C m n (m ,n 是正整数,且m ≤n 的一种推广).(1)求C 5-15的值;(2)组合数的两个性质:①C m n =C n -m n .②C m n +C m -1n =C m n +1.是否都能推广到C mx (x ∈R ,m 是正整然)的情形?若能推广,请写出推广的形式,并给出证明;若不能,则说明理由.(3)已知组合数C m n 是正整数,证明:当x ∈Z ,m 是正整数时,C mx ∈Z .课时作业(六十六)【基础热身】1.A [解析] 在等差数列{a n }中,由于4+6=3+7时有a 4·a 6>a 3·a 7,所以在等比数列{b n }中,由于4+8=5+7,所以应有b 4+b 8>b 5+b 7或b 4+b 8<b 5+b 7.∵b 4=b 1q 3,b 5=b 1q 4,b 7=b 1q 6,b 8=b 1q 7∴(b 4+b 8)-(b 5+b 7)=(b 1q 3+b 1q 7)-(b 1q 4+b 1q 6) =b 1q 6·(q -1)-b 1q 3(q -1)=(b 1q 6-b 1q 3)(q -1) =b 1q 3(q 3-1)(q -1).∵q >1,b n >0,∴b 4+b 8>b 5+b 7.故选A.2.D [解析] 显然每5秒前进一个单位,且P (1)=1,P (2)=2,P (3)=3,P (4)=2,P (5)=1,∴P (2 007)=P (5×401+2)=401+2=403,P (2 008)=404,P (2 009)=403,P (2 010)=402,故选D.3.B [解析] 等差数列中的bn 和am 可以类比等比数列中的b n 和a m ,等差数列中的bn -am 可以类比等比数列中的b na m ,等差数列中的bn -am n -m 可以类比等比数列中的n -mb n a m .故b m +n =n -m b na m.4.①③④ [解析] ①为演绎推理,②为归纳推理,③④为类比推理. 【能力提升】5.C [解析] f 1(x )=(sin x )′=cos x , f 2(x )=(cos x )′=-sin x , f 3(x )=(-sin x )′=-cos x , f 4(x )=(-cos x )′=sin x , f 5(x )=(sin x )′=cos x =f 1(x ), f 6(x )=(cos x )′=-sin x =f 2(x ), f n +4(x )=…=…=f n (x ),故可猜测f n (x )以4为周期,有f 4n +1(x )=f 1(x )=cos x ,f 4n +2(x )=f 2(x )=-sin x , f 4n +3(x )=f 3(x )=-cos x ,f 4n +4(x )=f 4(x )=sin x , 所以f 2 013(x )=f 503×4+1(x )=f 1(x )=cos x ,故选C.6.A [解析] 两条直线平行,同旁内角互补——大前提,∠A ,∠B 是两条平行直线被第三条直线所截得的同旁内角——小前提, ∠A +∠B =180°——结论.故A 是演绎推理,而B 、D 是归纳推理,C 是类比推理.故选A.7.A [解析] 类比直线方程求法得平面方程为(-1)×(x -1)+(-2)×(y -2)+1×(z -3)=0即x +2y -z -2=0.8.A [解析] y =a x 是增函数这个大前提是错误的,从而导致结论错.9.C [解析] 由三角形数表可以看出其奇数行为奇数列,偶数行为偶数列,2 009=2×1005-1,所以2 009为第1 005个奇数,又前31个奇数行内数的个数的和为961,前32个奇数行内数的个数的和为1 024,故2 009在第32个奇数行内,所以i =63,因为第63行的第一个数为2×962-1=1 923,2 009=1923+2(m -1),所以m =44,即j =44,所以i +j =107.10.V O -BCD ·OA →+V O -ACD ·OB →+V O -ABD ·OC →+V O -ABC ·OD →=0 [解析] 平面上的线段长度类比到平面上就是图形的面积,类比到空间就是几何体的体积.11.⎝⎛⎭⎫43πR 3′=4πR 2 球的体积函数的导数等于球的表面积函数 12.n 2+3n 4(n +1)(n +2) [解析] ∵1k (k +1)(k +2)=12⎣⎡⎦⎤1k (k +1)-1(k +1)(k +2),依次裂项,求和得n 2+3n 4(n +1)(n +2). 13.3×4n -1 [解析] a 1=3,a 2=12,a 3=48,可知a n =3×4n -1. 14.[解答] (1)f (4)=37,f (5)=61.由于f (2)-f (1)=7-1=6,f (3)-f (2)=19-7=2×6,f (4)-f (3)=37-19=3×6,f (5)-f (4)=61-37=4×6,…因此,当n ≥2时,有f (n )-f (n -1)=6(n -1),所以f (n )=[f (n )-f (n -1)]+[f (n -1)-f (n -2)]+…+[f (2)-f (1)]+f (1) =6[(n -1)+(n -2)+…+2+1]+1=3n 2-3n +1. 又f (1)=1=3×12-3×1+1,所以f (n )=3n 2-3n +1.(2)证明:当k ≥2时,1f (k )=13k 2-3k +1<13k 2-3k =13⎝⎛⎭⎫1k -1-1k .所以1f (1)+1f (2)+1f (3)+…+1f (n )<1+13⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫1n -1-1n =1+13⎝⎛⎭⎫1-1n <1+13=43. 15.[解答] (1)f (5)=41.(2)由题图可得f (2)-f (1)=4=4×1, f (3)-f (2)=8=4×2, f (4)-f (3)=12=4×3, f (5)-f (4)=16=4×4.由上式规律,可得f (n +1)-f (n )=4n .因为f (n +1)-f (n )=4n ,所以f (n +1)=f (n )+4n , 所以f (n )=f (n -1)+4(n -1) =f (n -2)+4(n -1)+4(n -2)=f (n -3)+4(n -1)+4(n -2)+4(n -3) …=f (1)+4(n -1)+4(n -2)+4(n -3)+…+4 =2n 2-2n +1. (3)当n ≥2时, 1f (1)+1f (2)-1+1f (3)-1+…+1f (n )-1 =11+12×22-2×2+1-1+12×32-2×3+1-1+…+12n 2-2n +1-1 =11+12×2×(2-1)+12×3×(3-1)+…+12n (n -1)=11+12×⎣⎡⎦⎤12×1+13×2+…+1n (n -1) =1+12×⎝⎛⎭⎫1-12+12-13+…+1n -1-1n=1+12⎝⎛⎭⎫1-1n =32-12n.【难点突破】16.[解答] (1)根据新规定直接进行演算即可C 5-15=(-15)(-16)(-17)(-18)(-19)5!=-11 628.(2)性质①不能推广.反例:当x =2,m =1时,C 12有意义,但C 2-12无意义.性质②能推广,且推广形式不变:C m x +C m -1x =C m x +1(x ∈R ,m 是正整数).证明如下:C m x +C m -1x=x (x -1)(x -2)…(x -m +1)m !+x (x -1)(x -2)…(x -m +2)(m -1)!=x (x -1)(x -2)…(x -m +2)m !·(x +1)=1m !·(x +1)[(x +1)-1][(x +1)-2]…[(x +1)-m +1]=C m x +1. (3)需要就x 与m 的大小做出逻辑划分并进行严密的论证. 当x ≥m 时,x ,m 都是正整数,C m n 就是组合数,结论显然成立;当0≤x <m 时,C m x=x (x -1)(x -2)…0…(x -m +1)m !=0∈Z ,结论也成立; 当x <0时,C m x =x (x -1)(x -2)…(x -m +1)m !=(-1)m 1m !(-x +m -1)(-x +m -2)…(-x +1)(-x )=(-1)m C m-x +m -1 ∵-x +m -1>0,∴C m -x +m -1是正整数,故C m x =(-1)m C m-x +m -1∈Z .综上所述,当x ∈Z ,m 是正整数时,C m x ∈Z .。