高考数学 试题汇编 第二节 合情推理与演绎推理 理(含解析)
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1 高考数学 试题汇编 第二节 合情推理与演绎推理 理(含解析)
合情推理
考向
聚焦 由已知条件归纳出一个结论或运用类比的形式给出某个问题的结论,是高考对合情推理的常规考法,从题型上看,以选择题、填空题为主,所占分值4~5分,属中低档题
备考
指津 合情推理(归纳推理和类比推理)是根据已有的事实,经过观察、分析、比较、联想,再进行归纳、类比,然后提出猜想.归纳推理时要做到归纳到位、准确;类比推理时,要从本质上去类比,不要被表面现象所迷惑
1.(2012年江西卷,理6,5分)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)28 (B)76 (C)123 (D)199
解析:本题考查递推数列知识以及归纳推理的思想方法.
记an+bn=f(n),则f(3)=f(1)+f(2)=1+3=4;
f(4)=f(2)+f(3)=3+4=7;f(5)=f(3)+f(4)=11;
f(6)=f(4)+f(5)=18;f(7)=f(5)+f(6)=29;
f(8)=f(6)+f(7)=47;f(9)=f(7)+f(8)=76;
f(10)=f(8)+f(9)=123,
即a10+b10=123.
故选C.
答案:C.
涉及递推数列的某一项或通项的问题(尤其是小题)常常可借助归纳推理加以解决.
2.(2011年江西卷,理7)观察下列各式:55=3125,56=15625,57=78125,…,则52011的末四位数字为( )
(A)3125 (B)5625 (C)0625 (D)8125
解析:∵55=3125,56=15625,57=78125,
58末四位数字为0625,59末四位数字为3125,
510末四位数字为5625,511末四位数字为8125,
512末四位数字为0625,…,
由上可得末四位数字周期为4,呈规律性交替出现,
∴52011=54×501+7末四位数字为8125.
答案:D.
3.(2012年陕西卷,理11,5分)观察下列不等式1+<,
1++<, 2 1+++<,
……
照此规律,第五个不等式为
.
解析:不完全归纳:
第一个:1+<,
第二个:1++<,
第三个:1+++<,
…
归纳猜想:第n个:1+++…+<,
故n=5时,1+++…+<.
答案:1+++++<
4.(2012年湖北卷,理13,5分)回文数是指从左到右读与从右到左读都一样的正整数,如22,121,3443,94249等,显然2位回文数有9个:11,22,33,…,99,3位回文数有90个:101,111,121,…,191,202,…,999,则
(1)4位回文数有 个;
(2)2n+1(n∈N+)位回文数有 个.
解析:已知1位回文数有9个,2位回文数有9个,3位回文数有90=9×10个,4位回文数有1001,1111,…,1991,2002,…,9999,共90个,以此类推,猜想2n+1位回文数与2(n+1)位回文数个数相等,均为9×10n个.
答案:(1)90 (2)9×10n
5.(2011年陕西卷,理13)观察下列等式
1=1
2+3+4=9
3+4+5+6+7=25
4+5+6+7+8+9+10=49
…
照此规律,第n个等式为 .
解析:照等式规律,第n行的首位数字为n且有2n-1个相邻正整数相加
∴n+(n+1)+…+(3n-2)=(2n-1)2
答案:n+(n+1)+…+(3n-2)=(2n-1)2
6.(2011年山东卷,理15)设函数f(x)=(x>0),观察: 3 f1(x)=f(x)=,
f2(x)=f(f1(x))=,
f3(x)=f(f2(x))=,
f4(x)=f(f3(x))=,
…
根据以上事实,由归纳推理可得:
当n∈N*且n≥2时,fn(x)=f(fn-1(x))=
. 解析:观察分母的x的系数数列:1,3,7,15,…,an,…
而分母的常数项数列:2,4,8,16,…,bn,…
∴bn=2n,an=2n-1,
∴当n≥2时,fn(x)=f(fn-1(x))=
答案:
7.(2010年陕西卷,理12)观察下列等式:13+23=32,13+23+33=62,13+23+33+43=102,…,根据上述规律,第五个等式为 .
解析:观察已知等式13+23=(1+2)2,13+23+33=(1+2+3)2,13+23+33+43=(1+2+3+4)2,归纳可得,13+23+33+43+53+63=(1+2+3+4+5+6)2=212,故应填13+23+33+43+53+63=212.
答案:13+23+33+43+53+63=212
8.(2010年浙江卷,理14)设n≥2,n∈N,(2x+)n-(3x+)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,将|ak|(0≤k≤n)的最小值记为Tn,则T2=0,T3=-,T4=0,T5=-,…,Tn,…其中Tn= .
解析:由归纳推理得Tn=.
答案: 4 此类题目要对所给的已知等式进行观察,分析其结构特征,再进行比较和联想,发现规律,归纳得出结论.
演绎推理
考向
聚焦 演绎推理也是高考重点考查的内容,渗透于各种题型的各个问题中,主要以综合题的形式考查演绎推理的基本步骤与严谨性,有时也会出现高难度题,12~14分
备考
指津 在数学研究中,合情推理获得的结论,仅仅是一种猜想,未必可靠,它只能帮助我们猜想和发现结论,由已知条件归纳或类比出的结论,需要再运用演绎推理进行证明.也就是说,合情推理的结论需要演绎推理的验证,而演绎推理的内容一般是通过合情推理获得的.在前提和推理形式都正确的情况下,利用演绎推理证明所得结论是正确的
9.(2011年浙江卷,理20)如图,在三棱锥PABC中,AB=AC,D为BC的中点,PO⊥平面ABC,垂足O落在线段AD上,已知BC=8,PO=4,AO=3,OD=2.
(1)证明:AP⊥BC;
(2)在线段AP上是否存在点M,使得二面角AMCB为直二面角?若存在,求出AM的长;若不存在,请说明理由.
(1)证明:由AB=AC,D是BC的中点,得AD⊥BC.
又PO⊥平面ABC,所以PO⊥BC.
因为PO∩AD=O,所以BC⊥平面PAD,故BC⊥PA.
(2)解:存在.如图,在平面PAB内作BM⊥PA于M,连接CM,PD.
由(1)知AP⊥BC,得AP⊥平面BMC.
又AP⊂平面APC,
所以平面BMC⊥平面APC.
在Rt△ADB中,AB2=AD2+BD2=(AO+OD)2+(BC)2=41,得AB=.
在Rt△POD中,PD2=PO2+OD2,
在Rt△PDB中,PB2=PD2+BD2,
所以PB2=PO2+OD2+DB2=36,得PB=6.
在Rt△POA中,PA2=AO2+OP2=25,得PA=5. 5 又cos∠BPA==,
从而PM=PB·cos∠BPA=2,
所以AM=PA-PM=3.
综上所述,存在点M符合题意,AM=3.
演绎推理的主要形式,就是由大前提、小前提推出结论的三段论式推理,在应用三段论来求解问题时,首先应该明确什么是问题中的大前提和小前提.在演绎推理中,只有前提和推理形式是正确的,结论才是正确的.