2020-2021学年高中数学 第二章 推理与证明 2.1.2 演绎推理跟踪训练(含解析)新人教A版
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高中数学第二章推理与证明 2.1.2 演绎推理教案新人教A版选修2-2高中数学第二章推理与证明2.1.2 演绎推理教案新人教A版选修2-2 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(高中数学第二章推理与证明2.1.2 演绎推理教案新人教A版选修2-2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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高中数学第二章推理与证明 2.1.2 演绎推理教案新人教A版选修2-2§2。
1.2演绎推理教学目标:1. 了解演绎推理的含义。
2。
能正确地运用演绎推理进行简单的推理.3. 了解合情推理与演绎推理之间的联系与差别。
教学重点:正确地运用演绎推理进行简单的推理;教学难点:了解合情推理与演绎推理之间的联系与差别.教学过程设计(一)、复习引入,激发兴趣。
【教师引入】复习:合情推理归纳推理从特殊到一般类比推理从特殊到特殊从具体问题出发――观察、分析比较、联想――归纳。
类比――提出猜想合情推理的结论不一定正确,有待进一步证明,有什么能使结论正确的推理形式呢?(二)、探究新知,揭示概念①所有的金属都能够导电,铜是金属,所以;②太阳系的大行星都以椭圆形轨道绕太阳运行,冥王星是太阳系的大行星,因此;③奇数都不能被2整除,2017是奇数,所以 .(填空→讨论:上述例子的推理形式与我们学过的合情推理一样吗?(三)、分析归纳,抽象概括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。
要点:由一般到特殊的推理.“三段论”是演绎推理的一般模式:第一段:大前提—-已知的一般原理;第二段:小前提——所研究的特殊情况;第三段:结论-—根据一般原理,对特殊情况做出的判断。
第二章推理与证明2.1合情推理与演绎推理2.1.1合情推理第1课时归纳推理课后篇巩固提升1.观察下列各式:1=12,2+3+4=32,3+4+5+6+7=52,4+5+6+7+8+9+10=72,……可以得出的一般性结论是()A.n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=n2(n∈N*)B.n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=(2n-1)2(n∈N*)C.n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-1)=n2(n∈N*)D.n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-1)=(2n-1)2(n∈N*),各等式的左边是2n-1(n∈N*)项的和,其首项为n,右边是项数的平方,故第n个等式首项为n,共有2n-1项,右边是(2n-1)2,即n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=(2n-1)2.2.已知不等式1+122<32,1+122+132<53,1+122+132+142<74,……均成立,照此规律,第五个不等式应为1+122+132+142+152+162<()A.95B.115C.116D.136,第n(n∈N*)个不等式的左边=1+122+132+…+1(n+1)2,右边=2(n+1)-1n+1,所以第五个不等式为1+122+132+142+152+162<116.3.如图是元宵节灯展中一款五角星灯连续旋转闪烁所形成的三个图形,照此规律闪烁,下一个呈现出来的图形是(),该五角星对角上的两盏灯(相连亮的看成一盏)依次按顺时针方向隔一盏闪烁,则下一个呈现出来的图形是A中的图形.故选A.4.已知数列{a n}中,a1=1,a n+1=2n n2+n n(n∈N*),则可归纳猜想{a n}的通项公式为()A .a n =2nB .a n =2n +1 C .a n =1nD .a n =1n +1a 1=1,a 2=2n 12+n 1=23,a 3=2n 22+n 2=432+23=24,a 4=2n 32+n 3=2×122+12=25,……由此可猜想a n =2n +1(n ∈N *).5.设f (x )=1+n1-n ,记f 1(x )=f (x ),若f n+1(x )=f (f n (x )),则f 2 016(2 016)等于( ) A .2 016 B .-12016 C .-10091008D .10081009f 1(x )=1+n1-n ,f 2(x )=-1n ,f 3(x )=n -1n +1,f 4(x )=x ,f 5(x )=1+n1-n ,f 6(x )=-1n,f 7(x )=n -1n +1,f 8(x )=x ,……可得f n (x )是以4为周期的函数,因此f 2016(x )=f 504×4(x )=f 4(x )=x ,故f 2016(2016)=2016.6.一个蜂巢里有1只蜜蜂,第一天,它飞出去带回了5只蜜蜂;第二天,6只蜜蜂飞出去各自又带回了5只蜜蜂,……如果这个过程继续下去,那么第6天所有蜜蜂归巢后,蜂巢中共有蜜蜂( ) A .6(66-1)6-1只 B .66只 C .63只D .62只,可知第一天共有蜜蜂1+5=6(只),第二天共有蜜蜂6+6×5=62(只),第三天共有蜜蜂62+62×5=63(只),……故第6天所有蜜蜂归巢后,蜂巢中共有蜜蜂65+65×5=66(只),故选B .7.分形理论是当今世界十分风靡和活跃的新理论、新学科.其中,把部分与整体以某种方式相似的形体称为分形.分形是一种具有自相似特性的现象、图象或者物理过程.标准的自相似分形是数学上的抽象,迭代生成无限精细的结构.也就是说,在分形中,每一组成部分都在特征上和整体相似,只是变小了一些而已,谢尔宾斯基三角形就是一种典型的分形,是由波兰数学家谢尔宾斯基在1915年提出的,按照如下规律,依次在一个黑色三角形内去掉小三角形,则当n=6时,该黑色三角形内共去掉小三角形的个数为( )A.81B.121C.364D.1 093,每一个图形中小三角形的个数等于前一个图形中小三角形个数的3倍加1,设第n 个黑色三角形内去掉小三角形的个数为a n ,则n=1时,a 1=1;n=2时,a 2=3×1+1=4;n=3时,a 3=3×4+1=13;n=4时,a 4=3×13+1=40;n=5时,a 5=3×40+1=121;n=6时,a 6=3×121+1=364.故选C .8.给出若干个数:√2+23,√3+38,√4+415,√5+524,……由此可猜测第n (n ∈N *)个数为 .,被开方数都是两个数相加,第一个数恰好比序号多1,第二个数是分式,分子也是比序号多1,分母则是分子的平方减去1,由此可得第n 个数为√n +1+n +1(n +1)2-1.n +1+n +1(n +1)2-19.某同学在一次研究性学习中发现,以下五个式子的值都等于同一个常数.①sin 213°+cos 217°-sin 13°cos 17°; ②sin 215°+cos 215°-sin 15°cos 15°; ③sin 218°+cos 212°-sin 18°cos 12°; ④sin 2(-18)°+cos 248°-sin(-18)°cos 48°; ⑤sin 2(-25)°+cos 255°-sin(-25)°cos 55°.(1)试从上述五个式子中选择一个,求出这个常数;(2)根据(1)的计算结果,将该同学的发现推广为三角恒等式,并证明你的结论.选择②式计算如下:sin 215°+cos 215°-sin15°cos15°=1-12sin30°=34.(2)三角恒等式为sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=34.证法一:sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=sin 2α+(cos30°cos α+sin30°sin α)2-sin α(cos30°·cos α+sin30°sin α) =sin 2α+34cos 2α+√32sin αcos α+14sin 2α-√32sin αcos α-12sin 2α =34sin 2α+34cos 2α=34.故上式成立.证法二:sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=1-cos2n2+1+cos(60°-2n )2-sin α(√32cos n +12sin n )=1+12[12cos2n +√32sin2n -cos2n ]−√34sin2α-14(1-cos2α) =1-14cos2α-14+14cos2α=1-14=34.故上式成立. 10.已知下列等式成立:122-1=13,122-1+142-1=25,122-1+142-1+162-1=37,122-1+142-1+162-1+182-1=49,……试根据以上等式,归纳出一个一般性结论,用等式表示,并用数列中的方法加以证明.:第1个等式左边有1项,右边为12×1+1;第2个等式左边有2项,右边为22×2+1;第3个等式左边有3项,右边为32×3+1;第4个等式左边有4项,右边为42×4+1,由此可以归纳得出一般性的结论为122-1+142-1+162-1+…+1(2n )2-1=n2n +1(n ∈N *).以下用数列的方法证明该等式成立:122-1+142-1+162-1+…+1(2n )2-1=11×3+13×5+15×7+…+1(2n -1)(2n +1) =1211−13+13−15+15−17+…+12n -1−12n +1=12(11-12n +1)=n2n +1.附:什么样的考试心态最好大部分学生都不敢掉以轻心,因此会出现很多过度焦虑。
2.1.2 演绎推理看下面两个问题:(1)一切奇数都不能被2整除,(22 017+1)是奇数,所以(22 017+1)不能被2整除;(2)两个平面平行,则其中一个平面内的任意直线必平行于另一个平面,如果直线a 是其中一个平面内的一条直线,那么a平行于另一个平面.问题1:这两个问题中的第一句都说的什么?提示:都说的一般原理.问题2:第二句又都说的什么?提示:都说的特殊示例.问题3:第三句呢?提示:由一般原理对特殊示例做出判断.1.演绎推理的概念从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论的推理称为演绎推理.2.三段论“三段论”是演绎推理的一般模式,包括:(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.“三段论”可以表示为:大前提:M是P.小前提:S是M.结论:S是P.演绎推理的三个特点(1)演绎推理的前提是一般性原理,演绎推理所得的结论是蕴含于前提之中的个别、特殊事实,结论完全蕴含于前提之中.(2)在演绎推理中,前提与结论之间存在必然的联系,只要前提是真实的,推理的形式是正确的,那么结论也必定是正确的.因而演绎推理是数学中严格证明的工具.(3)演绎推理是由一般到特殊的推理.(1)一切奇数都不能被2整除,75不能被2整除,所以75是奇数.(2)三角形的内角和为180°,Rt△ABC的内角和为180°.(3)菱形对角线互相平分.(4)通项公式为a n=3n+2(n≥2)的数列{a n}为等差数列.(1)一切奇数都不能被2整除.(大前提)75不能被2整除.(小前提)75是奇数.(结论)(2)三角形的内角和为180°.(大前提)Rt△ABC是三角形.(小前提)Rt△ABC的内角和为180°.(结论)(3)平行四边形对角线互相平分.(大前提)菱形是平行四边形.(小前提)菱形对角线互相平分.(结论)(4)数列{a n}中,如果当n≥2时,a n-a n-1为常数,则{a n}为等差数列.(大前提)通项公式a n=3n+2,n≥2时,a n-a n-1=3n+2-=3(常数).(小前提)通项公式为a n=3n+2(n≥2)的数列{a n}为等差数列.(结论)三段论的推理形式三段论推理是演绎推理的主要模式,推理形式为“如果b⇒c,a⇒b,则a⇒c”.其中,b⇒c为大前提,提供了已知的一般性原理;a⇒b为小前提,提供了一个特殊情况;a⇒c为大前提和小前提联合产生的逻辑结果.把下列推断写成三段论的形式:(1)y=sin x(x∈R)是周期函数.(2)若两个角是对顶角,则这两个角相等,所以若∠1和∠2是对顶角,则∠1和∠2相等.解:(1)三角函数是周期函数,大前提y=sin x(x∈R)是三角函数,小前提y=sin x(x∈R)是周期函数.结论(2)两个角是对顶角,则这两个角相等,大前提 ∠1和∠2是对顶角,小前提 ∠1和∠2相等.结论角△ABC 中,AD ,BE 是高,D ,E 为垂足,M 为AB 的中点.求证:ME =MD .∵有一个内角为直角的三角形为直角三角形,……大前提 在△ABD 中,AD ⊥CB ,∠ADB =90°,………………………………小前提∴△ABD 为直角三角形.………………………………………………结论 同理△ABE 也为直角三角形.∵直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,………………大前提M 是直角△ABD 斜边AB 上的中点,DM 为中线,………………………………小前提∴DM =12AB . ……………………………………………………………………………结论同理EM =12AB .∵和同一条线段相等的两条线段相等,………………………………………………大前提DM =12AB ,EM =12AB ,……………………………………………………………小前提∴ME =MD .结论三段论在几何问题中的应用(1)三段论是最重要且最常用的推理表现形式,我们以前学过的平面几何与立体几何的证明,都不自觉地运用了这种推理,只不过在利用该推理时,往往省略了大前提.(2)几何证明问题中,每一步都包含着一般性原理,都可以分析出大前提和小前提,将一般性原理应用于特殊情况,就能得出相应结论.如图,已知在梯形ABCD 中,,AB =CD =AD ,AC 和BD 是梯形的对角线,求证:AC 平分∠BCD ,DB 平分∠CBA .证明:∵等腰三角形两底角相等,………………………………………………大前提 △DAC 是等腰三角形,∠1和∠2是两个底角,………………………………小前提∴∠1=∠2.结论∵两条平行线被第三条直线截得的内错角相等,………………………………大前提∠1和∠3是平行线AD、BC被AC截得的内错角,………………………………小前提∴∠1=∠3.结论∵等于同一个角的两个角相等,……………………………………………………大前提∠2=∠1,∠3=∠1,………………………………………………………………小前提∴∠2=∠3,即AC平分∠BCD. …………………………………………………………结论同理可证DB平分∠CBA.已知函数f(x)=a x+x+1(a>1),求证:函数f(x)在(-1,+∞)上为增函数.如果在(-1,+∞)上f′(x)>0,那么函数f(x)在(-1,+∞)上是增函数,……………………………………………………………………………………………大前提∵a>1,∴f′(x)=a x ln a+3x +2>0,………………………………………………小前提∴函数f(x)在(-1,+∞)上为增函数.………………………………………………结论使用三段论应注意的问题(1)应用三段论证明问题时,要充分挖掘题目外在和内在条件(小前提),根据需要引入相关的适用的定理和性质(大前提),并保证每一步的推理都是正确的、严密的,才能得出正确的结论.(2)证明中常见的错误:①条件分析错误(小前提错).②定理引入和应用错误(大前提错).③推理过程错误等.已知a,b,m均为正实数,b<a,用三段论形式证明ba<b+ma+m.证明:因为不等式两边同乘一个正数,不等号不改变方向,……………大前提b<a,m>0,………………………………………………………………小前提所以mb<ma. …………………………………………………………………………结论因为不等式两边同加上一个数,不等号不改变方向,…………………………大前提mb<ma,………………………………………………………………………………小前提所以mb +ab <ma +ab ,即b (a +m )<a (b +m ).………………………………结论 因为不等式两边同除以一个正数,不等号不改变方向,……………………………大前提b (a +m )<a (b +m ),a (a +m )>0,………………………………小前提所以b a +m a a +m <a b +m a a +m ,即b a <b +ma +m.………………………………结论6.混淆三段论的大、小前提而致误定义在实数集R 上的函数f (x ),对任意x ,y ∈R ,有f (x -y )+f (x +y )=2f (x )f (y ),且f (0)≠0,求证:f (x )是偶函数.证明:令x =y =0,则有f (0)+f (0)=2f (0)×f (0). 又因为f (0)≠0,所以f (0)=1. 令x =0,则有f (-y )+f (y )=2f (0)f (y )=2f (y ), 所以f (-y )=f (y ), 因此,f (x )是偶函数.以上证明结论“f (x )是偶函数”运用了演绎推理的“三段论”,其中大前提是________________________________________________________________________.通过两次赋值先求得“f (0)=1”,再证得“f (-y )=f (y )”,从而得到结论“f (x )是偶函数”.所以这个三段论推理的小前提是“f (-y )=f (y )”,结论是“f (x )是偶函数”,显然大前提是“若对于定义域内任意一个x ,都有f (-x )=f (x ),则f (x )是偶函数”.若对于定义域内任意一个x ,都有f (-x )=f (x ),则f (x )是偶函数解本题的关键是透彻理解三段论推理的形式:大前提—小前提—结论,其中大前提是一个一般性的命题,即证明这个具体问题的理论依据.因此结合f (x )是偶函数的定义和证明过程容易确定本题答案.本题易误认为题目的已知条件为大前提而导致答案错误.所有眼睛近视的人都是聪明人,我近视得很厉害,所以我是聪明人.下列各项中揭示了上述推理是明显错误的是________(填序号).①我是个笨人,因为所有的聪明人都是近视眼,而我的视力那么好. ②所有的猪都有四条腿,但这种动物有八条腿,所以它不是猪.③小陈十分高兴,所以小陈一定长得很胖,因为高兴的人都长得很胖. ④所有尖嘴的鸟都是鸡,这种总在树上待着的鸟是尖嘴的,因此这种鸟是鸡. 解析:根据④中的推理可得:这种总在树上待着的鸟是鸡,这显然是错误的.①②③不符合三段论的形式.答案:④1.“四边形ABCD 是矩形,所以四边形ABCD 的对角线相等”,补充该推理的大前提是( )A .正方形的对角线相等B .矩形的对角线相等C .等腰梯形的对角线相等D .矩形的对边平行且相等解析:选B 得出“四边形ABCD 的对角线相等”的大前提是“矩形的对角线相等”. 2.“因为对数函数y =log a x 是增函数(大前提),而y =log 13x 是对数函数(小前提),所以y =log 13x 是增函数(结论).”上述推理错误的原因是( )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 .大前提和小前提都错导致结论错解析:选A 大前提是错误的,因为对数函数y =log a x (0<a <1)是减函数. 3.求函数y =log 2x -2的定义域时,第一步推理中大前提是a 有意义,即a ≥0,小前提是log 2x -2有意义,结论是________.解析:由三段论的形式可知,结论是log 2x -2≥0. 答案:log 2x -2≥04.用三段论证明函数f (x )=x +1x在(1,+∞)上为增函数的过程如下,试将证明过程补充完整:①________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________(大前提) ②________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(小前提)③________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(结论)答案:①如果函数f (x )满足:在给定区间内任取自变量的两个值x 1,x 2,若x 1<x 2,则f (x 1)<f (x 2),那么函数f (x )在给定区间内是增函数.②任取x 1,x 2∈(1,+∞),x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1-x 2x 1x 2-x 1x 2,由于1<x 1<x 2,故x 1-x 2<0,x 1x 2>1,即x 1x 2-1>0,所以f (x 1)<f (x 2).③函数f (x )=x +1x在(1,+∞)上为增函数.5.将下列推理写成“三段论”的形式.(1)向量是既有大小又有方向的量,故零向量也有大小和方向; (2)矩形的对角线相等,正方形是矩形,所以正方形的对角线相等;(3)0.332·是有理数.解:(1)向量是既有大小又有方向的量.………………………………大前提 零向量是向量.……………………………………………………………小前提 零向量也有大小和方向.………………………………………………结论 (2)每一个矩形的对角线相等.……………………………………………大前提 正方形是矩形.………………………………………………………………小前提 正方形的对角线相等.………………………………………………………结论 (3)所有的循环小数都是有理数.……………………………………………大前提0.332·是循环小数.…………………………………………………………小前提0.332·是有理数.……………………………………………………………结论一、选择题1.给出下面一段演绎推理: 有理数是真分数,大前提 整数是有理数,小前提 整数是真分数.结论结论显然是错误的,是因为( ) A .大前提错误 B .小前提错误C .推理形式错误D .非以上错误解析:选A 推理形式没有错误,小前提也没有错误,大前提错误.举反例,如2是有理数,但不是真分数.2.“所有金属都能导电,铁是金属,所以铁能导电”这种推理方法属于( ) A .演绎推理 B .类比推理 C .合情推理 D .归纳推理解析:选A 是由一般到特殊的推理,故是演绎推理. 3.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,如果∠A 与∠B 是两条平行直线的同旁内角,则∠A +∠B =180°B .某校高三(1)班有55人,(2)班有54人,(3)班有52人,由此得高三所有班人数超过50人C .由三角形的性质,推测四面体的性质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 的通项公式解析:选A B 项是归纳推理,C 项是类比推理,D 项是归纳推理.4.“∵四边形ABCD 是矩形,∴四边形ABCD 的对角线相等.”补充以上推理的大前提( )A .正方形都是对角线相等的四边形B .矩形都是对角线相等的四边形C .等腰梯形都是对角线相等的四边形D .矩形都是对边平行且相等的四边形解析:选B 推理的大前提应该是矩形的对角线相等,表达此含义的选项为B. 5.有一段演绎推理是这样的:直线平行于平面,则直线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 .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 .非以上错误解析:选A 大前提是错误的,直线平行于平面,则不一定平行于平面内所有直线,还有异面直线的情况.二、填空题6.若有一段演绎推理:“大前提:整数是自然数.小前提:-3是整数.结论:-3是自然数.”这个推理显然错误,则推理错误的是________(填“大前提”“小前提”或“结论”).解析:整数不全是自然数,还有零与负整数,故大前提错误. 答案:大前提7.已知推理:“因为△ABC 的三边长依次为3,4,5,所以△ABC 是直角三角形”.若将其恢复成完整的三段论,则大前提是____________________.解析:大前提:一条边的平方等于其他两条边的平方和的三角形是直角三角形;小前提:△ABC 的三边长依次为3,4,5,满足32+42=52;结论:△ABC 是直角三角形.答案:一条边的平方等于其他两条边的平方和的三角形是直角三角形8.若不等式ax 2+2ax +2<0的解集为空集,则实数a 的取值范围为________. 解析:①a =0时,有2<0,显然此不等式解集为∅.②a ≠0时需有⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ≤0,⇒⎩⎪⎨⎪⎧a >0,4a 2-8a ≤0,⇒⎩⎪⎨⎪⎧a >0,0≤a ≤2,所以0<a ≤2.综上可知,实数a 的取值范围是. 答案: 三、解答题9.如下图,在直四棱柱ABCD A 1B 1C 1D 1中,底面是正方形,E ,F ,G 分别是棱B 1B ,D 1D ,DA 的中点.求证:(1)平面AD 1E ∥平面BGF ; (2)D 1E ⊥AC .证明:(1)∵E ,F 分别是B 1B 和D 1D 的中点, ∴D 1F 綊BE ,∴四边形BED 1F 是平行四边形,∴D 1E ∥BF . 又∵D 1E ⊄平面BGF ,BF ⊂平面BGF , ∴D 1E ∥平面BGF .∵F ,G 分别是D 1D 和DA 的中点, ∵FG 是△DAD 1的中位线,∴FG ∥AD 1. 又∵AD 1⊄平面BGF ,FG ⊂平面BGF ,∴AD 1∥平面BGF . 又∵AD 1∩D 1E =D 1, ∴平面AD 1E ∥平面BGF . (2)如右图,连接BD ,B 1D 1, ∵底面ABCD 是正方形, ∴AC ⊥BD .∵D 1D ⊥AC ,BD ∩D 1D =D , ∴AC ⊥平面BDD 1B 1.∵D 1E ⊂平面BDD 1B 1,∴D 1E ⊥AC .10.在数列{}a n 中,a 1=2,a n +1=4a n -3n +1,n ∈N *.(1)证明数列{}a n -n 是等比数列. (2)求数列{}a n 的前n 项和S n .(3)证明不等式S n +1≤4S n ,对任意n ∈N *皆成立. 解:(1)证明:因为a n +1=4a n -3n +1, 所以a n +1-(n +1)=4(a n -n ),n ∈N *. 又因为a 1-1=1,所以数列{}a n -n 是首项为1, 公比为4的等比数列. (2)由(1)可知a n -n =4n -1,于是数列{}a n 的通项公式为a n =4n -1+n ,所以数列{}a n 的前n 项和S n =4n-13+nn +2.(3)证明:对任意的n ∈N *, S n +1-4S n =4n +1-13+n +n +2-44n-13+n n +2=-12(3n 2+n -4)≤0,所以不等式S n +1≤4S n ,对任意n ∈N *皆成立.。
演绎推理[A组学业达标]1.“因为四边形ABCD是矩形,所以四边形ABCD的对角线相等”,该推理的大前提是() A.矩形都是四边形B.四边形的对角线都相等C.矩形都是对角线相等的四边形D.对角线都相等的四边形是矩形解析:该推理是省略了大前提的演绎推理,用“三段论”形式推导一个结论是否成立时,大前提是结论成立的依据.因为相关的内容是“矩形”“对角线相等”,所以易得该推理的大前提是矩形都是对角线相等的四边形.答案:C2.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()A.使用了“三段论”,但大前提错误B.使用了“三段论”,但小前提错误C.使用了归纳推理D.使用了类比推理解析:大前提是全称命题,而小前提是特称命题.因此命题的推理过程是“由一般到特殊”,是演绎推理,且是“三段论”的形式.有理数包括有限小数,无限循环小数,以及整数,所以命题中大前提是错误的,从而导致推理错误.答案:A3.设n∈N*,则=()解析:因为所以答案:A4.下列推理是演绎推理的是( )A .由a 1=1,a n +1=a n 1+a n,因为a 1=1,a 2=12,a 3=13,a 4=14,故有a n =1n (n ∈N *) B .科学家利用鱼类的沉浮原理制造潜艇C .妲己惑纣王,商灭;西施迷吴王,吴灭;杨贵妃迷唐玄宗,致安史之乱,故曰:“红颜祸水也.”D .《论语·学路》篇中说:“名不正,则言不顺;言不顺,则事不成;事不成,则礼乐不兴;礼乐不兴,则刑罚不中,刑罚不中,则民无所措手足;所以,名不正,则民无所措手足.” 解析:A ,C 中的推理均是从特殊到一般的推理,是归纳推理,属于合情推理;B 中,科学家利用鱼类的沉浮原理制造潜艇,是由特殊到特殊的推理,是类比推理,属于合情推理;D 为“三段论”形式,是从一般到特殊的推理,是一个复合“三段论”,从“名不正”推出“民无所措手足”,连续运用多次“三段论”,属于演绎推理.答案:D5.我国古代数学名著《九章算术》中“开立圆术”曰:置积尺数,以十六乘之,九而一,所得开立方除之,即立圆径.“开立圆术”相当于给出了已知球的体积V ,求其直径d 的一个近似公式d ≈3163V ,人们还用过一些类似的近似公式,根据π=3.141 59…判断,下列近似公式中最精确的一个是( )A .d ≈ 36031VB .d ≈ 32VC .d ≈ 3158V D .d ≈ 32111V 解析:由V =43π⎝⎛⎭⎫d 23,解得d = 36V π,① ①代入选项A 得π≈31×660=3.1;①代入选项B 得π≈62=3;①代入选项C 得π≈6×815=3.2;①代入选项D 得π≈11×621≈3.142 857.由于选项D 中的值最接近π的真实值,故选D.答案:D6.在求函数y =log 2x -2的定义域时,第一步推理中大前提是当a 有意义时,a ≥0;小前提是log 2x -2有意义;结论是________________________________________________________________________. 解析:根据演绎推理求函数y =log 2x -2的定义域时,若大前提是a 有意义时a ≥0,小前提是log 2x -2有意义,可知:结论应为log 2x -2≥0.答案:log 2x -2≥07.已知在三边不等的三角形中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,其中a 为最大边,若想得到A 为钝角的结论,则三边a ,b ,c 应满足的条件是a 2________b 2+c 2.(填“>”“<”“=”)解析:不等边△ABC 中,若∠A 为钝角,则由余弦定理可得cos A =b 2+c 2-a 22bc<0, ∴b 2+c 2-a 2<0,即a 2>b 2+c 2.答案:>8.讨论函数g (x )=-x 33+2x 的单调性. 解析:对函数g (x )求导得g ′(x )=-x 2+2,如果f ′(x )在指定区间上为正,那么f (x )在该区间上为增函数;如果f ′(x )在指定区间上为负,那么f (x )在该区间上为减函数,……大前提 当x ∈(-2,2)时,g ′(x )>0;当x ∈(-∞,-2)或x ∈(2,+∞)时,g ′(x )<0,………………………小前提所以g (x )在(-2,2)上为增函数,在(-∞,-2),(2,+∞)上为减函数.……………………9.已知:在空间四边形ABCD 中,点E ,F 分别是AB ,AD 的中点,如图所示,求证:EF ∥平面BCD .证明:因为三角形的中位线平行于底边,……………………大前提点E ,F 分别是AB ,AD 的中点,……………………小前提所以EF ∥BD . ……………………结论若平面外一条直线平行于平面内一条直线,则直线与此平面平行,……………………大前提 EF ⊄平面BCD ,BD ⊂平面BCD ,EF ∥BD ,……………………小前提所以EF ∥平面BCD . ……………………结论[B组能力提升]10.甲、乙、丙、丁四个人参加比赛,有两人获奖.比赛结果揭晓之前,四个人作了如下猜测:甲:两名获奖者在乙、丙、丁中;乙:我没有获奖,丙获奖了;丙:甲、丁中有且只有一个获奖;丁:乙说得对.已知四个人中有且只有两个人的猜测是正确的,那么两个获奖者是()A.甲、乙B.乙、丁C.甲、丙D.丙、丁解析:若乙和丁的猜测同时正确,则甲和丙的猜测是错误的,可得乙没有获奖,丙获奖,则甲和丁中有一个获奖,这与“丙的猜测是错误的”相矛盾;因此乙和丁的猜测同时错误,甲和丙的猜测同时正确,故乙和丁获奖.答案:B11.袋中装有偶数个球,其中红球、黑球各占一半.甲、乙、丙是三个空盒.每次从袋中任意取出两个球,将其中一个球放入甲盒,如果这个球是红球,就将另一个球放入乙盒,否则就放入丙盒.重复上述过程,直到袋中所有球都被放入盒中,则()A.乙盒中黑球不多于丙盒中黑球B.乙盒中红球与丙盒中黑球一样多C.乙盒中红球不多于丙盒中红球D.乙盒中黑球与丙盒中红球一样多解析:若袋中有两个球,则红球、黑球各一个,若红球放在甲盒,则黑球放在乙盒,丙盒中没有球,此时乙盒中黑球多于丙盒中黑球,乙盒中黑球比丙盒中红球多,故可排除A,D;若袋中有四个球,则红球、黑球各两个,若取出两个红球,则一个放在甲盒,另一个放在乙盒,再取出余下的两个黑球,一个放在甲盒,一个放在丙盒,所以甲盒中一红一黑,乙盒中一个红球,丙盒职一个黑球,此时乙盒中红球比丙盒中红球多,排除C.答案:B12.若不等式ax2+2ax+2<0的解集为∅,则实数a的取值范围为________.解析:∵不等式ax2+2ax+2<0的解集为∅.∴a=0时,2<0满足题意;当a ≠0时,⎩⎨⎧ a >0Δ≤0即⎩⎪⎨⎪⎧a >04a 2-8a ≤0.解得0<a ≤2. 综上,a 的取值范围是0≤a ≤2.答案:[0,2]13.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△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).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,其内部的格点有1个,边界上的格点有6个,S 四边形DEFG =3.故所求的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 , 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =1,b =12,c =-1,当N =71,L =18时,S =1×71+12×18-1=79. 答案:(1)3,1,6 (2)7914.如图,在△ABC 中,若CE 是∠ACB 的平分线,则AC BC =AE BE,其证明过程为:作EG ⊥AC 于点G ,EH ⊥BC 于点H ,CF ⊥AB 于点F ,因为CE 是∠ACB的平分线,所以EG =EH .又AC BC =AC BC ·EG EH =S △AEC S △BEC ,AE BE =AE ·CF BE ·CF =S △AEC S △BEC ,所以AC BC =AE BE. (1)把上面的结论推广到空间中:在四面体ABCD 中(如图),平面CDE 是二面角A -CD -B 的角平分面,类比三角形的结论,写出得到的相应空间中的结论;(2)证明(1)中得出的结论.解析:(1)结论:S △ACD S △BCD =AE BE 或S △ACD S △BCD =S △AED S △BED 或S △ACD S △BCD =S △AEC S △BEC. (2)证明:设点E 到平面ACD ,平面BCD 的距离分别是h 1,h 2,则由平面CDE 平分二面角A -CD -B ,知h 1=h 2.又S △ACD S △BCD =h 1·S △ACD h 2·S △BCD =V A -CDE V B -CDE ,AE BE =S △AED S △BED =V C -AED V C -BED =V A -CDE V B -CDE ,所以S △ACD S △BCD =AE BE ,S △ACD S △BCD =S △AED S △BED. 同理可证S △ACD S △BCD =S △AEC S △BEC,问题得证. 15.观察52-1=24,72-1=48,112-1=120,132-1=168,….继续试验下去,你能作出什么猜想?能证明你的猜想吗?试试看.解析:继续试验下去可得172-1=288=12×24,192-1=360=15×24,232-1=528=22×24,…猜想:不小于5的质数的平方与1的差是24的倍数.为此,我们考虑自然数除以6的剩余类,即自然数N *除以6,按余数不同,有以下6类: 6k,6k +1,6k +2,6k +3,6k +4,6k +5(k ∈N *).显然,其中6k,6k +2,6k +3,6k +4均为合数,而6k +5又可以表示为6k -1,因此,不小于5的质数可以用6k ±1来表示.因为(6k ±1)2-1=36k 2±12k =24k 2+12k (k ±1),由于k 与k ±1为连续的自然数,其中必有一个是偶数,所以12k (k ±1)必是24的倍数,故(6k ±1)2-1必是24的倍数.猜想成立.。