北师大版高中数学选修2-2阶段质量检测(一) 推理与证明

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最新北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(含答案解析)

最新北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(含答案解析)

一、选择题1.从计算器屏幕上显示的数为0开始,小明进行了五步计算,每步都是加1或乘以2.那么不可能是计算结果的最小的数是( ) A .12B .11C .10D .92.观察2'()2x x =,4'3()4x x =,'(cos )sin x 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 xB .()f x -C .()g xD .()g x -3.某地铁换乘站设有编号为A ,B ,C ,D ,E 的五个安全出口.若同时开放其中的两个安全出口,疏散1000名乘客所需的时间如下:则疏散乘客最快的一个安全出口的编号是( ) A .AB .BC .CD .D4.体育课上,小红、小方、小强、小军四位同学都在进行足球、篮球、羽毛球、乒乓球等四项体自运动中的某一种,四人的运动项目各不相同,下面是关于他们各自的运动项目的一些判断:①小红没有踢足球,也没有打篮球; ②小方没有打篮球,也没有打羽毛球;③如果小红没有打羽毛球,那么小军也没有踢足球; ④小强没有踢足球,也没有打篮球.已知这些判断都是正确的,依据以上判断,请问小方同学的运动情况是( ) A .踢足球 B .打篮球 C .打羽毛球 D .打乒乓球5.命题“若,x y >则()()()()332222x y x y x yx xy y -+=--+”的证明过程:“要证明()()()()332222x y x y x y x xy y -+=--+, 即证()()()()()3322.x y x y x y x y x xy y -+=-+-+因为,x y >即证()()3322x y x y x xy y +=+-+,即证33322223,x y x x y xy x y xy y +=-++-+ 即证3333,x y x y +=+因为上式成立,故原等式成立应用了( ) A .分析法B .综合法C .综合法与分析法结合使用D .演绎法6.下面结论正确的是( )①“所有2的倍数都是4的倍数,某数m 是2的倍数,则m 一定是4的倍数”,这是三段论推理,但其结论是错误的.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由平面三角形的性质推测空间四面体的性质,这是一种合情推理.④一个数列的前三项是1,2,3,那么这个数列的通项公式必为()n a n n =∈*N .A .①③B .②③C .③④D .②④7.“有些指数函数是减函数,2x y =是指数函数,所以2x y =是减函数”上述推理( ) A .大前提错误B .小前提错误C .推理形式错误D .以上都不是8.有甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中只有一位获奖,有人走访了四位歌手,甲说:“是乙或丙获奖.”乙说:“甲、丙都未获奖.”丙说:“我获奖了.”丁说:“是乙获奖.”四位歌手的话只有两句是对的,则获奖的歌手是( ) A .甲B .乙C .丙D .丁9.根据给出的数塔猜测12345697⨯+=( )19211⨯+= 1293111⨯+= 123941111⨯+= 12349511111⨯+= 1234596111111⨯+=…A .1111110B .1111111C .1111112D .111111310.下列推理属于演绎推理的是( ) A .由圆的性质可推出球的有关性质B .由等边三角形、等腰直角三角形的内角和是180°,归纳出所有三角形的内角和都是180°C .某次考试小明的数学成绩是满分,由此推出其它各科的成绩都是满分D .金属能导电,金、银、铜是金属,所以金、银、铜能导电11.数学老师给同学们出了一道证明题,以下四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,甲:我不会证明;乙:丙会证明;丙:丁会证明;丁:我不会证明.根据以上条件,可以判定会证明此题的人是( ) A .甲B .乙C .丙D .丁12.请观察这些数的排列规律,数字1位置在第一行第一列表示为(1,1),数字14位置在第四行第三列表示为(4,3),根据特点推算出数字2019的位置A.(45,44)B.(45,43)C.(45,42)D.该数不会出现二、填空题13.现有如下假设:所有纺织工都是工会成员,部分梳毛工是女工,部分纺织工是女工,所有工会成员都投了健康保险,没有一个梳毛工投了健康保险.下列结论可以从上述假设中推出来的是__________.(填写所有正确结论的编号)①所有纺织工都投了健康保险②有些女工投了健康保险③有些女工没有投健康保险④工会的部分成员没有投健康保险14.观察下面数表:1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,………..设1027是该表第m行的第n个数,则m n+等于________.15.观察下面的数阵,则第40行最左边的数是__________.16.(2016·开封联考)如图所示,由曲线y=x2,直线x=a,x=a+1(a>0)及x轴围成的曲边梯形的面积介于相应小矩形与大矩形的面积之间,即1222(1)aaa x dx a+<<+⎰.运用类比推理,若对∀n∈N*,111111122121An n n n n n+++<<++++++-恒成立,则实数A=________.17.把“二进制”数(2)1011001化为“十进制”数是 .18.把一数列依次按第一个括号内一个数,第二个括号内两个数,第三个括号内三个数,第四个括号内一个数,……循环分为(1),(3,5),(7,9,11),(13),(15,17),(19,21,23),(25),…,则第100个括号内的数为_________.19.有甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中只有一位获奖,有人走访了四位歌手,甲说“是乙或丙获奖.”乙说:“甲、丙都未获奖.”丙说:“我获奖了”.丁说:“是乙获奖.”四位歌手的话只有两句是对的,则获奖的歌手是__________.20.宋元时期杰出的数学家朱世杰在其数学巨著《四元玉鉴》中提出了一个“茭草形段”问题:“今有茭草六百八十束,欲令‘落一形’埵(同垛)之,问底子几何?”他在这一问题中探讨了“垛积术”中的落一形垛(“落一形”即是指顶上一束,下一层3束,再下一层6束,……,)成三角锥的堆垛,故也称三角垛,如图,表示从上往下第二层开始的每层茭草束数,则本问题中的三角垛倒数第二层茭草总束数为______.三、解答题21.已知等差数列{}n a 的公差不为零,且33a =,1a 、2a 、4a 成等比数列,数列{}n b 满足()1222*n n b b nb a n +++=∈N(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (2)3121112*n n n nb b b a a n b b b ++++>-∈N . 22.观察下列等式:11122-= 11111123434-+-=+ 11111111123456456-+-+-=++ ……(1)根据给出等式的规律,归纳猜想出等式的一般结论; (2)用数学归纳法证明你的猜想. 23.观察下列等式:11=;2349++=; 3456725++++=;4567891049++++++=;……(1)照此规律,归纳猜想第()*n n N ∈个等式; (2)用数学归纳法证明(1)中的猜想.24.正项数列{}n a 的前n 项和n S 满足1n a n =-. (Ⅰ)求1a ,2a ,3a ;(Ⅱ)猜想{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明. 25.已知f (x )=f (0)+f (1),f (﹣1)+f (2),f (﹣2)+f (3),然后归纳猜想一般性结论,并证明你的结论. 26.设a ,b 均为正数,且a b .证明:(1)664224a b a b a b +>+(2>【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B 解析:B 【分析】由题意,可列出树形图,逐步列举,即可得到答案. 【详解】由题意,列出树形图,如图所示由树形图可知,不可能是计算结果的最小数是11,故选B.【点睛】本题主要考查了简单的合情推理,以及树形图的应用,其中解答中认真分析题意,列出树形图,结合树形图求解是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,属于基础题.2.D解析:D 【解析】由归纳推理可知偶函数的导数是奇函数,因为()f x 是偶函数,则()()g x f x '=是奇函数,所以()()g x g x -=-,应选答案D .3.C解析:C 【解析】分析:根据疏散1000名乘客所需的时间,两两对比,即可求出结果. 详解:同时开放其中的两个安全出口,疏散1000名乘客,所需时间对比:开方AB 、出口时间为186s ,开方BC 、出口时间为125s ,得C 比A 快; 开方CD 、出口时间为160s ,开方DE 、出口时间为175s ,得C 比E 快;开方AB 、出口时间为186s ,开方A E 、出口时间为145s ,得E 比B 快; 开方BC 、出口时间为125s ,开方CD 、出口时间为160s ,得B 比D 快; 综上,疏散乘客最快的安全出口的编号是C. 故选C.点睛:本题考查简单的合情推理,考查学生推理论证能力.4.A解析:A【解析】分析:由题意结合所给的逻辑关系进行推理论证即可. 详解:由题意可知:小红、小方、小强都没有打篮球,故小军打篮球; 则小军没有踢足球,且已知小红、小强都没有踢足球,故小方踢足球. 本题选择A 选项.点睛:本题主要考查学生的推理能力,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.5.A解析:A 【解析】分析:由题意结合分析法的定义可知题中的证明方法应用了分析法. 详解:题中的证明方法为执果索因,这是典型的分析法, 即原等式成立应用了分析法. 本题选择A 选项.点睛:本题主要考查分析法的特征及其应用,意在考查学生的转化能力和知识应用能力.6.A解析:A 【解析】①“所有2的倍数都是4的倍数,某数m 是2的倍数,则m 一定是4的倍数”这是三段论推理,但其结论是错误的,原因是大前提“所有2的倍数都是4的倍数”错误,故①正确;②在类比时,平面中的三角形与空间中的四面体作为类比对象较为合适,故②错误;③由平面三角形的性质推测空间四面体的性质,这是一种合情推理,且是类比推理,正确;④一个数列的前三项是1,2,3,那么这个数列的通项公式是()n a n n N *=∈错误,如数列1,2,3,5,故④错误,∴正确的命题是①③,故选A.7.C解析:C 【解析】∵大前提的形式:“有些指数函数是减函数”,不是全称命题,∴不符合三段论推理形式,∴推理形式错误,故选C.8.C解析:C 【详解】若甲是获奖的歌手,则四句全是假话,不合题意;若乙是获奖的歌手,则甲、乙、丁都说真话,丙说假话,与题意不符; 若丁是获奖的歌手,则甲、丁、丙都说假话,丙说真话,与题意不符; 当丙是获奖的歌手,甲、丙说了真话,乙、丁说了假话,与题意相符. 故选C.点睛:本题主要考查的是简单的合情推理题,解决本题的关键是假设甲、乙、丙、丁分别是获奖歌手时的,甲乙丙丁说法的正确性即可.9.B解析:B 【解析】 由1×9+2=11; 12×9+3=111; 123×9+4=1111; 1234×9+5=11111; …归纳可得:等式右边各数位上的数字均为1,位数跟等式左边的第二个加数相同,∴123456×9+7=1111111, 本题选择B 选项.10.D解析:D 【解析】选项A, 由圆的性质类比推出球的有关性质,这是类比推理;选项B, 由等边三角形、直角三角形的内角和是0180,归纳出所有三角形的内角和都是0180,是归纳推理;选项C, 某次考试小明的数学成绩是满分,由此推出其它各科的成绩都是满分,是归纳推理; 选项D, 金属能导电,金、银、铜是金属,所以金、银、铜能导电,这是三段论推理,属于演绎推理; 故选D.11.A解析:A 【解析】四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,丙:丁会证明;丁:我不会证明,所以丙与丁中有一个是正确的;若丙说了真话,则甲必是假话,矛盾;若丁说了真话,则甲说的是假话,甲就是会证明的那个人,符合题意,以此类推,即可得到甲说真话,故选A.12.C解析:C 【分析】由所给数的排列规律得到第n 行的最后一个数为2n ,然后根据2452025=可推测2019所在的位置. 【详解】由所给数表可得,每一行最后一个数为2221,2,3,,由于22441936,452025==,2244201945<<, 所以故2019是第45行的倒数第4个数, 所以数字2019的位置为(45,42). 故选C . 【点睛】(1)数的归纳包括数字归纳和式子归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识. (2)解决归纳推理问题的基本步骤①发现共性,通过观察特例发现某些相似性(特例的共性或一般规律); ②归纳推理,把这种相似性推广为一个明确表述的一般命题(猜想).二、填空题13.①②③【解析】∵所有纺织工都是工会成员所有工会成员都投了健康保险∴所有纺织工都投了健康保险故①正确;∵所有纺织工都是工会成员所有工会成员都投了健康保险部分纺织工是女工∴有些女工投了健康保险故②正确;解析:①②③ 【解析】∵所有纺织工都是工会成员,所有工会成员都投了健康保险 ∴所有纺织工都投了健康保险,故①正确;∵所有纺织工都是工会成员,所有工会成员都投了健康保险,部分纺织工是女工 ∴有些女工投了健康保险,故②正确;∵部分梳毛工是女工,没有一个梳毛工投了健康保险 ∴有些女工没有投健康保险,故③正确; ∵所有工会成员都投了健康保险∴工会的部分成员没有投健康保险是错误的,故④错误. 故答案为①②③.14.13【解析】根据上面数表的数的排列规律13579…都是连续奇数第一行1个数第二行2=21个数且第1个数是3=22﹣1第三行4=22个数且第1个数是7=23﹣1第四行8=23个数且第1个数是15=24解析:13 【解析】根据上面数表的数的排列规律,1、3、5、7、9…都是连续奇数, 第一行1个数,第二行2=21个数,且第1个数是3=22﹣1 第三行4=22个数,且第1个数是7=23﹣1 第四行8=23个数,且第1个数是15=24﹣1 …第10行有29个数,且第1个数是210﹣1=1023,第2个数为1025,第三个数为1027;所以1027是第10行的第3个数,所以m=10,n=3, 所以m+n=13; 故填13.15.1522【解析】由题意得每一行数字格式分别为它们成等差数列则前行总共有个数所以第40行最左的数字为点睛:本题非常巧妙的将数表的排列问题和数列融合在一起首先需要读懂题目所表达的具体含义以及观察所给定数解析:1522 【解析】由题意得,每一行数字格式分别为1231,3,5,21n a a a a n ====-,它们成等差数列,则前39行总共有13939()39(12391)152122a a ++⨯-==个数,所以第40行最左的数字为1522.点睛:本题非常巧妙的将数表的排列问题和数列融合在一起,首先需要读懂题目所表达的具体含义,以及观察所给定数列的特征,进而判断出该数列的通项和求和,另外,本题的难点在于根据数表中的数据归纳数列的知识,利用等差数列的通项公式及前n 项和公式,共涉及五个量1,,,,n n a a d n S 知其中三个就能求另外两个,体现了用方程的思想解决问题..16.【解析】令依据类比推理可得A1=dx =ln(n +1)-lnnA2=dx =ln(n +2)-ln(n +1)…An =dx =ln(2n)-ln(2n -1)所以A =A1+A2+…+An =ln(n +1)-lnn 解析:ln 2【解析】 令12111111,,,121221n A A A n n n n n n <<<<<<+++-, 依据类比推理可得A 1=11n nx +⎰d x =ln(n +1)-ln n ,A 2=211n n x ++⎰d x =ln(n +2)-ln(n +1),…,A n =2211nn x -⎰d x =ln(2n )-ln(2n -1),所以A =A 1+A 2+…+A n =ln(n +1)-ln n +ln(n +2)-ln(n +1)+…+ln(2n )-ln(2n -1)=ln(2n )-ln n =ln 2.17.【解析】把二进制数化为十进制数是应填答案 解析:89【解析】把“二进制”数(2)1011001化为“十进制”数是6543012021212001289⨯+⨯+⨯+⨯+++⨯=,应填答案89。

北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测卷(包含答案解析)

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一、选择题1.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 .28B .76C .123D .1992.设,,(0,1)a b c ∈,则1a b +,1b c +,1c a+( ) A .都不大于2 B .都不小于2 C .至少有一个不大于2D .至少有一个大于23.在数学归纳法的递推性证明中,由假设n k =时成立推导1n k =+时成立时,()f n =1+1112321n ++⋅⋅⋅+-增加的项数是( ) A .1B .21k +C .2kD .21k -4.某个命题与正整数n 有关,如果当()n k k N +=∈时命题成立,那么可推得当1n k =+时命题也成立. 现已知当8n =时该命题不成立,那么可推得 ( ) A .当7n =时该命题不成立 B .当7n =时该命题成立 C .当9n =时该命题不成立D .当9n =时该命题成立5.用反证法证明“若x y <,则33x y <”时,假设内容应是( ) A .33x y = B .33x y > C .33x y =或33x y > D .33x y =或33x y < 6.已知一列数按如下规律排列,1,3,-2,5,-7,12,-19,31,…,则第9个数是( )A .50B .42C .-50D .-427.数列0,75-,135,6317-,…的一个通项公式是( ) A .()312111n n n +--+ B .()32111nn n --+C .()312111n n n ---- D .()32111nn n ---8.利用数学归纳法证明不等式()()1111++++,2,232n f n n n N +<≥∈的过程中,由n k =变成1n k =+时,左边增加了( )A .1项B .k 项C .12k -项D .2k 项9.“杨辉三角”又称“贾宪三角”,是因为贾宪约在公元1050年首先使用“贾宪三角”进行高次开方运算,而杨辉在公元1261年所著的《详解九章算法》一书中,记录了贾宪三角形数表,并称之为“开方作法本源”图.下列数表的构造思路就源于“杨辉三角”.该表由若干行数字组成,从第二行起,每一行中的数字均等于其“肩上”两数之和,表中最后一行仅有一个数,则这个数是( )A .201620172⨯B .201501822⨯C .201520172⨯D .201601822⨯10.下列推理属于演绎推理的是( ) A .由圆的性质可推出球的有关性质B .由等边三角形、等腰直角三角形的内角和是180°,归纳出所有三角形的内角和都是180°C .某次考试小明的数学成绩是满分,由此推出其它各科的成绩都是满分D .金属能导电,金、银、铜是金属,所以金、银、铜能导电11.数学老师给同学们出了一道证明题,以下四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,甲:我不会证明;乙:丙会证明;丙:丁会证明;丁:我不会证明.根据以上条件,可以判定会证明此题的人是( ) A .甲B .乙C .丙D .丁12.下面推理过程中使用了类比推理方法,其中推理正确的是( )A .平面内的三条直线,若,则.类比推出:空间中的三条直线,若,则 B .平面内的三条直线,若,则.类比推出:空间中的三条向量,若,则C .在平面内,若两个正三角形的边长的比为,则它们的面积比为.类比推出:在空间中,若两个正四面体的棱长的比为,则它们的体积比为D .若,则复数.类比推理:“若,则”二、填空题13.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知*()n n S n a n N =-∈,猜想n a =__________.14.在圆中:半径为r 的圆的内接矩形中,以正方形的面积最大,最大值为22r .类比到球中:半径为R 的球的内接长方体中,以正方体的体积最大,最大值为__________. 15.古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数,如三角形数1,3,6,10,…,第n个三角形数为22n n+,记第n 个k 边形数为(,)(3)N n k k ≥,以下列出了部分k 边形数中第n 个数的表达式:三角形数:211(,3)22N n n n =+;正方形数:2(,4)N n n =;五边形数:231(,5)22N n n n =-;六边形数:2(,6)2N n n n =-,…,由此推测(8,8)N =__________.16.研究cos n α的公式,可以得到以下结论:2cos )22cos )32cos )42cos )22cos )52cos )32cos )62cos )42cos )22cos )72cos )52cos )32cos 2(2,2cos3(3(2cos ),2cos 4(4(2,2cos5(5(5(2cos ),2cos 6(6(9(2,2cos 7(7(14(7(2cos ααααααααααααααααααααα=-=-=-+=-+=-+-=-+-),以此类推:422cos8(2cos )(2cos )(2cos )16(2cos )m p n q r ααααα=++-+,则m n p q r ++++=__________.17.已知结论“1a ,*2R a ∈,且121a a +=,则12114a a +≥;若1a 、2a 、*3R a ∈,且1231a a a ++=,则1239111a a a ++≥”,请猜想若1a 、2a 、…、*R n a ∈,且121n a a a +++=,则12111na a a +++≥__________. 18.观察下面一组等式:11S =,22349S =++=, 33456725S =++++=, 44567891049S =++++++=,......根据上面等式猜测()()2143n S n an b -=-+,则22a b += __________.19.面积为S 的平面凸四边形的第i 条边的边长记为(1,2,3,4)i a i =,此四边形内任一点P 到第i 条边的距离记为,若31241234a a a a k ====,则12342234Sh h h h k+++=.类比以上性质,体积为V 的三棱锥的第i 个面的面积记为(1,2,3,4)i S i =,此三棱锥内任一点Q 到第i 个面的距离记为(1,2,3,4)i H i =,若31241234S S S S K ====,则1234234H H H H +++等于_____________. 20.黑白两种颜色的正六边形地面砖按如图的规律拼成若干个图案:则第个图案中有白色地面砖__________________块.三、解答题21.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且对任意的正整数n 都满足()21n n n S a S -=.(1)求1S ,2S ,3S 的值,猜想n S 的表达式;(2)用数学归纳法证明(1)中猜想的n S 的表达式的正确性. 22.设数列{}n x 各项均为正数,且满足()22221222,n x x x n n n N ++++=+∈,(1)求数列{}n x 的通项公式n x ; (2)已知122311113n n x x x x x x ++++=+++,求n ;(3)试用数学归纳法证明:2122312(1)1n n x x x x x x n +⎡⎤+++<+-⎣⎦.23.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,23a =-,()4521S a =+,数列{}n b 的前n 项和为n T ,满足11b =-,()*11n n n b T T n N ++=∈.(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (2)记n c =,*n N ∈,证明:()12214n c c c n +++<+. 24.已知数列{}n a 中,12a a =.()2122,n n a a a n n a *-=-≥∈N . (1)写出2a 、3a 、4a ;(2)猜想n a 的表达式,并用数学归纳法证明.25.已知函数()()211xx f x a a x -=+>+. (1)判断()f x 在()1,-+∞上的单调性并证明; (2)用适当的方法证明方程()0f x =没有负根.26.证明:223333(1)1234n n n ++++⋯+=,其中*n N ∈.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【详解】由题观察可发现,347,4711,71118+=+=+=, 111829,182947+=+=,294776,4776123+=+=,即1010123a b +=, 故选C.考点:观察和归纳推理能力.2.D解析:D 【解析】分析:利用举反例和反证法证明每一个命题,即得正确答案. 详解:因为1116a b c b c a+++++>与都不大于2矛盾,所以A 错误. 若1315,,2,343a b a b ==+=<所以B 错误. 若111,,,222a b c <<<则a>2,b>2,c>2,所以C 错误. 故答案为D 点睛:(1)本题主要考查推理证明和反证法,意在考查学生对这些基础知识的掌握水平和分析推理能力.(2)对于含有“至少”“至多”等概念的命题常用反证法.3.C解析:C 【解析】分析:分别计算当n k =时,()1?f k = + 1112321k ++⋅⋅⋅+-,当1n k =+成立时, ()1?f k = + 1111123212221k k k k ++⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+-+-,观察计算即可得到答案 详解:假设n k =时成立,即()1?f k = + 1112321k ++⋅⋅⋅+- 当1n k =+成立时,()1?f k = + 1111123212221k k k k ++⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+-+- ∴增加的项数是()()221212k k k k +---=故选C点睛:本题主要考查的是数学归纳法。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测题(答案解析)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测题(答案解析)

一、选择题1.甲、乙、丙、丁四位同学一起去向老师询问数学考试的成绩老师说:你们四人中有两位优秀、两位良好,我现在给乙看甲、丙的成绩,给甲看丙的成绩,给丁看乙的成绩,看后乙对大家说:我还是不知道我的成绩.根据以上信息,则( ) A .甲可以知道四人的成绩 B .丁可以知道四人的成绩 C .甲、丁可以知道对方的成绩 D .甲、丁可以知道自己的成绩 2.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 .28B .76C .123D .1993.2018年暑假期间哈六中在第5届全国模拟联合国大会中获得最佳组织奖,其中甲、乙、丙、丁中有一人获个人杰出代表奖,记者采访时,甲说:我不是杰出个人;乙说:丁是杰出个人;丙说:乙获得了杰出个人;丁说:我不是杰出个人,若他们中只有一人说了假话,则获得杰出个人称号的是( ) A .甲B .乙C .丙D .丁4.设ABC ∆的三边长分别为a ,b ,c ,面积为S ,内切圆半径为r ,则()12S r a b c =++.类比这个结论可知:四面体S ABC -的四个面的面积分别为1S ,2S ,3S ,4S ,体积为V ,内切球半径为R ,则V =( )A .()1234R S S S S +++B .()123412R S S S S +++ C .()123413R S S S S +++ D .()123414R S S S S +++ 5.某电影院共有(3000)n n ≤个座位.某天,这家电影院上、下午各演一场电影.看电影的是甲、乙、丙三所中学的学生,三所学校的观影人数分别是985人, 1010人,2019人(同一所学校的学生有的看上午场,也有的看下午场,但每人只能看一-场).已知无论如何排座位,这天观影时总存在这样的一个座位,上、 下午在这个座位上坐的是同一所学校的学生,那么n 的可能取值有( ) A .12个B .11个C .10个D .前三个答案都不对6.用反证法证明“若x y <,则33x y <”时,假设内容应是( ) A .33x y =B .33x y >C .33x y =或33x y >D .33x y =或33x y <7.用数学归纳法证明 11151236n n n ++⋅⋅⋅+≥++时,从n k =到1n k =+,不等式左边需添加的项是( ) A .111313233k k k +++++ B .112313233k k k +-+++ C .11331k k -++ D .133k +8.数列0,75-,135,6317-,…的一个通项公式是( ) A .()312111n n n +--+ B .()32111nn n --+C .()312111n n n ---- D .()32111nn n ---9.下列四个类比中,正确的个数为(1)若一个偶函数在R 上可导,则该函数的导函数为奇函数。

北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》测试(包含答案解析)(1)

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一、选择题1.观察2'()2x x =,4'3()4x x =,'(cos )sin x 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 xB .()f x -C .()g xD .()g x -2.甲、乙、丙、丁四个孩子踢球打碎了玻璃.甲说:“是丙或丁打碎的.”乙说:“是丁打碎的.”丙说:“我没有打碎玻璃.”丁说:“不是我打碎的.”他们中只有一人说了谎,请问是( )打碎了玻璃. A .甲B .乙C .丙D .丁3.体育课上,小红、小方、小强、小军四位同学都在进行足球、篮球、羽毛球、乒乓球等四项体自运动中的某一种,四人的运动项目各不相同,下面是关于他们各自的运动项目的一些判断:①小红没有踢足球,也没有打篮球; ②小方没有打篮球,也没有打羽毛球;③如果小红没有打羽毛球,那么小军也没有踢足球; ④小强没有踢足球,也没有打篮球.已知这些判断都是正确的,依据以上判断,请问小方同学的运动情况是( ) A .踢足球 B .打篮球 C .打羽毛球 D .打乒乓球4.德国数学家科拉茨1937年提出了一个著名的猜想:任给一个正整数n ,如果n 是偶数,就将它减半(即2n);如果n 是奇数,则将它乘3加1(即3n+1),不断重复这样的运算,经过有限步后,一定可以得到1. 对于科拉茨猜想,目前谁也不能证明,也不能否定,现在请你研究:如果对正整数n (首项)按照上述规则施行变换后的第8项为1(注:l 可以多次出现),则n 的所有不同值的个数为 A .4B .6C .8D .325.用数学归纳法证明 11151236n n n ++⋅⋅⋅+≥++时,从n k =到1n k =+,不等式左边需添加的项是( ) A .111313233k k k +++++ B .112313233k k k +-+++ C .11331k k -++ D .133k + 6.我国的《洛书》中记载着世界上最古老的一个幻方:将1,2,...,9填入33⨯的方格内,使三行、三列、两对角线的三个数之和都等于15 (如图).一般地,将连续的正整数1,2,3,…,2n 填入n n ⨯的方格内,使得每行、每列、每条对角线上的数的和相等,这个正方形就叫做n 阶幻方.记n 阶幻方的一条对角线上数的和为n N (如:在3阶幻方中,315N =),则10N =( )A .1020B .1010C .510D .5057.已知甲、乙、丙三人中,一人是数学老师、一人是英语老师、一人是语文老师.若丙的年龄比语文老师大;甲的年龄和英语老师不同;英语老师的年龄比乙小.根据以上情况,下列判断正确的是( )A .甲是数学老师、乙是语文老师、丙是英语老师B .甲是英语老师、乙是语文老师、丙是数学老师C .甲是语文老师、乙是数学老师、丙是英语老师D .甲是语文老师、乙是英语老师、丙是数学老师8.圆周率是指圆的周长与圆的直径的比值,我国南北朝时期的数学家祖充之用“割圆术”将圆周率算到了小数后面第七位,成为当时世界上最先进的成就,“割圆术”是指用圆的内接正多边形的周长来近似替代圆的周长,从正六边形起算,并依次倍增,使误差逐渐减小,如图所示,当圆的内接正多边形的边数为720时,由“割圆术”可得圆周率的近似值可用代数式表示为( )A .0720sin1B .0720sin 0.5C .0720sin 0.25D .0720sin 0.1259.甲、乙、丙、丁四位同学一起去向老师询问成语竞赛的成绩.老师说:你们四人中有2位优秀,2位良好,我现在给甲看乙、丙的成绩,给乙看丙的成绩,给丁看甲的成绩.看后甲对大家说:我还是不知道我的成绩.根据以上信息,则( ) A .乙可以知道四人的成绩 B .丁可以知道四人的成绩 C .乙、丁可以知道对方的成绩 D .乙、丁可以知道自己的成绩 10.用反证法证明“自然数,,a b c 中至多有一个偶数”时,假设原命题不成立,等价于( )A .,,a b c 没有偶数B .,,a b c 恰好有一个偶数C .,,a b c 中至少有一个偶数D .,,a b c 中至少有两个偶数11.请观察这些数的排列规律,数字1位置在第一行第一列表示为(1,1),数字14位置在第四行第三列表示为(4,3),根据特点推算出数字2019的位置A .(45,44)B .(45,43)C .(45,42)D .该数不会出现12.一名法官在审理一起珍宝盗窃案时,四名嫌疑人甲、乙、丙、丁的供词如下,甲说:“罪犯在乙、丙、丁三人之中”;乙说:“我没有作案,是丙偷的”;丙说:“甲、乙两人中有一人是小偷”;丁说:“乙说的是事实”.经过调查核实,四人中有两人说的是真话,另外两人说的是假话,且这四人中只有一人是罪犯,由此可判断罪犯是( ) A .乙B .甲C .丁D .丙二、填空题13.某个产品有若千零部件构成,加工时需要经过6道工序,分别记为A,?B,C,?D,?E,?F .其中,有些工序因为是制造不同的零部件,所以可以在几台机器上同时加工;有些工序因为是对同一个零部件进行处理,所以存在加工顺序关系.若加工工序Y 必须要在工序X 完成后才能开工,则称X 为Y 的紧前工序.现将各工序的加工次序及所需时间(单位:小时)列表如下: 工序 ABCDEF加工时间 3 42 221紧前工序无C 无C ,A BD现有两台性能相同的生产机器同时加工该产品,则完成该产品的最短加工时间是__________小时.(假定每道工序只能安排在一台机器上,且不能间断).14.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知*()n n S n a n N =-∈,猜想n a =__________.15.点()00,x y 到直线0Ax By c ++=的距离公式为0022Ax By c d A B++=+,通过类比的方法,可求得:在空间中,点()1,1,2到平面230x y z +++=的距离为___.16.在平面内,点,,P A B 三点共线的充要条件是:对于平面内任一点O ,有且只有一对实数,x y ,满足向量关系式OP xOA yOB =+,且1x y +=.类比以上结论,可得到在空间中,,,,P A B C 四点共面的充要条件是:对于平面内任一点O ,有且只有一对实数,,x y z 满足向量关系式__________.17.在ABC ∆中,D 为BC 的中点,则()12AD AB AC =+,将命题类比到三棱锥中去得到一个类比的命题为__________.18.已知结论“1a ,*2R a ∈,且121a a +=,则12114a a +≥;若1a 、2a 、*3R a ∈,且1231a a a ++=,则1239111a a a ++≥”,请猜想若1a 、2a 、…、*R n a ∈,且121n a a a +++=,则12111na a a +++≥__________. 19.在平面几何中有如下结论:正三角形ABC 的内切圆面积为1S ,外接圆面积为2S ,则1214S S =,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1V ,外接球体积为2V ,则12V V =____. 20.如图所示,在三棱锥S ﹣ABC 中,SA ⊥SB ,SB ⊥SC ,SC ⊥SA ,且SA ,SB ,SC 和底面ABC 所成的角分别为α1,α2,α3,△SBC ,△SAC ,△SAB 的面积分别为S 1,S 2,S 3,类比三角形中的正弦定理,给出空间图形的一个猜想是________.三、解答题21.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,23a =-,()4521S a =+,数列{}n b 的前n 项和为n T ,满足11b =-,()*11n n n b T T n N ++=∈.(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (2)记nn na c T =,*n N ∈,证明:()122214n c c c n n +++<+. 22.已知数列{}n a 中,12a a =.()2122,n n a a a n n a *-=-≥∈N . (1)写出2a 、3a 、4a ;(2)猜想n a 的表达式,并用数学归纳法证明. 23.选修4-5:不等式选讲 已知,,函数的最小值为.(1)求的值;(2)证明:与不可能同时成立.24.正项数列{}n a 的前n 项和n S 满足1n n a S n =-. (Ⅰ)求1a ,2a ,3a ;(Ⅱ)猜想{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明.25.给出下面的数表序列:其中表()1,2,3,...n n =有n 行,第1行的n 个数是1,3,5,…,21n -,从第2行起,每行中的每个数都等于它肩上的两数之和.(1)写出表4,验证表4各行中数的平均数按从上到下的顺序构成等比数列,并将结论推广到表()3n n ≥(不要求证明)(2)每个数表中最后一行都只有一个数,它们构成数列1,4,12,…,记此数列为{}n b ,求数列{}n b 的前n 项和26.已知f (x )=f (0)+f (1),f (﹣1)+f (2),f (﹣2)+f (3),然后归纳猜想一般性结论,并证明你的结论.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D 【解析】由归纳推理可知偶函数的导数是奇函数,因为()f x 是偶函数,则()()g x f x '=是奇函数,所以()()g x g x -=-,应选答案D .2.D解析:D 【分析】假设其中一个人说了谎,针对其他的回答逐个判断对错即可,正确答案为丁.【详解】假设甲打碎玻璃,甲、乙说了谎,矛盾, 假设乙打碎了玻璃,甲、乙说了谎,矛盾, 假设丙打碎了玻璃,丙、乙说了谎,矛盾, 假设丁打碎了玻璃,只有丁说了谎,符合题意, 所以是丁打碎了玻璃; 故选:D 【点睛】本题考查了进行简单的合情推理,采用逐一检验的方法解题,属基础题.3.A解析:A【解析】分析:由题意结合所给的逻辑关系进行推理论证即可. 详解:由题意可知:小红、小方、小强都没有打篮球,故小军打篮球; 则小军没有踢足球,且已知小红、小强都没有踢足球,故小方踢足球. 本题选择A 选项.点睛:本题主要考查学生的推理能力,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.4.B解析:B 【解析】分析:利用第八项为1出发,按照规则,逆向逐项即可求解n 的所有可能的取值. 详解:如果正整数n 按照上述规则施行变换后第八项为1, 则变换中的第7项一定为2, 变换中的第6项一定为4,变换中的第5项可能为1,也可能是8, 变换中的第4项可能是2,也可能是16,变换中的第4项为2时,变换中的第3项是4,变换中的第2项是1或8,变换中的第1项是2或6,变换中的第4项为16时,变换中的第3项是32或5,变换中的第2项是64或108,变换中的第1项是128或21或20,或3,则n 的所有可能的取值为2,3,16,20,21,128,共6个,故选B.点睛:本题主要考查了归纳推理的应用,其中解答中正确理解题意,利用变换规则,进行逆向逐项推理、验证是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,试题有一定的难度,属于中档试题.5.B解析:B 【详解】分析:分析n k =,1n k =+时,左边起始项与终止项,比较差距,得结果. 详解:n k =时,左边为111123k k k++⋅⋅⋅+++,1n k =+时,左边为111111233313233k k k k k k ++⋅⋅⋅++++++++++, 所以左边需添加的项是11111123132331313233k k k k k k k ++-=+-+++++++,选B. 点睛:研究n k =到1n k =+项的变化,实质是研究式子变化的规律,起始项与终止项是什么,中间项是如何变化的.6.D解析:D 【解析】n 阶幻方共有2n 个数,其和为()222112...,2n n n n ++++=阶幻方共有n 行,∴每行的和为()()2221122n n n n n++=,即()()2210110101,50522n n n N N+⨯+=∴==,故选D.7.C解析:C 【解析】丙的年龄比语文老师大,则丙是数学老师或英语老师,不是语文老师;甲的年龄和英语老师不同,则甲是数学老师或语文老师,不是英语老师;选项B 错误; 英语老师的年龄比乙小,则乙是数学老师或语文老师,不是英语老师;选项D 错误; 选项A 中,英语老师的年龄比乙大,选项A 错误; 据此可得:甲是语文老师、乙是数学老师、丙是英语老师. 本题选择C 选项.8.C解析:C 【解析】 设圆的半径为1,正多边形的圆心角为3600.5720︒︒=,边长为2sin0.25︒==,所以7202sin0.252π︒⨯=,即0π720sin0.25=故选:C9.D解析:D 【解析】 【分析】根据四人所知只有自己看到,老师所说及最后甲说话,继而可以推出正确答案【详解】解:四人所知只有自己看到,老师所说及最后甲说话, 甲不知自己的成绩→乙丙必有一优一良,(若为两优,甲会知道自己的成绩;若是两良,甲也会知道自己的成绩)→乙看到了丙的成绩,知自己的成绩→丁看到甲、丁也为一优一良,丁知自己的成绩,给甲看乙丙成绩,甲不知道自已的成绩,说明乙丙一优一良,假定乙丙都是优,则甲是良,假定乙丙都是良,则甲是优,那么甲就知道自已的成绩了.给乙看丙成绩,乙没有说不知道自已的成绩,假定丙是优,则乙是良,乙就知道自己成绩.给丁看甲成绩,因为甲不知道自己成绩,乙丙是一优一良,则甲丁也是一优一良,丁看到甲成绩,假定甲是优,则丁是良,丁肯定知道自已的成绩了 故选:D . 【点睛】本题考查了合情推理的问题,关键掌握四人所知只有自己看到,老师所说及最后甲说话,属于中档题.10.D解析:D 【解析】“至多一个”的反面是“至少2个”所以原命题等价命题是“a,b,c 中至少有两个偶数 ”选D.11.C解析:C 【分析】由所给数的排列规律得到第n 行的最后一个数为2n ,然后根据2452025=可推测2019所在的位置. 【详解】由所给数表可得,每一行最后一个数为2221,2,3,,由于22441936,452025==,2244201945<<, 所以故2019是第45行的倒数第4个数, 所以数字2019的位置为(45,42). 故选C . 【点睛】(1)数的归纳包括数字归纳和式子归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识. (2)解决归纳推理问题的基本步骤①发现共性,通过观察特例发现某些相似性(特例的共性或一般规律); ②归纳推理,把这种相似性推广为一个明确表述的一般命题(猜想).12.A解析:A【分析】由题意,这个问题的关键是四人中有两人说真话,另外两人说了假话,通过这一突破口,进行分析,推理即可得到结论.【详解】在甲、乙、丙、丁四人的供词中,可以得出乙、丁两人的观点是一致的,因此乙丁两人的供词应该是同真同假(即都是真话或都是假话,不会出现一真一假的情况);假设乙、丁两人所得都是真话,那么甲、丙两人说的是假话,由乙说真话可推出丙是犯罪的结论;由甲说假话,推出乙、丙、丁三人不是犯罪的结论;显然这两人是相互矛盾的;所以乙、丁两人说的是假话,而甲、丙两人说的是真话,由甲、丙的供词可以断定乙是犯罪的,乙、丙、丁中有一人是犯罪的,由丁说假话,丙说真话推出乙是犯罪的,综上可得乙是犯罪的,故选A.【点睛】本题主要考查了推理问题的实际应用,其中解答中结合题意,进行分析,找出解决问题的突破口,然后进行推理是解答的关键,着重考查了推理与论证能力.二、填空题13.【解析】分析:由题意根据题意两台性能相同的生产机器同时加工该产品确定好加工顺序即可得到答案详解:由题意可确定如图所示的加工顺序如图所示可得用两台性能相同的生产机器同时加工该产品要完成该产品的最短加工解析:【解析】分析:由题意,根据题意两台性能相同的生产机器同时加工该产品,确定好加工顺序,即可得到答案.详解:由题意,可确定如图所示的加工顺序,如图所示,可得用两台性能相同的生产机器同时加工该产品,要完成该产品的最短加工时间为8小时.点睛:本题主要考查了实际应用问题,其中解答中正确理解题意,分析工艺的流程,确定好加工的顺序,得出加工顺序的图形是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力,以及推理与论证能力.14.【解析】分析:令可求得由得两式相减得可依次求出观察前四项找出规律从而可得结果详解:中令可求得由得两式相减得即可得…归纳可得故答案为点睛:归纳推理的一般步骤:一通过观察个别情况发现某些相同的性质二从已解析:21 2nn【解析】分析:令1n =,可求得112a =,由()n n S n a n N *=-∈,得()1112n n S n a n --=--≥, 两式相减,得()1122n n a a n -+=≥,可依次求出234,,a a a ,观察前四项,找出规律,从而可得结果.详解:n n S n a =- 中令1n ,=可求得1a =1112122-=由()n n S n a n N *=-∈,得()1112n n S n a n --=--≥,两式相减,得11n n n a a a -=-+, 即()1122n n a a n -+=≥, 可得222321;42a -==333721;82a -==4341521;182a -==… 归纳可得212n n na -=,故答案为212n n -. 点睛:归纳推理的一般步骤: 一、通过观察个别情况发现某些相同的性质. 二、从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题(猜想). 常见的归纳推理分为数的归纳和形的归纳两类:(1) 数的归纳包括数的归纳和式子的归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识,如等差数列、等比数列等;(2) 形的归纳主要包括图形数目的归纳和图形变化规律的归纳.15.【解析】分析:根据平面内点到直线的距离公式类比得到空间中点到平面的距离公式即可详解:类比点到直线的距离可知在空间中点到平面的距离故答案是点睛:该题考查的是类比推理利用平面内点到直线的距离公式类比着得解析:2. 【解析】分析:根据平面内点到直线的距离公式类比得到空间中点到平面的距离公式即可. 详解:类比点00(,)P x y 到直线0Ax By C ++=的距离d =,可知在空间中点(0,1,1)-到平面230x y z +++=的距离d ==. 点睛:该题考查的是类比推理,利用平面内点到直线的距离公式类比着得出空间中点到平面的距离公式,代入求得结果,属于简单题目.16.且【解析】此类比仅是数量的变化即在空间中四点共面的充要条件是:对于平面内任一点有且只有一对实数满足向量关系式且解析:OP xOA yOB zOC =++,且1x y z ++= 【解析】此类比仅是数量的变化,即在空间中,,,,P A B C 四点共面的充要条件是:对于平面内任一点O ,有且只有一对实数,,x y z 满足向量关系式OP xOA yOB zOC =++,且1x y z ++=17.在四面体A -BCD 中G 为△BCD 的重心则【解析】由类比四面体中点类比重心有由类比可得在四面体中为的重心则有故答案为在四面体中为的重心则有点睛:本题考查了从平面类比到空间属于基本类比推理利用类比推理可解析:在四面体A -BCD 中,G 为△BCD 的重心,则1()3AG AB AC AD =++ 【解析】由“ABC ”类比“四面体A BCD -”,“中点”类比“重心”有,由类比可得在四面体A BCD -中,G 为BCD 的重心,则有1()3AG AB AC AD =++,故答案为在四面体A BCD -中,G 为BCD 的重心,则有1()3AG AB AC AD =++. 点睛: 本题考查了从平面类比到空间,属于基本类比推理.利用类比推理可以得到结论、证明类比结论时证明过程与其类比对象的证明过程类似或直接转化为类比对象的结论,属于基础题;由条件根据类比推理,由“ABC ”类比“四面体A BCD -”,“中点”类比“重心”,从而得到一个类比的命题.18.【解析】由题意知:结论左端各项分别是和为的各数的倒数右端时为时为故时结论为故答案为【方法点睛】本题通过观察几组不等式归纳出一般规律来考察归纳推理属于中档题归纳推理的一般步骤:一通过观察个别情况发现某 解析:2n【解析】由题意,知:结论左端各项分别是和为1的各数i a 的倒数()1,2,...,i n =,右端2n =时为242,3n ==时为293=,故12,...1i n a R a a a +∈+++=时,结论为()212111...2nn n a a a +++≥≥,故答案为2n . 【方法点睛】本题通过观察几组不等式,归纳出一般规律来考察归纳推理,属于中档题.归纳推理的一般步骤: 一、通过观察个别情况发现某些相同的性质. 二、从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题(猜想). 常见的归纳推理分为数的归纳和形的归纳两类:(1) 数的归纳包括数的归纳和式子的归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识,如等差数列、等比数列等;(2) 形的归纳主要包括图形数目的归纳和图形变化规律的归纳.19.【解析】设正四面体的棱长为高为四个面的面积为内切球半径为外接球半径为则由得;由相似三角形的性质可求得所以考点:类比推理几何体的体积 解析:127【解析】设正四面体ABCD 的棱长为a ,高为h ,四个面的面积为S ,内切球半径为r ,外接球半径为R ,则由11433Sr Sh ⨯=,得1144r h ===;由相似三角形的性质,可求得R =,所以12V V =3311()().327r R ==考点:类比推理,几何体的体积.20.【解析】试题分析:在△DEF 中由正弦定理得于是类比三角形中的正弦定理在四面体S ﹣ABC 中我们猜想成立故答案为考点:类比推理解析:312123sin sin sin S S S ααα== 【解析】试题分析:在△DEF 中,由正弦定理,得sin sin sin d e fD E F==.于是,类比三角形中的正弦定理,在四面体S ﹣ABC 中,我们猜想312123sin sin sin S S S ααα==成立.故答案为312123sin sin sin S S S ααα==. 考点:类比推理.三、解答题21.(1)21n a n =-+,()1,11,21n n b n n n -=⎧⎪=⎨≥⎪-⎩.(2)见解析【分析】(1)根据等差数列的通项公式和前n 项和公式列方程组求出1a 和d ,进而可得{}n a 的通项公式;由11n n n b T T ++=⋅,得1111n n T T +-=-,可得1n T n=-,利用1n n n b T T -=-,可得{}n b 的通项公式;(2)利用数学归纳法, ①当1n =时,左边1=,右边4=②假设n k =时成立,即()12214k c c c k k +++<+,证明当1n k =+时,不等式也成立. 【详解】解:(1)设首项为1a ,公差为d ,则()111346241a d a d a d +=-⎧⎨+=++⎩,解得11a =-,2d =-,故21n a n =-+, 由11n n n b T T ++=⋅,得11n n n n T T T T ++=⋅-,即1111n n T T +-=-,11T =-,所以1nn T =-,即1n T n=-,所以()()1121n n n b T T n n n -=-=≥-,故()1,11,21n n b n n n -=⎧⎪=⎨≥⎪-⎩. (2)由(1)知n c =()12214n c c c n +++<+, ①当1n =时,左边1=,右边4=②假设n k =时成立,即()12214k c c c k +++<+, 即当1n k =+时,()21214k k c c c c k k+++++<++()214k k ⎡=++⎢⎢⎣()21k k=++⎣ 224k k ⎡⎢=++⎢⎣))()2243123k k k k k <+++=++. 即当1n k =+时,不等式也成立.由①,②可知,不等式()1212n c c c n +++<+对任意*n N ∈都成立. 【点睛】本题考查等差数列的通项公式以及n S 法求数列的通项公式,考查数列归纳法,是中档题. 22.(1)232a a =,343a a =,454a a =;(2)猜想1n n a a n+=,证明见解析.【分析】(1)利用递推公式可计算出2a 、3a 、4a 的值; (2)根据数列{}n a 的前四项可猜想出()1n n a a n N n*+=∈,然后利用数学归纳法即可证明出猜想成立. 【详解】(1)()2122,n n a a a n n a *-=-≥∈N ,12a a =,则222132222a a a a a a a a =-=-=,2232242223332a a a a a a a a a a =-=-=-=,2243352224443a a a a a a a aa a =-=-=-=; (2)猜想()1n n a a n N n*+=∈,下面利用数学归纳法证明. 假设当()n k k N *=∈时成立,即1k k a a k+=, 那么当1n k =+时,2212222111k k a a k k a a a a a ak a k k ak++=-=-=-=+++, 这说明当1n k =+时,猜想也成立. 由归纳原理可知,()1n n a a n N n*+=∈. 【点睛】本题考查利用数列递推公式写出数列中的项,同时也考查了利用数学归纳法证明数列通项公式,考查计算能力与推理能力,属于中等题. 23.(1) (2)见解析【解析】试题分析:(Ⅰ)首先利用三角绝对值不等式的性质求得最小值的表达式,然后结合已知条件求解即可;(Ⅱ)首先由(1)及基本不等式,得,然后假设与同时成立,推出且,与相矛盾,即证得结论.试题 (1)∵,∴. (2)∵且,由基本不等式知道:,∴假设与同时成立,则由及,得.同理,∴,这与矛盾,故与不可能同时成立.考点:1、基本不等式;2、三角绝对值不等式的性质;3、反证法.24.(Ⅰ)123135a a a ===,,(Ⅱ)猜想21n a n ,=-证明见解析【解析】分析:(1)直接给n 取值求出1a ,2a ,3a .(2)猜想{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明.详解:(Ⅰ)令1n =,则10a =,又11S a =,解得11a =;令2n =,则2211a a =⇒=,解得23a =;令3n =,则3322a a =⇒=,解得35a =. (Ⅱ)由(Ⅰ)猜想21n a n =-; 下面用数学归纳法证明21n a n =-. 由(Ⅰ)可知当1n =时,21n a n =-成立;假设当()*n k k N =∈时,21k a k =-,则21k k a k S k =-⇒=.那么当1n k =+时,()2111k k k a k S a k +++=⇒=-,由()22111k k k k a S S a k k +++=-=-- 2112k k a ka ++=-,所以()21121k k k a a +++=,又0n a >,所以121k a k +=+,所以当1n k =+时,()121211k a k k +=+=+-. 综上,21n a n =-.点睛:(1)本题主要考查数学归纳法,意在考查学生对该基础知识的掌握水平和基本计算能力.(2) 数学归纳法的步骤:①证明当n=1时,命题成立。

新北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(有答案解析)(1)

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一、选择题1.数学归纳法证明*1111(1,)n 1n 2n 2n n N n +++>>∈+++,过程中由n k =到1n k =+时,左边增加的代数式为( )A .122k +B .121k + C .11+2122++k k D .112k 12k 2++- 2.甲、乙、丙、丁四位同学一起去向老师询问数学考试的成绩老师说:你们四人中有两位优秀、两位良好,我现在给乙看甲、丙的成绩,给甲看丙的成绩,给丁看乙的成绩,看后乙对大家说:我还是不知道我的成绩.根据以上信息,则( ) A .甲可以知道四人的成绩 B .丁可以知道四人的成绩 C .甲、丁可以知道对方的成绩D .甲、丁可以知道自己的成绩3.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()3,4A -,且法向量为(1,2)n =-的直线(点法式)方程为:()()()13240x y ⨯++-⨯-=,化简得2110x y -+=.类比以上方法,在空间直角坐标系中,经过点()1,2,3A ,且法向量为(1,2,1)m =--的平面的方程为( ) A .220x y z +--= B .220x y z ---= C .220x y z ++-= D .220x y z +++=4.设k 1111S k 1k 2k 32k=+++⋯++++,则1k S +=( ) A .()k 1S 2k 1++B .()k 11S 2k 12k 1++++ C .()k 11S 2k 12k 1+-++ D .()k 11S 2k 12k 1+-++5.设函数()nf x '是()n f x 的导函数,0()(cos sin )xf x e x x =+,1()f x '=,2()f x '=,*1())n f x n N '+=∈,则2018()f x =( ) A .(cos sin )x e x x + B .(cos sin )x e x x - C .(cos sin )x e x x -+D .(cos sin )x e x x --6.演绎推理“因为0'()0f x =时,0x 是()f x 的极值点,而对于函数3()f x x =,'(0)0f =,所以0是函数3()f x x =的极值点.”所得结论错误的原因是( )A .大前提错误B .小前提错误C .推理形式错误D .全不正确7.一位数学老师在黑板上写了三个向量(,2)a m =,(1,)b n =,(4,4)c =-,其中m ,n 都是给定的整数.老师问三位学生这三个向量的关系,甲回答:“a 与b 平行,且a 与c 垂直”,乙回答:“b 与c 平行”,丙回答:“a 与c 不垂直也不平行”,最后老师发现只有一位学生判断正确,由此猜测m ,n 的值不可能为( ) A .3m =,2n =B .2m =-,1n =-C .2m =,1n =D .2m n ==-8.我国古代数学名著《九章算术》的论割圆术中有:“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”,它体现了一种无限与有限的转化过程.比如在表达式11111+++中“…”即代表无限次重复,但原式却是个定值,它可以通过方程11x x+=求得12x +==( )A .12B .3C .6D .9.有甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中只有一位获奖,有人走访了四位歌手,甲说:“是乙或丙获奖.”乙说:“甲、丙都未获奖.”丙说:“我获奖了.”丁说:“是乙获奖.”四位歌手的话只有两句是对的,则获奖的歌手是( ) A .甲 B .乙C .丙D .丁10.用反证法证明“平面四边形中至少有一个内角不超过90︒”,下列假设中正确的是( )A .假设有两个内角超过90︒B .假设有三个内角超过90︒C .假设至多有两个内角超过90︒D .假设四个内角均超过90︒11.在一次连环交通事故中,只有一个人需要负主要责任,但在警察询问时,甲说:“主要责任在乙”;乙说:“丙应负主要责任”;丙说“甲说的对”;丁说:“反正我没有责任”,四人中只有一个人说的是真话,则该事故中需要负主要责任的人是( ) A .丁B .乙C .丙D .甲12.用数学归纳法证明“1112n n ++++…111()24n N n n +≥∈+”时,由n k =到1n k =+时,不等试左边应添加的项是( ) A .12(1)k +B .112122k k +++ C .11121221k k k +-+++ D .1111212212k k k k +--++++ 二、填空题13.已知数列{},{}n n a b 的通项公式分别为*31,2,nn n a n b n N =-=∈,将{}n a 与{}n b 中的各项混合,并按照从小到大的顺序排成一个新数列(相同元素以一个计):2,4,5,8,11,,记新的数列为{}n c ,若2021n c =,则n =___________.14.36的所有正约数之和可按如下方法得到:因为223623=⨯,所以36的所有正约数之和为22(133)(22323)++++⨯+⨯22222(22323)(122)++⨯+⨯=++2(133)91++=,参照上述方法,可得100的所有正约数之和为__________. 15.某同学在解决一道数学题时发现01212323434234345445567----222222222222====,,,,,依此规律可以求得112nk k k =+∑关于n 的最简表达式为__________.16.已知数列{}n a 为等差数列,则有12320a a a -+= 1234330a a a a -+-= 123454640a a a a a -+-+=类似上三行,第四行的结论为________________. 17.已知函数()11112f x x x x =++++,由()111111f x x x x -=++-+是奇函数,可得函数()f x 的图象关于点()1,0-对称,类比这一结论,可得函数()237126x x x g x x x x +++=++++++的图象关于点___________对称. 18.把“二进制”数(2)1011001化为“十进制”数是 . 19.用数学归纳法证明某命题时,左式为(n 为正偶数),从“n=2k”到“n=2k+2”左边需增加的代数式为________.20.有甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中只有一位获奖,有人走访了四位歌手,甲说“是乙或丙获奖.”乙说:“甲、丙都未获奖.”丙说:“我获奖了”.丁说:“是乙获奖.”四位歌手的话只有两句是对的,则获奖的歌手是__________.三、解答题21.已知数列{}n x 满足10x =,21n n n x x x c +=-++()n N*∈,104c <≤,求证:数列{}n x 是递增数列.22.汉诺塔问题是源于印度一个古老传说的益智游戏.这个游戏的目的是将图(1)中按照直径从小到大依次摆放在①号塔座上的盘子,移动到③号塔座上,在移动的过程中要求:每次只可以移动一个盘子,并且保证任何一个盘子都不可以放在比自己小的盘子上.记将n 个直径不同的盘子从①号塔座移动到③号塔座所需要的最少次数为a n .(1)试写出a 1,a 2,a 3,a 4值,并猜想出a n ;(无需给出证明)(2)著名的毕达哥拉斯学派提出了形数的概念.他们利用小石子摆放出了图(2)的形状,此时小石子的数目分别为1,4,9,16,由于小石子围成的图形类似正方形,于是称b n =n 2这样的数为正方形数.当n ≥2时,试比较a n 与b n 的大小,并用数学归纳法加以证明. 23.对任意正整数n ,设n a 表示n 的所有正因数中最大奇数与最小奇数的等差中项,n S 表示数列{}n a 的前n 项和.(1)求1a ,2a ,3a ,4a ,5a 的值; (2)是否存在常数s ,t ,使得()()212246mmm s t S-+⋅+=对一切m 1≥且*m N ∈恒成立?若存在,求出s ,t 的值,并用数学归纳法证明;若不存在,请说明理由. 24.已知数列{}n a 满足关系式()10a a a =>,()1122,1n n n a a n n N a --=≥∈+. (1)用a 表示2a ,3a ,4a ;(2)根据上面的结果猜想用a 和n 表示n a 的表达式,并用数学归纳法证之. 25.已知()()()2012211+=+-+-nx a a x a x ()()1++-∈nn a x n *N .(1)求0a 及12n n S a a a =+++;(2)试比较n S 与223n n -的大小,并用数学归纳法证明. 26.记S n =1+2+3+…+n ,T n =12+22+32+…+n 2. (Ⅰ)试计算312123,,S S S T T T 的值,并猜想n nS T 的通项公式. (Ⅱ)根据(Ⅰ)的猜想试计算T n 的通项公式,并用数学归纳法证明之.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D 【分析】求出当n k =时,左边的代数式,当1n k =+时,左边的代数式,相减可得结果. 【详解】当n k =时,左边的代数式为11112k k k k++⋯++++, 当1n k =+时,左边的代数式为11111232122k k k k k k ++⋯++++++++, 故用1n k =+时左边的代数式减去n k =时左边的代数式的结果为:11111212212122k k k k k +-=-+++++,故选D . 【点睛】本题考查用数学归纳法证明不等式,注意式子的结构特征,以及从n k =到1n k =+项的变化,属于中档题.2.D解析:D 【分析】先由乙不知道自己成绩出发得知甲、丙和乙、丁都是一优秀、一良好,那么甲、丁也就结合自己看的结果知道自己成绩了. 【详解】解:乙看后不知道自己成绩,说明甲、丙必然是一优秀、一良好,则乙、丁也必然是一优秀、一良好;甲看了丙的成绩,则甲可以知道自己和丙的成绩;丁看了乙的成绩,所以丁可以知道自己和乙的成绩,故选D. 【点睛】本题考查了推理与证明,关键是找到推理的切入点.3.A解析:A 【分析】类比平面中求动点轨迹方程的方法,在空间任取一点P (x ,y ,z ),则AP =(x ﹣1,y ﹣2,z ﹣3),利用平面法向量为n =(﹣1,﹣2,1),即可求得结论. 【详解】类比平面中求动点轨迹方程的方法,在空间任取一点P (x ,y ,z ),则AP =(x ﹣1,y ﹣2,z ﹣3)∵平面法向量为n =(﹣1,﹣2,1), ∴﹣(x ﹣1)﹣2×(y ﹣2)+1×(z ﹣3)=0 ∴x +2y ﹣z ﹣2=0, 故选A . 【点睛】本题考查了类比推理,考查了空间向量数量积的坐标运算,由于平面向量与空间向量的运算性质相似,利用求平面曲线方程的办法,构造向量,利用向量的性质解决空间内平面方程的求解问题,属于中档题.4.C解析:C 【解析】分析:由题意将k 替换为1k +,然后和k S 比较即可. 详解:由题意将k 替换为1k +,据此可得:()()()()1111111121321k S k k k k +=+++++++++++()111123421k k k k =++++++++()11111123422121k k k k k k =+++++++++++ ()111111111234221211k k k k k k k k =+++++++-+++++++ ()1111111123422121k k k k k k k =++++++-++++++ ()112121k S k k =+-++. 本题选择C 选项.点睛:本题主要考查数学归纳法中由k 到k +1的计算方法,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.5.B解析:B 【解析】分析:易得到f n (x )表达式以8为周期,呈周期性变化,由于2018÷8余2,故f 2008(x )= f 2(x ),进而得到答案详解:∵f 0(x )=e x (cosx+sinx ),∴f 0′(x )=e x (cosx+sinx )+e x (﹣sinx+cosx )=2e x cosx , ∴f1(x )'f x x cosx ,∴f1′(x )x (cosx ﹣sinx ), ∴f 2(x )'f x =e x (cosx ﹣sinx ),∴f 2′(x )=e x (cosx ﹣sinx )+e x (﹣sinx ﹣cosx )=﹣2e x sinx , ∴f3(x )=x sinx , ∴f3′(x )=x (sinx+cosx ), ∴f 4(x )=﹣e x (cosx+sinx ),∴f 4′(x )=﹣2e x cosx , ∴f5(x )=x cosx , ∴f 6(x )=﹣e x (cosx ﹣sinx ), ∴f7(x )x sinx , ∴f 8(x )=e x (cosx+sinx ), …,∴()2018f x == f 2(x )=()cos sin xe x x -,故选:B .点睛:本题通过观察几个函数解析式,归纳出一般规律来考查归纳推理,属于中档题.归纳推理的一般步骤: 一、通过观察个别情况发现某些相同的性质. 二、从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题(猜想). 常见的归纳推理分为数的归纳和形的归纳两类:(1) 数的归纳包括数的归纳和式子的归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识,如等差数列、等比数列等;(2) 形的归纳主要包括图形数目的归纳和图形变化规律的归纳.6.A解析:A 【解析】分析:要分析一个演绎推理是否正确,主要观察所给的大前提,小前提和结论及推理形式是否都正确,根据这几个方面都正确,才能得到这个演绎推理正确.根据三段论进行判断即可得到结论.详解:演绎推理““因为()0'0f x =时,0x 是()f x 的极值点,而对于函数()3f x x =,()'00f =,所以0是函数()3f x x =的极值点.”中,大前提:()0'0f x =时,f x '()在0x 两侧的符号如果不相反,则0x 不是()f x 的极值点,故错误,故导致错误的原因是:大前提错误, 故选:A .点睛:本题考查演绎推理,考查学生分析解决问题的能力,属于基础题7.D解析:D 【解析】分析:讨论三种情况,甲判断正确,乙、丙判断不正确;乙判断正确,甲、丙判断不正确;丙判断正确,甲、乙判断不正确,由向量平行和垂直的条件,解方程结合选项即可得到结论.详解:若甲判断正确,乙、丙判断不正确, 可得2mn =且480m -+=,解得2,1m n ==, 则()()()2,2,1,1,4,4a b c ===-,可得b 与c 不平行,a 与c 垂直, 则乙、丙判断不正确符合题意; 若判断正确,甲、丙判断不正确,可得44n -=且480m -+=且48m =-,解得2,1m n ==-或2,1m n =-=-, 则()()()2,2,1,1,4,4a b c ==-=- 或()()()2,2,1,1,4,4a b c =-=-=- 可得b 与c 不平行,a 与c 垂直, 则甲、丙判断不正确,符合题意; 若丙判断正确,甲、乙判断不正确, 可得480m -+≠且48m ≠-且44n -≠ 解得2m ≠且2m ≠-且1n ≠-,则3,2m n ==成立;2,1m n =-=-也成立;2,1m n ==也成立.2m n ==-,则甲乙丙判断均错.故选D.点睛:本题考查向量的平行和垂直的坐标表示,考查判断能力和运算能力,以及推理能力.8.A解析:A 【解析】由已知代数式的求值方法:先换元,再列方程,解方程,求解(舍去负根),可得要求的()0m m =>,则两边平方得,得23m =,即23m m +=,解得1122m m ==舍去,故选A. 9.C解析:C 【详解】若甲是获奖的歌手,则四句全是假话,不合题意;若乙是获奖的歌手,则甲、乙、丁都说真话,丙说假话,与题意不符; 若丁是获奖的歌手,则甲、丁、丙都说假话,丙说真话,与题意不符; 当丙是获奖的歌手,甲、丙说了真话,乙、丁说了假话,与题意相符. 故选C.点睛:本题主要考查的是简单的合情推理题,解决本题的关键是假设甲、乙、丙、丁分别是获奖歌手时的,甲乙丙丁说法的正确性即可.10.D解析:D 【解析】“至少有一个内角不超过90︒”的反面含义为“四个内角没有一个不超过90︒”,即四个内角均超过90︒,选D.11.D解析:D 【分析】利用反证法,可推导出丁说的是真话,甲乙丙三人说的均为假话,进而得到答案. 【详解】假定甲说的是真话,则丙说“甲说的对”也为真话,这与四人中只有一个人说的是真话相矛盾,故假设不成立,故甲说的是谎话;假定乙说的是真话,则丁说:“反正我没有责任”也为真话, 这与四人中只有一个人说的是真话相矛盾, 故假设不成立,故乙说的是谎话;假定丙说的是真话,由①知甲说的也是真话,这与四人中只有一个人说的是真话相矛盾,故假设不成立,故丙说的是谎话;综上可得:丁说是真话,甲乙丙三人说的均为假话,即乙丙丁没有责任,故甲负主要责任,故答案为甲 【点睛】本题主要考查了命题真假的判断,以实际问题为背景考查了逻辑推理,属于中档题.解题时正确使用反证法是解决问题的关键.12.C解析:C 【分析】分别代入,1n k n k ==+,两式作差可得左边应添加项. 【详解】 由n=k 时,左边为11112k k k k+++++, 当n=k+1时,左边为11111231(1)(1)k k k k k k k k +++++++++++++ 所以增加项为两式作差得:11121221k k k +-+++,选C. 【点睛】运用数学归纳法证明命题要分两步,第一步是归纳奠基(或递推基础)证明当n 取第一个值n 0(n 0∈N *)时命题成立,第二步是归纳递推(或归纳假设)假设n =k (k ≥n 0,k ∈N *)时命题成立,证明当n =k +1时命题也成立,只要完成这两步,就可以断定命题对从n 0开始的所有的正整数都成立,两步缺一不可.二、填空题13.【分析】由等差数列和等比数列的通项公式求得它们的公共项归纳它们之间的项数计算可得所求值【详解】由可得:::可得与中的公共项为:且到之间有两个元素到之间有个元素到之间有个元素到之间有个元素到之间有个元 解析:679【分析】由等差数列和等比数列的通项公式,求得它们的公共项,归纳它们之间的项数,计算可得所求值. 【详解】由*31,2,nn n a n b n N =-=∈可得:{}n a :2,5,8,11,14,17,20,23,26,29,32,35,,{}n b :2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048,, 可得{}n a 与{}n b 中的公共项为:2,8,32,128,512,2048,,且2到8之间有两个元素,8到32之间有8个元素,32到128之间有32个元素,128到512之间有128个元素,512到2048之间有512个元素;由2832128512682++++=, 而102420212048<<, 且2021在数列{}n a 中, 而2021到2048之间有8个元素, 则68258679n =+-=; 故答案为:679. 【点睛】关键点睛:本题主要考查归纳推理的应用.利用{}n a 与{}n b 的通项公式得到{}n a 与{}n b 的公共项,归纳它们之间的项数是解决本题的关键.14.217【分析】根据题意类比36的所有正约数之和的方法分析100的所有正约数之和为(1+2+221+5+52)计算可得答案【详解】根据题意由36的所有正约数之和的方法:100的所有正约数之和可按如下方解析:217 【分析】根据题意,类比36的所有正约数之和的方法,分析100的所有正约数之和为(1+2+22)(1+5+52),计算可得答案. 【详解】根据题意,由36的所有正约数之和的方法:100的所有正约数之和可按如下方法得到:因为100=22×52, 所以100的所有正约数之和为(1+2+22)(1+5+52)=217. 可求得100的所有正约数之和为217; 故答案为:217. 【点睛】本题考查简单的合情推理应用,关键是认真分析36的所有正约数之和的求法,并应用到100的正约数之和的计算.15.【解析】分析:由已知中:可得:利用裂项相消法可得答案详解:由已知中:归纳可得:故故答案为:点睛:常见的归纳推理类型及相应方法常见的归纳推理分为数的归纳和形的归纳两类:(1)数的归纳包括数字归纳和式子解析:332nn +-. 【解析】 分析:由已知中:01212323234345456,,, (222222222)=-=-=- 可得:1123222k k k k k k -+++=-,利用裂项相消法,可得答案. 详解:由已知中:01212323234345456,,, (222222222)=-=-=-, 归纳可得:1123222k k k k k k -+++=-. 故011223111344556233 (32222222222)k n n n k k n n n -=++++=-+-+-+-=-∑. 故答案为:332nn +-. 点睛:常见的归纳推理类型及相应方法 常见的归纳推理分为数的归纳和形的归纳两类:(1)数的归纳包括数字归纳和式子归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识,如等差数列、等比数列等. (2)形的归纳主要包括图形数目归纳和图形变化规律归纳.16.【解析】观察前三个式子可知三个式子的项数分别是所以第四个式子有项前三个式子奇数项为正偶数项为负项的系数满足二项式定理系数的形式所以第四项的结论:故答案为【方法点睛】本题通过观察几组多项式式归纳出一般 解析:1234565101050a a a a a a -+-+-=【解析】观察前三个式子,可知三个式子的项数分别是3,4,5,所以第四个式子有6项,前三个式子奇数项为正,偶数项为负,项的系数满足二项式定理系数的形式,所以第四项的结论:1234565101050a a a a a a -+-+-=,故答案为1234565101050a a a a a a -+-+-=.【方法点睛】本题通过观察几组多项式式,归纳出一般规律来考查归纳推理,属于中档题.归纳推理的一般步骤: 一、通过观察个别情况发现某些相同的性质. 二、从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题(猜想). 常见的归纳推理分为数的归纳和形的归纳两类:(1) 数的归纳包括数的归纳和式子的归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识,如等差数列、等比数列等;(2) 形的归纳主要包括图形数目的归纳和图形变化规律的归纳.17.【解析】由题得所以是奇函数所以函数的图象关于点对称故填解析:7,62⎛⎫- ⎪⎝⎭【解析】 由题得234567()6111111123456x x x x x x g x x x x x x x ++++++-=-+-+-+-+-+-++++++ 111111123456x x x x x x =+++++++++++ 7111111()67777772123456222222g x x x x x x x --=+++++-+-+-+-+-+-+ 7111111()6()5311352222222g x f x x x x x x x --=+++++=---+++ 111111()()531135222222f x f x x x x x x x ∴-=+++++=--------+-+-+所以()f x 是奇函数,所以函数()237126x x x g x x x x +++=++++++的图象关于点7,62⎛⎫- ⎪⎝⎭对称. 故填7,62⎛⎫-⎪⎝⎭. 18.【解析】把二进制数化为十进制数是应填答案 解析:89【解析】把“二进制”数(2)1011001化为“十进制”数是6543012021212001289⨯+⨯+⨯+⨯+++⨯=,应填答案89。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测卷(有答案解析)(1)

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一、选择题1.某快递公司的四个快递点,,,A B C D 呈环形分布(如图所示),每个快递点均已配备快递车辆10辆.因业务发展需要,需将,,,A B C D 四个快递点的快递车辆分别调整为5,7,14,14辆,要求调整只能在相邻的两个快递点间进行,且每次只能调整1辆快递车辆,则A .最少需要8次调整,相应的可行方案有1种B .最少需要8次调整,相应的可行方案有2种C .最少需要9次调整,相应的可行方案有1种D .最少需要9次调整,相应的可行方案有2种2.如图,第(1)个图案由1个点组成,第(2)个图案由3个点组成,第(3)个图案由7个点组成,第(4)个图案由13个点组成,第(5)个图案由21个点组成,……,依此类推,根据图案中点的排列规律,第50个图形由多少个点组成( )A .2450B .2451C .2452D .24533.设ABC ∆的三边长分别为a ,b ,c ,面积为S ,内切圆半径为r ,则()12S r a b c =++.类比这个结论可知:四面体S ABC -的四个面的面积分别为1S ,2S ,3S ,4S ,体积为V ,内切球半径为R ,则V =( )A .()1234R S S S S +++B .()123412R S S S S +++ C .()123413R S S S S +++ D .()123414R S S S S +++ 4.某电影院共有(3000)n n ≤个座位.某天,这家电影院上、下午各演一场电影.看电影的是甲、乙、丙三所中学的学生,三所学校的观影人数分别是985人, 1010人,2019人(同一所学校的学生有的看上午场,也有的看下午场,但每人只能看一-场).已知无论如何排座位,这天观影时总存在这样的一个座位,上、 下午在这个座位上坐的是同一所学校的学生,那么n 的可能取值有( )A .12个B .11个C .10个D .前三个答案都不对5.用反证法证明某命题时,对其结论“a ,b 都是正实数”的假设应为( )A .a ,b 都是负实数B .a ,b 都不是正实数C .a ,b 中至少有一个不是正实数D .a ,b 中至多有一个不是正实数6.下列类比推理正确的是( )A .把()a b c +与x y a +类比,则有x y x y a a a +=+B .把()a a b +与()a a b ⋅+类比,则有()2a ab a a b ⋅+=+⋅C .把()nabc 与)n x y z (++类比,则有)n n n n x y z x y z ++=++( D .把()ab c 与()a b c ⋅⋅类比,则有()()a b c c a b ⋅⋅=⋅⋅7.用数学归纳法证明“l+2+3+…+n 3=632n n +,n ∈N*”,则当n=k+1时,应当在n=k 时对应的等式左边加上( ) A .k 3+1 B .(k 3+1)+(k 3+2)+…+(k+1)3C .(k+1)3D .63(1)(1)2k k +++8.下列推理属于演绎推理的是( ) A .由圆的性质可推出球的有关性质B .由等边三角形、等腰直角三角形的内角和是180°,归纳出所有三角形的内角和都是180°C .某次考试小明的数学成绩是满分,由此推出其它各科的成绩都是满分D .金属能导电,金、银、铜是金属,所以金、银、铜能导电9.用反证法证明“自然数,,a b c 中至多有一个偶数”时,假设原命题不成立,等价于( ) A .,,a b c 没有偶数 B .,,a b c 恰好有一个偶数 C .,,a b c 中至少有一个偶数D .,,a b c 中至少有两个偶数10.利用反证法证明“若220x y +=,则0x =且0y =”时,下列假设正确的是( ) A .0x ≠且0y ≠ B .0x =且0y ≠ C .0x ≠或0y ≠D .0x =或0y =11.在平面直角坐标系中,方程1x ya b+=表示在x 轴、y 轴上的截距分别为,a b 的直线,类比到空间直角坐标系中,在x 轴、y 轴、z 轴上的截距分别为(),,0a b c abc ≠的平面方程为( ) A .1x y z a b c ++= B .1x y z ab bc ca++= C .1xy yz zx ab bc ca++= D .1ax by cz ++=12.“杨辉三角”又称“贾宪三角”,是因为贾宪约在公元1050年首先使用“贾宪三角”进行高次开方运算,而杨辉在公元1261年所著的《详解九章算法》一书中,记录了贾宪三角形数表,并称之为“开方作法本源”图.下列数表的构造思路就源于“杨辉三角”.该表由若干行数字组成,从第二行起,每一行中的数字均等于其“肩上”两数之和,表中最后一行仅有一个数,则这个数是()2017 2016 2015 2014……6 5 4 3 2 14033 4031 4029…………11 9 7 5 38064 8060………………20 16 12 816124……………………36 28 20………………………A.201620172⨯B.201501822⨯C.201520172⨯D.201601822⨯二、填空题13.观察下列等式:请你归纳出一般性结论______.14.“开心辞典”中有这样一个问题:给出一组数,要你根据规律填出后面的第几个数.现给出一组数:11315,,,,228432---,…,则第8个数可以是__________.15.观察下面的数阵,则第40行最左边的数是__________.16.把一数列依次按第一个括号内一个数,第二个括号内两个数,第三个括号内三个数,第四个括号内一个数,……循环分为(1),(3,5),(7,9,11),(13),(15,17),(19,21,23),(25),…,则第100个括号内的数为_________.17.在探究实系数一元二次方程的根与系数的关系时,可按下述方法进行:设实系数一元二次方程22100a x a x a++=……①在复数集C 内的根为1x ,2x ,则方程①可变形为()()2120a x x x x --=, 展开得()222122120a x a x x x a x x -++=.……②比较①②可以得到:11220122a x x a a x x a ⎧+=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩类比上述方法,设实系数一元n 次方程11100nn n n a x a xa x a --++++=(2n ≥且*N n ∈)在复数集C 内的根为1x ,2x ,…,n x ,则这n 个根的积1ni i x ==∏ __________.18.在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=31nn a a + (n ∈N *),可以猜测数列通项a n 的表达式为________.19.面积为S 的平面凸四边形的第i 条边的边长记为(1,2,3,4)i a i =,此四边形内任一点P 到第i 条边的距离记为,若31241234a a a a k ====,则12342234Sh h h h k+++=.类比以上性质,体积为V 的三棱锥的第i 个面的面积记为(1,2,3,4)i S i =,此三棱锥内任一点Q 到第i 个面的距离记为(1,2,3,4)i H i =,若31241234S S S S K ====,则1234234H H H H +++等于_____________. 20.有甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中只有一位获奖,有人走访了四位歌手,甲说“是乙或丙获奖.”乙说:“甲、丙都未获奖.”丙说:“我获奖了”.丁说:“是乙获奖.”四位歌手的话只有两句是对的,则获奖的歌手是__________.三、解答题21.已知{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,11331542,,a b a b a a b ===+=.设,n n n n c a b S =是数列{}n c 的前n 项和.(1)求,n n a b ;(2)试用数学归纳法证明:18(34)2n n S n +=+-⋅.22.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足22n n S a n =+(1)求1a ,2a ,3a 的值,并猜想数列{}n a 的通项公式并用数学归纳法证明; (2)令11n n n b a a +=⋅,求数列{}n b 的前n 项和n T .23.如图,已知点O 是ABC 内任意一点,连接AO 、BO 、CO ,并延长交对边于1A 、1B 、1C ,则1111111OA OB OC AA BB CC ++=,这是平面几何中的一个命题,其证明常采用“面积法”.运用类比猜想点O 是空间四面体A BCD -内的任意一点,连接AO 、BO 、CO 、DO ,并延长分别交面BCD 、ACD 、ABD 、ABC 于点1A 、1B 、1C 、1D ,试写出结论,并加以证明.24.已知()()()2012211+=+-+-n x a a x a x ()()1++-∈nn a x n *N .(1)求0a 及12n n S a a a =+++;(2)试比较n S 与223n n -的大小,并用数学归纳法证明. 25.设a >0,f (x )=axa x+,令a 1=1,a n +1=f (a n ),n ∈N *. (1)写出a 2,a 3,a 4的值,并猜想数列{a n }的通项公式; (2)用数学归纳法证明你的结论. 26.观察下列不等式:413<; 218125+<; 2211121237++<; 2221111612349+++<; ……(1)由上述不等式,归纳出与正整数n 有关的一个一般性结论; (2)用数学归纳法证明你得到的结论.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.D 解析:D 【分析】先阅读题意,再结合简单的合情推理即可得解. 【详解】(1)A→D 调5辆,D→C 调1辆,B→C 调3辆,共调整:5+1+3=9次, (2)A→D 调4辆,A→B 调1辆,B→C 调4辆,共调整:4+1+4=9次, 故选D【点睛】本题考查了阅读能力及简单的合情推理,属中档题.2.B解析:B 【解析】 【分析】设第n 个图案的点的个数为n a ,由图归纳可得()121,1n n a a n n --=--个式子相加,由等差数列的求和公式可得结果. 【详解】设第n 个图案的点的个数为n a ,由题意可得123451,3,7,13,21a a a a a =====, 故213243542,4,6,8,...a a a a a a a a -=-=-=-=, 由此可推得()121n n a a n --=-,以上1n -个式子相加可得:()()()()()2132431...246...21n n a a a a a a a a n --+-+-++-=++++-,化简可得()()()1222112n n n a n n -+--==-,故()11n a n n =-+, 故50504912451a =⨯+=,即第50个图形由2451个点组成,故选B . 【点睛】本题主要考查归纳推理以及等差数列的求和公式,属于中档题.归纳推理的一般步骤: 一、通过观察个别情况发现某些相同的性质. 二、从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题(猜想). 常见的归纳推理分为数的归纳和形的归纳两类:(1) 数的归纳包括数的归纳和式子的归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识,如等差数列、等比数列等;(2) 形的归纳主要包括图形数目的归纳和图形变化规律的归纳.3.C解析:C 【解析】分析:根据平面与空间之间的类比推理,由点类比点或直线,由直线类比直线或平面,由内切圆类比内切球,由平面图形面积类比立体图形的体积,结合求三角形的面积的方法类比求四面体的体积即可.详解:设四面体的内切球的球心为O ,则球心O 到四个面的距离都是R , 所以四面体的体积等于以O 为顶点,分别以四个面为底面的4个三棱锥体积的和. 则四面体的体积为1234123411111()33333A BCD V S R S R S R S R S S S S R -=+++=+++ 故答案为:C.点睛:(1)本题主要考查类比推理和几何体体积的计算,意在考查学生对这些知识的掌握水平和空间想象能力.(2)类比推理是指依据两类数学对象的相似性,将已知的一类数学对象的性质类比迁移到另一类数学对象上去.一般步骤:①找出两类事物之间的相似性或者一致性.②用一类事物的性质去推测另一类事物的性质,得出一个明确的命题(或猜想).4.A解析:A 【解析】分析:由题意要保证三所学校的学生都看一场电影,则2007n ≥,依次验证即可得到答案. 详解:由题意要保证三所学校的学生都看一场电影, 则9851010201920072n ++≥=,当2007n =时,则丙中学的学生2019人中分上、下场至少有12人在同一座位上; 当2008n =时,则丙中学的学生2019人中分上、下场至少有11人在同一座位上;当2018=n 时,则丙中学的学生2019人中分上、下场至少有1人在同一座位上; 当2019n =时,则甲乙丙中学的学生可以没有人在同一座位上; 所以当n 有2007,2008,2009,,2018取法,即有12个取值,故选A.点睛:本题主要考查了适应应用问题,其中解答中正确理解题意,合理选择方法是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力,以及推理与论证能力,试题属于中档试题.5.C解析:C 【解析】分析:“都是”的否定为“不都是”,观察选项只有C 符合.详解:“都是”的否定为“不都是”,故“a ,b 都是正实数”否定为“a ,b 中至少有一个不是正实数”. 故选C.点睛:本题考查命题的否定,属基础题.6.B解析:B 【解析】分析:由题意逐一考查所给命题的真假即可. 详解:逐一考查所给命题的真假:A . 由指数的运算法则可得x y x y a a a +=,原命题错误;B . 由向量的运算法则可知:()2a ab a a b ⋅+=+⋅,原命题正确; C . 由多项式的运算法则可知)n n n n x y z x y z ++≠++(,原命题错误; D . 由平面向量数量积的性质可知()()a b c c a b ⋅⋅≠⋅⋅,原命题错误; 本题选择B 选项.点睛:本题主要考查类比推理及其应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.7.B解析:B 【解析】分析:当项数从n k =到1n k =+时,等式左边变化的项可利用两个式子相减得到。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测题(包含答案解析)(2)

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一、选择题1.某个命题与正整数n 有关,如果当()n k k N +=∈时命题成立,那么可推得当1n k =+时命题也成立. 现已知当8n =时该命题不成立,那么可推得 ( ) A .当7n =时该命题不成立 B .当7n =时该命题成立 C .当9n =时该命题不成立 D .当9n =时该命题成立2.设k 1111S k 1k 2k 32k=+++⋯++++,则1k S +=( ) A .()k 1S 2k 1++B .()k 11S 2k 12k 1++++ C .()k 11S 2k 12k 1+-++ D .()k 11S 2k 12k 1+-++3.演绎推理“因为0'()0f x =时,0x 是()f x 的极值点,而对于函数3()f x x =,'(0)0f =,所以0是函数3()f x x =的极值点.”所得结论错误的原因是( )A .大前提错误B .小前提错误C .推理形式错误D .全不正确4.下列类比推理正确的是( )A .把()a b c +与x y a +类比,则有x y x y a a a +=+B .把()a a b +与()a a b ⋅+类比,则有()2a ab a a b ⋅+=+⋅C .把()nabc 与)n x y z (++类比,则有)n n n n x y z x y z ++=++( D .把()ab c 与()a b c ⋅⋅类比,则有()()a b c c a b ⋅⋅=⋅⋅5.若实数,,a b c 满足1a b c ++=,给出以下说法:①,,a b c 中至少有一个大于13;②,,a b c 中至少有一个小于13;③,,a b c 中至少有一个不大于1;④,,a b c 中至少有一个不小于14.其中正确说法的个数是( ) A .3B .2C .1D .06.“干支纪年法”是中国历法上自古以来使用的纪年方法,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸被称为“十天干”,子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥叫做“十二地支”.“天干”以“甲”字开始,“地支”以“子”字开始,两者按干支顺序相配,组成了干支纪年法,其相配顺序为:甲子、乙丑、丙寅,…,癸酉,甲戌,乙亥,丙子,…,癸未,甲申、乙酉、丙戌,…,癸巳,…,共得到60个组成,周而复始,循环记录,2014年是“干支纪年法”中的甲午年,那么2020年是“干支纪年法”中的( ) A .乙亥年B .戊戌年C .庚子年D .辛丑年7.甲、乙、丙三人参加某公司的面试,最终只有一人能够被该公司录用,得到面试结果以后甲说:丙被录用了;乙说:甲被录用了;丙说:我没被录用.若这三人中仅有一人说法错误,则下列结论正确的是( ) A .丙被录用了 B .乙被录用了C .甲被录用了D .无法确定谁被录用了8.用反证法证明“自然数,,a b c 中至多有一个偶数”时,假设原命题不成立,等价于( ) A .,,a b c 没有偶数 B .,,a b c 恰好有一个偶数 C .,,a b c 中至少有一个偶数 D .,,a b c 中至少有两个偶数9.“因为e 2.71828=是无限不循环小数,所以e 是无理数”,以上推理的大前提是( )A .实数分为有理数和无理数B .e 不是有理数C .无限不循环小数都是无理数D .无理数都是无限不循环小数 10.定义*A B ,*B C ,*C D ,*D A 的运算分别对应下面图中的⑴,⑵,⑶,⑷,则图中⑸,⑹对应的运算是( )A .*B D ,*A D B .*B D ,*AC C .*B C ,*AD D .*C D ,*A D11.由圆心与弦(非直径)中点的连线垂直于弦,想到球心与截面圆(不经过球心的小截面圆)圆心的连线垂直于截面,用的是( )A .类比推理B .三段论推理C .归纳推理D .传递性推理 12.已知222233+=333388+=44441515+=m m m mt t+=()*,2m t N m ∈≥且,若不等式30m t λ--<恒成立,则实数λ的取值范围为( ) A .)22,⎡+∞⎣B .(,22-∞C .(),3-∞D .[1,3]二、填空题13.记I 为虚数集,设,,,a b R x y I ∈∈,则下列类比所得的结论正确的是__________.①由·a b R ∈,类比得·x y I ∈ ②由20a ≥,类比得20x ≥③由()2222a b a ab b +=++,类比得()2222x y x xy y +=++④由0,a b a b +>>-,类比得0,x y x y +>>-14.已知M ,N 是双曲线2212x y -=上关于原点对称的两点,点P 是该双曲线上的任意一点.若直线PM ,PN 的斜率都存在,则PM PN k k ⋅的值为定值.试类比上述双曲线的性质,得到椭圆2212x y +=的一个类似性质为:设M ,N 是椭圆2212x y +=上关于原点对称的两点,点P 是椭圆上的任意一点.若直线PM ,PN 的斜率都存在,则PM PN k k ⋅的值为定值,该定值为__________.15.(2016·开封联考)如图所示,由曲线y =x 2,直线x =a ,x =a +1(a >0)及x 轴围成的曲边梯形的面积介于相应小矩形与大矩形的面积之间,即1222(1)a aa x dx a +<<+⎰.运用类比推理,若对∀n ∈N *,111111122121A n n n n n n +++<<++++++-恒成立,则实数A =________.16.在平面几何中,正三角形ABC 的内切圆半径为1r ,外接圆半径为2r ,则1212r r =,推广到空间可以得到类似结论:已知正四面体P ABC -的内切球半径为1R ,外接球半径为2R ,则12R R =__________. 17.观察下列不等式: (1)221sin cos 1αα≤≤+ (2)441sin cos 12αα≤≤+ (3)661sin cos 14αα≤≤+ …… …… …… …… …… ……由此规律推测,第n 个不等式为:__________. 18.观察下面一组等式:11S =,22349S =++=, 33456725S =++++=, 44567891049S =++++++=,......根据上面等式猜测()()2143n S n an b -=-+,则22a b += __________. 19.观察下列式子:,,,,…,根据以上规律,第个不等式是_________.20.有甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中只有一位获奖,有人走访了四位歌手,甲说“是乙或丙获奖.”乙说:“甲、丙都未获奖.”丙说:“我获奖了”.丁说:“是乙获奖.”四位歌手的话只有两句是对的,则获奖的歌手是__________.三、解答题21.将下列问题的解答过程补充完整.依次计算数列1,121++,12321++++,1234321++++++,…的前四项的值,由此猜测123(1)(1)321n a n n n =++++-++-++++的有限项的表达式,并用数学归纳法加以证明. 解:计算 11=,1214++=,12321++++= ① , 1234321++++++= ② ,由此猜想123(1)(1)321n a n n n =++++-++-++++= ③ .(*)下面用数学归纳法证明这一猜想.(i )当1n =时,左边1=,右边1=,所以等式成立. (ⅱ)假设当(,1)n k k k *=∈N ≥时,等式成立,即 123(1)(1)321k a k k k =++++-++-++++= ④ .那么,当1n k =+时,1k a += ⑤k a =+ ⑥= ⑦ .等式也成立.根据(i )和(ⅱ)可以断定,(*)式对任何n *∈N 都成立.22.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足1n a ≥,且()241n n S a =+,n N +∈.(1)求1a ,2a ,3a 的值;(2)猜想数列{}n a 的通项公式,并用数学归纳法予以证明.23.如图,已知点O 是ABC 内任意一点,连接AO 、BO 、CO ,并延长交对边于1A 、1B 、1C ,则1111111OA OB OC AA BB CC ++=,这是平面几何中的一个命题,其证明常采用“面积法”.运用类比猜想点O 是空间四面体A BCD -内的任意一点,连接AO 、BO 、CO 、DO ,并延长分别交面BCD 、ACD 、ABD 、ABC 于点1A 、1B 、1C 、1D ,试写出结论,并加以证明.24.已知函数()()211xx f x a a x -=+>+. (1)判断()f x 在()1,-+∞上的单调性并证明; (2)用适当的方法证明方程()0f x =没有负根.25.已知数列{}n x 满足1111,,21n nx x x +==+其中n *∈N . (Ⅰ)写出数列{}n x 的前6项;(Ⅱ)猜想数列2{}n x 的单调性,并证明你的结论. 26.已知数列11111,,,,,12233445(1)n n ⨯⨯⨯⨯⨯+,…的前n 项和为n S .(1)计算1234,,,S S S S 的值,根据计算结果,猜想n S 的表达式; (2)用数学归纳法证明(1)中猜想的n S 表达式.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.A 解析:A 【解析】分析:利用互为逆否的两个命题同真同假的原来,当()P n 对n k =不成立时,则对1n k =-也不成立,即可得到答案.详解:由题意可知,原命题成立的逆否命题成立,命题()P n 对8n =不成立时,则()P n 对7n =也不成立, 否则当7n =时命题成立,由已知必推得8n =也成立, 与当8n =时命题不成立矛盾,故选A .点睛:本题主要考查了数学归纳法以及归纳法的性质,互为逆否的两个命题同真同假的性质应用,其中正确四种命题的关系是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,属于基础题.2.C解析:C 【解析】分析:由题意将k 替换为1k +,然后和k S 比较即可. 详解:由题意将k 替换为1k +,据此可得:()()()()1111111121321k S k k k k +=+++++++++++()111123421k k k k =++++++++()11111123422121k k k k k k =+++++++++++ ()111111111234221211k k k k k k k k =+++++++-+++++++ ()1111111123422121k k k k k k k =++++++-++++++ ()112121k S k k =+-++. 本题选择C 选项.点睛:本题主要考查数学归纳法中由k 到k +1的计算方法,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.3.A解析:A 【解析】分析:要分析一个演绎推理是否正确,主要观察所给的大前提,小前提和结论及推理形式是否都正确,根据这几个方面都正确,才能得到这个演绎推理正确.根据三段论进行判断即可得到结论.详解:演绎推理““因为()0'0f x =时,0x 是()f x 的极值点,而对于函数()3f x x =,()'00f =,所以0是函数()3f x x =的极值点.”中,大前提:()0'0f x =时,f x '()在0x 两侧的符号如果不相反,则0x 不是()f x 的极值点,故错误,故导致错误的原因是:大前提错误, 故选:A .点睛:本题考查演绎推理,考查学生分析解决问题的能力,属于基础题4.B解析:B 【解析】分析:由题意逐一考查所给命题的真假即可. 详解:逐一考查所给命题的真假:A . 由指数的运算法则可得x y x y a a a +=,原命题错误;B . 由向量的运算法则可知:()2a ab a a b ⋅+=+⋅,原命题正确; C . 由多项式的运算法则可知)n n n n x y z x y z ++≠++(,原命题错误; D . 由平面向量数量积的性质可知()()a b c c a b ⋅⋅≠⋅⋅,原命题错误; 本题选择B 选项.点睛:本题主要考查类比推理及其应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.5.B解析:B 【解析】分析:根据反证法思想方法,可判定③④是正确的,通过举例子,可判定①②是错误的. 详解:由题意,,a b c 满足1a b c ++=, 则在①、②中,当13a b c ===时,满足1a b c ++=,所以命题不正确; 对于③中,假设,,a b c 三个数列都大于1,则1a b c ++>,这与已知条件是矛盾的,所以假设不成立,则,,a b c 中失少有一个不大于1,所以是正确的; 对于④中,假设,,a b c 三个数列都小于14,则1a b c ++<,这与已知条件是矛盾的,所以假设不成立,则,,a b c 中失少有一个不小于14,所以是正确的; 综上可知,正确的命题由两个,故选B.点睛:本题主要考查了 命题个数的真假判定,其中解答中涉及反证法的思想的应用,着重考查了分析问题和解答问题的能力.6.C解析:C 【解析】2015年是“干支纪年法”中的乙未年,2016年是“干支纪年法”中的丙申年,那么2017年是“干支纪年法”中的丁酉年,2018是戊戌年,2019年是己亥年,以此类推记得到2020年是庚子年. 故答案为C .7.C解析:C 【分析】假设若甲被录用了,若乙被录用了,若丙被录用了,再逐一判断即可. 【详解】解:若甲被录用了,则甲的说法错误,乙,丙的说法正确,满足题意, 若乙被录用了,则甲、乙的说法错误,丙的说法正确,不符合题意, 若丙被录用了,则乙、丙的说法错误,甲的说法正确,不符合题意, 综上可得甲被录用了, 故选:C. 【点睛】本题考查了逻辑推理能力,属基础题.8.D解析:D 【解析】“至多一个”的反面是“至少2个”所以原命题等价命题是“a,b,c 中至少有两个偶数 ”选D.9.C解析:C 【解析】由题意得: 大前提是无限不循环小数都是无理数,选C.10.B解析:B 【解析】由图知,A 表示圆,B 表示三角形,C 表示竖线,D 表示矩形,()5∴表示B D *,()6表示A C *,故选B.11.A解析:A【解析】将平面几何问题推广为空间几何的问题,利用了类比推理. 本题选择A 选项.点睛:在进行类比推理时,不仅要注意形式的类比,还要注意方法的类比,且要注意以下两点:①找两类对象的对应元素,如:三角形对应三棱锥,圆对应球,面积对应体积等等;②找对应元素的对应关系,如:两条边(直线)垂直对应线面垂直或面面垂直,边相等对应面积相等.12.C解析:C 【解析】分析:由等式归纳得出m 和t 的关系,从而得出关于m 的恒等式,利用函数单调性得出最小值即可得出λ的范围.=21t m =-, 30m t λ--<恒成立,即220m m λ--<恒成立,m N *∈且2m ≥,222m m m mλ+∴<=+.令()2f m m m =+,()221f m m ='-,2m ≥,()0f m ∴'>,()f m ∴单调递增,∴当2m =时,()f m 取得最小值()23f =,3λ∴<.故选:C.点睛:若f (x )≥a 或g (x )≤a 恒成立,只需满足f (x )min ≥a 或g (x )max ≤a 即可,利用导数方法求出f (x )的最小值或g (x )的最大值,从而问题得解.二、填空题13.③【解析】分析:在数集的扩展过程中有些性质是可以传递的但有些性质不能传递因此要判断类比的结果是否正确关键是要在新的数集里进行论证当然要想证明一个结论是错误的也可直接举一个反例要想得到本题的正确答案可解析:③ 【解析】分析:在数集的扩展过程中,有些性质是可以传递的,但有些性质不能传递,因此,要判断类比的结果是否正确,关键是要在新的数集里进行论证,当然要想证明一个结论是错误的,也可直接举一个反例,要想得到本题的正确答案,可对3个结论逐一进行分析,不难解答.详解:A :由a•b ∈R ,不能类比得x•y ∈I ,如x=y=i ,则xy=﹣1∉I ,故①不正确; B :由a 2≥0,不能类比得x 2≥0.如x=i ,则x 2<0,故②不正确; C :由(a+b )2=a 2+2ab+b 2,可类比得(x+y )2=x 2+2xy+y 2.故③正确;D :若x ,y ∈I ,当x=1+i ,y=﹣i 时,x+y >0,但x ,y 是两个虚数,不能比较大小.故④错误故4个结论中,C 是正确的. 故答案为:③.点睛:类比推理的一般步骤是:(1)找出两类事物之间的相似性或一致性;(2)用一类事物的性质去推测另一类事物的性质,得出一个明确的命题(猜想).但类比推理的结论不一定正确,还需要经过证明.14.【解析】分析:利用斜率公式可得利用点差法可得结果详解:设则②①②-①可得故故答案为点睛:本题主要考查斜率公式与点差法的应用属于中档题利用点差法解题步骤为:①设点(即设出弦的两端点坐标);②代入(即代 解析:12-【解析】分析:利用斜率公式可得22212221PM PNy y k k x x -⋅=-,利用“点差法”可得结果. 详解:设()()1122,,,M x y P x y ,则()11,N x y --,2221212122212121PM PNy y y y y y k k x x x x x x -+-∴⋅=⋅=-+-, 2211+121x y =,②2222121x y +=,① ∴②-①可得2221222112y y x x -=--,故12PM PN k k ⋅=-,故答案为12-. 点睛:本题主要考查斜率公式与“点差法”的应用,属于中档题. 利用“ 点差法”解题步骤为:①设点(即设出弦的两端点坐标);②代入(即代入圆锥曲线方程);③作差(即两式相减,再用平方差公式分解因式);④整理(即转化为斜率与中点坐标的关系式),然后求解.15.【解析】令依据类比推理可得A1=dx =ln(n +1)-lnnA2=dx =ln(n +2)-ln(n +1)…An =dx =ln(2n)-ln(2n -1)所以A =A1+A2+…+An =ln(n +1)-lnn 解析:ln 2【解析】 令12111111,,,121221n A A A n n n n n n <<<<<<+++-, 依据类比推理可得A 1=11n nx +⎰d x =ln(n +1)-ln n ,A 2=211n n x ++⎰d x =ln(n +2)-ln(n +1),…,A n =2211nn x -⎰d x =ln(2n )-ln(2n -1),所以A =A 1+A 2+…+A n =ln(n +1)-ln n +ln(n +2)-ln(n +1)+…+ln(2n )-ln(2n -1)=ln(2n )-ln n =ln 2.16.【解析】从平面图形类比空间图形从二维类比三维可得出如下结论:正四面体的外接球和内切球半径之经是3:1所以填解析:13【解析】从平面图形类比空间图形,从二维类比三维,可得出如下结论:正四面体的外接球和内切球半径之经是3:1.所以填13。

最新北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(包含答案解析)(1)

最新北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(包含答案解析)(1)

一、选择题1.古希腊著名的毕达哥拉斯学派把1、3、6、10…这样的数称为“三角形数”,而把1、4、9、16…这样的数称为“正方形数”.从下图中可以发现,任何一个大于1的“正方形数”都可以看作两个相邻“三角形数”之和.下列等式中,符合这一规律的是 ( )A .B .C .D .2.观察2'()2x x =,4'3()4x x =,'(cos )sin x 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 xB .()f x -C .()g xD .()g x -3.观察如图中各多边形图案,每个图案均由若干个全等的正六边形组成,记第n 个图案中正六边形的个数是()f n .由(1)1f =,(2)7f =,(3)19f ,…,可推出(10)f =( ) A .271B .272C .273D .2744.一位数学老师在黑板上写了三个向量(,2)a m =,(1,)b n =,(4,4)c =-,其中m ,n 都是给定的整数.老师问三位学生这三个向量的关系,甲回答:“a 与b 平行,且a 与c 垂直”,乙回答:“b 与c 平行”,丙回答:“a 与c 不垂直也不平行”,最后老师发现只有一位学生判断正确,由此猜测m ,n 的值不可能为( ) A .3m =,2n =B .2m =-,1n =-C .2m =,1n =D .2m n ==-5.德国数学家科拉茨1937年提出了一个著名的猜想:任给一个正整数n ,如果n 是偶数,就将它减半(即2n);如果n 是奇数,则将它乘3加1(即3n+1),不断重复这样的运算,经过有限步后,一定可以得到1. 对于科拉茨猜想,目前谁也不能证明,也不能否定,现在请你研究:如果对正整数n (首项)按照上述规则施行变换后的第8项为1(注:l 可以多次出现),则n 的所有不同值的个数为 A .4 B .6C .8D .326.数列0,75-,135,6317-,…的一个通项公式是( )A .()312111n n n +--+ B .()32111nn n --+C .()312111n n n ---- D .()32111nn n ---7.我国的《洛书》中记载着世界上最古老的一个幻方:将1,2,...,9填入33⨯的方格内,使三行、三列、两对角线的三个数之和都等于15 (如图).一般地,将连续的正整数1,2,3,…,2n 填入n n ⨯的方格内,使得每行、每列、每条对角线上的数的和相等,这个正方形就叫做n 阶幻方.记n 阶幻方的一条对角线上数的和为n N (如:在3阶幻方中,315N =),则10N =( )A .1020B .1010C .510D .5058.袋子里有编号为2,3,4,5,6的五个球,某位教师从袋中任取两个不同的球. 教师把所取两球编号的和只告诉甲,其乘积只告诉乙,让甲、乙分别推断这两个球的编号. 甲说:“我无法确定.” 乙说:“我也无法确定.”甲听完乙的回答以后,甲又说:“我可以确定了.” 根据以上信息, 你可以推断出抽取的两球中 A .一定有3号球B .一定没有3号球C .可能有5号球D .可能有6号球9.用数学归纳法证明“11112321n++++- ”时,由(1)n k k =>不等式成立,推证1n k =+时,左边应增加的项数是( )A .12k -B .21k -C .2kD .21k +10.一次猜奖游戏中,1,2,3,4四扇门里摆放了a ,b ,c ,d 四件奖品(每扇门里仅放一件).甲同学说:1号门里是b ,3号门里是c ;乙同学说:2号门里是b ,3号门里是d ;丙同学说:4号门里是b ,2号门里是c ;丁同学说:4号门里是a ,3号门里是c .如果他们每人都猜对了一半,那么4号门里是( ) A .aB .bC .cD .d11.数学老师给同学们出了一道证明题,以下四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,甲:我不会证明;乙:丙会证明;丙:丁会证明;丁:我不会证明.根据以上条件,可以判定会证明此题的人是( ) A .甲B .乙C .丙D .丁12.已知,,(0,2)a b c ∈,则(2),(2),(2)a b b c c a ---中( ) A .至少有一个不小于1B .至少有一个不大于1C .都不大于1D .都不小于1二、填空题13.已知1111()1232f n n n n n=+++++++,则()(1)f k f k +=+_________. 14.类比初中平面几何中“面积法”求三角形内切圆半径的方法,可以求得棱长为a 的正四面体的内切球半径为__________.15.36的所有正约数之和可按如下方法得到:因为223623=⨯,所以36的所有正约数之和为22(133)(22323)++++⨯+⨯22222(22323)(122)++⨯+⨯=++2(133)91++=,参照上述方法,可得100的所有正约数之和为__________.16.某次高三英语听力考试中有5道选择题,每题1分,每道题在三个选项中只有一个是正确的.下表是甲、乙、丙三名同学每道题填涂的答案和这5道题的得分:1 2 3 4 5 得分甲 4 乙 3 丙2则甲同学答错的题目的题号是__________.17.如图所示为计算机科学中的蛇形模型,则第20行从左到右第4个数字为__________.18.观察下列不等式: (1)221sin cos 1αα≤≤+ (2)441sin cos 12αα≤≤+ (3)661sin cos 14αα≤≤+ …… …… …… …… …… ……由此规律推测,第n 个不等式为:__________.19.黑白两种颜色的正六边形地面砖按如图的规律拼成若干个图案:则第个图案中有白色地面砖__________________块. 20.给出下列等式:;;,由以上等式推出一个一般结论: 对于=________________________.三、解答题21.设数列{}n x 各项均为正数,且满足()22221222,n x x x n n n N ++++=+∈,(1)求数列{}n x 的通项公式n x ;(2)已知122311113n n x x x x x x ++++=+++,求n ;(3)试用数学归纳法证明:2122312(1)1n n x x x x x x n +⎡⎤+++<+-⎣⎦.22.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足22n n S a n =+(1)求1a ,2a ,3a 的值,并猜想数列{}n a 的通项公式并用数学归纳法证明; (2)令11n n n b a a +=⋅,求数列{}n b 的前n 项和n T .23.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且20S =,()*2n n S n na n N +=∈.(1)试写出数列{}n a 的任意前后两项(即n a 、1n a +)构成的等式; (2)用数学归纳法证明:()*23n a n n N=-∈.24.设f (x )=3ax 2+2bx+c ,若a+b+c=0,f (0)>0,f (1)>0,求证:a >0且﹣2<<﹣1.25.正项数列{}n a 的前n 项和n S 满足1n n a S n =-. (Ⅰ)求1a ,2a ,3a ;(Ⅱ)猜想{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明. 26.已知集合{}0,1A =,{}()11,lg ,20=->aB a a a ,请用反证法证明:{}1AB ≠.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【分析】 结合题意可知,代入数据,即可.【详解】A 选项,13不满足某个数的平方,故错误;B 选项,,故错误;C 选项,故正确;D 选项,,故错误.故选C. 【点睛】本道题考查了归纳推理,关键抓住利用边长点数计算总点数,难度中等.2.D解析:D 【解析】由归纳推理可知偶函数的导数是奇函数,因为()f x 是偶函数,则()()g x f x '=是奇函数,所以()()g x g x -=-,应选答案D .3.A解析:A 【分析】观察图形,发现,第一个图案中有一个正六边形,第二个图案中有7个正六边形;… 根据这个规律,即可确定第10个图案中正六边形的个数. 【详解】由图可知,()11f =,()212667f =+⨯-=, ()()312362619f =++⨯-⨯=, ()()212362619f =++⨯-⨯=, ()()4123463637f =+++⨯-⨯=,…()()101234...10696271.f =+++++⨯-⨯=故选A.【点睛】此类题要能够结合图形,发现规律:当2n ≥时,()()()161.f n f n n --=-4.D解析:D 【解析】分析:讨论三种情况,甲判断正确,乙、丙判断不正确;乙判断正确,甲、丙判断不正确;丙判断正确,甲、乙判断不正确,由向量平行和垂直的条件,解方程结合选项即可得到结论.详解:若甲判断正确,乙、丙判断不正确, 可得2mn =且480m -+=,解得2,1m n ==, 则()()()2,2,1,1,4,4a b c ===-, 可得b 与c 不平行,a 与c 垂直, 则乙、丙判断不正确符合题意; 若判断正确,甲、丙判断不正确,可得44n -=且480m -+=且48m =-,解得2,1m n ==-或2,1m n =-=-, 则()()()2,2,1,1,4,4a b c ==-=- 或()()()2,2,1,1,4,4a b c =-=-=- 可得b 与c 不平行,a 与c 垂直, 则甲、丙判断不正确,符合题意; 若丙判断正确,甲、乙判断不正确, 可得480m -+≠且48m ≠-且44n -≠ 解得2m ≠且2m ≠-且1n ≠-,则3,2m n ==成立;2,1m n =-=-也成立;2,1m n ==也成立.2m n ==-,则甲乙丙判断均错. 故选D.点睛:本题考查向量的平行和垂直的坐标表示,考查判断能力和运算能力,以及推理能力.5.B解析:B 【解析】分析:利用第八项为1出发,按照规则,逆向逐项即可求解n 的所有可能的取值. 详解:如果正整数n 按照上述规则施行变换后第八项为1, 则变换中的第7项一定为2, 变换中的第6项一定为4,变换中的第5项可能为1,也可能是8, 变换中的第4项可能是2,也可能是16,变换中的第4项为2时,变换中的第3项是4,变换中的第2项是1或8,变换中的第1项是2或6,变换中的第4项为16时,变换中的第3项是32或5,变换中的第2项是64或108,变换中的第1项是128或21或20,或3,则n的所有可能的取值为2,3,16,20,21,128,共6个,故选B.点睛:本题主要考查了归纳推理的应用,其中解答中正确理解题意,利用变换规则,进行逆向逐项推理、验证是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,试题有一定的难度,属于中档试题.6.A解析:A【解析】在四个选项中代n=2,选项B,D是正数,不符,A选项值为75-,符合,C选项值为73-,不符.所以选A.【点睛】对于选择题的选项是关于n的关系式,可以考虑通过赋特殊值检验法,来减少运算,或排除选项.7.D解析:D【解析】n阶幻方共有2n个数,其和为()222112...,2n nn n++++=阶幻方共有n行,∴每行的和为()()2221122n nn nn++=,即()()2210110101,50522nn nN N+⨯+=∴==,故选D.8.D解析:D【解析】甲说:“我无法确定.”说明两球编号的和可能为7包含(2,5),(3,4),可能为8包含(2,6),(3,5),可能为9包含(3,6),(2,7)乙说:“我无法确定.”说明两球编号的乘积为12包含(3,4)或(2 ,6)根据以上信息,可以推断出抽取的两球中可能有6号球故选D点睛:本题是一道通俗易懂的合情推理题目,主要考查同学们的逻辑思维能力和推理能力,问题难度不大,认真审题是关键.9.C解析:C【解析】左边的特点:分母逐渐增加1,末项为121n -; 由n=k ,末项为121k -到n=k+1,末项为11121212k k k+=--+, ∴应增加的项数为2k . 故选C .10.A解析:A 【解析】由题意得,甲同学说:1号门里是b ,3号门里是c ,乙同学说:2号门里是b ,3号门里是d ;丙同学说:4号门里是b ,2号门里是c ;丁同学说:4号门里是a ,3号门里是cc ,若他们每人猜对了一半,则可判断甲同学中1号门中是b 是正确的;乙同学说的2号门中有d 是正确的;并同学说的3号门中有c 是正确的;丁同学说的4号门中有a 是正确的,则可判断在1,2,3,4四扇门中,分别存有,,,b d c a ,所以4号门里是a ,故选A. 点睛:本题主要考查了归纳推理问题,通过具体事例,根据各位同学的说法给出判断,其中正确理解题意,合理作出推理是解答此类问题的关键,同时注意仔细审题,认真梳理.11.A解析:A 【解析】四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,丙:丁会证明;丁:我不会证明,所以丙与丁中有一个是正确的;若丙说了真话,则甲必是假话,矛盾;若丁说了真话,则甲说的是假话,甲就是会证明的那个人,符合题意,以此类推,即可得到甲说真话,故选A.12.B解析:B 【分析】用反证法证明,假设同时大于1,推出矛盾得出结果 【详解】假设()21a b ->,()21b c ->,()21c a ->, 三式相乘得()()()2221a b b c c a -⋅-⋅->,由()02a b c ,,,∈,所以()220212a a a a -+⎛⎫<-≤= ⎪⎝⎭,同理()21b b -≤,()21c c -≤,则()()()2221a a b b c c -⋅-⋅-≤与()()()2221a b b c c a -⋅-⋅->矛盾,即假设不成立,所以()()()222a b b c c a ---,,不能同时大于1,所以至少有一个不大于1, 故选B 【点睛】本题考查的是用反证法证明数学命题,把要证的结论进行否定,在此基础上推出矛盾,是解题的关键,同时还运用了基本不等式,本题较为综合二、填空题13.【分析】根据题意共有项且各项的分母从变到故得到的代数式再用表示【详解】故答案为【点睛】本题主要考查了数学归纳法的应用考查了数列的递推式解题时要认真审题仔细解答注意公式的灵活运用 解析:11121221k k k +-+++ 【分析】根据题意()f k 共有k 项且各项的分母从1k +变到2k ,故得到()1f k +的代数式,再用()f k 表示【详解】()11111232f n n n n n =+++++++, ()11111232f k k k k k∴=+++++++ ()()()()()1111111121321f k k k k k +=+++++++++++111112342122k k k k k =++++++++++()11121221f k k k k =++-+++ 故答案为11121221k k k +-+++ 【点睛】本题主要考查了数学归纳法的应用,考查了数列的递推式,解题时要认真审题,仔细解答,注意公式的灵活运用.14.【解析】分析:先根据类比将正四面体分割成四个小三棱锥再根据体积关系求内切球半径详解:设正四面体的内切球半径为各面面积为所以点睛:等积法的前提是几何图形(或几何体)的面积(或体积)通过已知条件可以得到【解析】分析:先根据类比将正四面体分割成四个小三棱锥,再根据体积关系求内切球半径. 详解:设正四面体的内切球半径为r ,各面面积为S , 所以114334hh S r S r ⨯⨯=⨯⨯⨯∴===.点睛:等积法的前提是几何图形(或几何体)的面积(或体积)通过已知条件可以得到,利用等积法可以用来求解几何图形的高或几何体的高或内切球的半径,特别是在求三角形的高和三棱锥的高时,这一方法回避了通过具体作图得到三角形(或三棱锥)的高,而通过直接计算得到高的数值.15.217【分析】根据题意类比36的所有正约数之和的方法分析100的所有正约数之和为(1+2+221+5+52)计算可得答案【详解】根据题意由36的所有正约数之和的方法:100的所有正约数之和可按如下方解析:217【分析】根据题意,类比36的所有正约数之和的方法,分析100的所有正约数之和为(1+2+22)(1+5+52),计算可得答案.【详解】根据题意,由36的所有正约数之和的方法:100的所有正约数之和可按如下方法得到:因为100=22×52,所以100的所有正约数之和为(1+2+22)(1+5+52)=217.可求得100的所有正约数之和为217;故答案为:217.【点睛】本题考查简单的合情推理应用,关键是认真分析36的所有正约数之和的求法,并应用到100的正约数之和的计算.16.5【解析】根据表格得到甲同学答错的是第五题乙同学答错的是第三个和第五个丙同学答错的是第一个三个五个故第五题的正确的答案为:A故答案为(1)5(2)A解析:5【解析】根据表格得到甲同学答错的是第五题,乙同学答错的是第三个和第五个,丙同学答错的是第一个三个,五个.故第五题的正确的答案为:A.故答案为(1). 5 (2). A.17.194【解析】由题意得前行共有个数第行最左端的数为第行从左到右第个数字为点睛:本题非常巧妙的将数表的排列问题和数列融合在一起首先需要读懂题目所表达的具体含义以及观察所给定数列的特征进而判断出该数列的解析:194【解析】由题意得,前19行共有19(119)1902+=个数,第19行最左端的数为190,第20行从左到右第4个数字为194.点睛:本题非常巧妙的将数表的排列问题和数列融合在一起,首先需要读懂题目所表达的具体含义,以及观察所给定数列的特征,进而判断出该数列的通项和求和,另外,本题的难点在于根据数表中的数据归纳数列的知识,利用等差数列的通项公式及前n 项和公式求解,体现了用方程的思想解决问题.18.【解析】观察已知的三个不等式:第1个不等式:;第2个不等式;第3个不等式:由此规律推测第个不等式为故答案为点睛:本题考查了合情推理的归纳推理;关键是发现已知等式与序号之间的关系总结归纳规律;归纳推理 解析:2211sin cos 12n n n αα-≤+≤ 【解析】观察已知的三个不等式:第1个不等式:1121211sin cos 12αα-⨯⨯⎛⎫≤+≤ ⎪⎝⎭;第2个不等式2122221sincos12αα-⨯⨯⎛⎫≤+≤ ⎪⎝⎭;第3个不等式:3132321sin cos 12αα-⨯⨯⎛⎫≤+≤ ⎪⎝⎭,由此规律推测,第n 个不等式为2211sin cos 12n nn αα-≤+≤,故答案为2211sin cos 12n nn αα-≤+≤. 点睛:本题考查了合情推理的归纳推理;关键是发现已知等式与序号之间的关系,总结归纳规律;归纳推理一般步骤:(1)对有限的资料进行观察、分析、归纳、整理;(2)提出带有规律性的结论,即猜想;(3)检验猜想.19.4n+2【解析】解:观察分析图案得到规律第1个第2个第3个…个图案有白色地板砖分别是61014…个组成一个公差是4首项为6的等差数列因此第n 个图案中有白色地面砖有6+(n-1)×4=6+4n-4=4解析:4n+2 【解析】解:观察、分析图案,得到规律,第1个、第2个,第3个…个图案有白色地板砖分别是6,10,14…个,组成一个 公差是4,首项为6的等差数列.因此第n 个图案中有白色地面砖有6+(n-1)×4=6+4n-4=4n+2. 故答案为4n+2.20.1-【解析】解:根据已知的表达式可以观察归纳得到=1-解析:1-1(1)2nn +⋅.【解析】解:根据已知的表达式可以观察归纳得到=1-三、解答题21.(1)*2,n x n n N =∈;(2)48;(3)证明见解析. 【分析】(1)先根据和项与通项关系求得2n x ,解得n x ; (2)利用裂项相消法化简条件,解得结果;(3)先证明1n =成立,再根据n k =成立推导1n k =+成立即可. 【详解】(1)当2n ≥时222222221212122,2(1)2(1),n n x x x n n x x x n n -+++=++++=-+-所以222222(1)2(1)4n n n n n x n =+----=当1n =时221224,402n n n x x nx x n =+=∴=>∴=(2)111(1)2221n n n n x x n n +==++++所以122311111111(21)(32)(1)(11)32222n n n n n x x x x x x ++++=-+-+++-=+=+++解得48n =;(3)①当1n =时, 212222232[(11)1]x x =⨯⨯=+-,即1n =时,结论成立; ②假设当,(1,)n k k k Z =≥∈时,结论成立,即2122312(1)1k k x x x x x x k +⎡⎤+++<+-⎣⎦当1n k =+时, 21212122312(1)1k k k k k k x x x x x x x x x k x ++++++⎡⎤+++<+⎣⎦+-因为21224122(2(1)12(212)3)k k x k x k k k k ++⎡⎤⎡⎤+-+-+=++⎣⎦++⎣⎦22222(41282(2)12(2)14129)k k k k k k =++++⎡⎤⎡⎤+-+-+⎣<⎦⎣⎦即当1n k =+时, 结论成立; 由①②得,2122312(1)1n n x x x x x x n +⎡⎤+++<+-⎣⎦【点睛】本题考查根据和项求通项、裂项相消法求和、数学归纳法证明不等式,考查综合分析论证与求解能力,属中档题.22.(1)11a =,22a =,33a =,猜想n a n =,见解析;(2)1n nT n =+ 【分析】(1)分别计算1a ,2a ,3a ,猜想得n a ,然后依据数学归纳法的证明步骤,可得结果. (2)根据(1)得n b ,然后利用裂项相消法,可得结果.【详解】 (1)当1n =时,21121S a =+,解得11a =当2n =时,22222S a =+,即()22214a a +=+,得22a =当3n =时,23323S a =+,即()332129a a ++=+,得33a =猜想n a n =,下面用数学归纳法证明: 当1n =时, 11a =,猜想成立 假设当(N n k k +=∈时,猜想成立, 即k a k =, (1)2k k k S +=, 则当1n k =+时, 2112(1)k k S a k ++=++,∴()2112(1)k k k S a a k +++=++,221(1)2(1)(1)1k k a k S k k k k +∴=+-=+-+=+,所以猜想成立综上所述, 对于任意N n +∈,n a n =均成立. (2)由(1)得111(1)1n b n n nn所以11111112231n T n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++- ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭则1111n nT n n =-=++ 【点睛】本题考查数学归纳法证明方法以及裂项相消法求和,熟练掌握数学归纳法的步骤,同时对常用的求和方法要熟悉,属基础题.23.(1)()111n n n a na +-=+;(2)证明见解析. 【分析】(1)由2n n S n na +=,可得出()11211n n S n n a ++++=+,两式相减,化简即可得出结果;(2)令1n =代入2n n S n na +=求出1a 的值,再由20S =求出2a 的值,可验证1n =和2n =时均满足23n a n =-,并假设当()2,n k k k N *=≥∈时等式成立,利用数学归纳法结合数列{}n a 的递推公式推导出1n k =+时等式也成立,综合可得出结论. 【详解】(1)对任意的n *∈N ,由2n n S n na +=可得()11211n n S n n a ++++=+, 上述两式相减得()11211n n n a n a na +++=+-,化简得()111n n n a na +-=+;(2)①当1n =时,由2n n S n na +=可得1121a a +=,解得11a =-,满足23n a n =-; ②当2n =时,由于2120S a a =+=,则211a a =-=,满足23n a n =-; ③假设当()2,n k k k N*=≥∈时,23nan =-成立,则有23k a k =-,由于()111k k k a ka +-=+,则()()()()212312111231212131111k k k k k k ka k k a k k k k k k +-+--+-+=====-=+-----. 这说明,当1n k =+时,等式23n a n =-也成立. 综合①②③,()*23n a n n N =-∈.【点睛】本题考查数列递推公式的求解,同时也考查了利用数学归纳法证明数列的通项公式,考查计算能力与推理能力,属于中等题. 24.见解析 【解析】试题分析:先将f (0)>0,f (1)>0,利用函数式中的a ,b ,c 进行表示,再结合等式关系利用不等式的基本性质即可得到a 和的范围即可. 证明:f (0)>0,∴c >0, 又∵f (1)>0,即3a+2b+c >0.① 而a+b+c=0即b=﹣a ﹣c 代入①式, ∴3a ﹣2a ﹣2c+c >0,即a ﹣c >0,∴a >c . ∴a >c >0.又∵a+b=﹣c <0,∴a+b <0. ∴1+<0,∴<﹣1.又c=﹣a ﹣b ,代入①式得, 3a+2b ﹣a ﹣b >0,∴2a+b >0, ∴2+>0,∴>﹣2.故﹣2<<﹣1.点评:本题主要考查二次函数的基本性质与不等式的应用等基础知识,考查运算求解能力,考查数形结合思想、化归与转化思想.属于基础题.25.(Ⅰ)123135a a a ===,,(Ⅱ)猜想21n a n ,=-证明见解析 【解析】分析:(1)直接给n 取值求出1a ,2a ,3a .(2)猜想{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明.详解:(Ⅰ)令1n =,则110a S =,又11S a =,解得11a =;令2n =,则2211a a =⇒=,解得23a =;令3n =,则3322a a =⇒=,解得35a =. (Ⅱ)由(Ⅰ)猜想21n a n =-; 下面用数学归纳法证明21n a n =-. 由(Ⅰ)可知当1n =时,21n a n =-成立; 假设当()*n k k N=∈时,21kak =-,则21k k a k S k =-⇒=.那么当1n k =+时,()2111k k k a k S a k +++=⇒=-, 由()22111k k k k a S S a k k +++=-=-- 2112k k a ka ++=-,所以()21121k k k a a +++=,又0n a >,所以121k a k +=+,所以当1n k =+时,()121211k a k k +=+=+-. 综上,21n a n =-.点睛:(1)本题主要考查数学归纳法,意在考查学生对该基础知识的掌握水平和基本计算能力.(2) 数学归纳法的步骤:①证明当n=1时,命题成立。

新北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测卷(包含答案解析)

新北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测卷(包含答案解析)

一、选择题1.古希腊著名的毕达哥拉斯学派把1、3、6、10…这样的数称为“三角形数”,而把1、4、9、16…这样的数称为“正方形数”.从下图中可以发现,任何一个大于1的“正方形数”都可以看作两个相邻“三角形数”之和.下列等式中,符合这一规律的是 ( )A .B .C .D .2.从计算器屏幕上显示的数为0开始,小明进行了五步计算,每步都是加1或乘以2.那么不可能是计算结果的最小的数是( ) A .12B .11C .10D .93.在数学归纳法的递推性证明中,由假设n k =时成立推导1n k =+时成立时,()f n =1+1112321n ++⋅⋅⋅+-增加的项数是( ) A .1B .21k +C .2kD .21k -4.某个命题与正整数n 有关,如果当()*,n k k N =∈ 时命题成立,那么可推得当1n k =+时命题也成立. 现已知当n=8时该命题不成立,那么可推得 ( )A .当n=7时该命题不成立B .当n=7时该命题成立C .当n=9时该命题不成立D .当n=9时该命题成立5.期末考试结束后,甲、乙、丙、丁四位同学预测数学成绩甲:我不能及格. 乙:丁肯定能及格. 丙:我们四人都能及格.丁:要是我能及格,大家都能及格.成绩公布后,四人中恰有一人的预测是错误的,则预测错误的同学是( ) A .甲 B .乙 C .丙 D .丁6.已知n 为正整数用数学归纳法证明2()135(21)f n n n =++++-=时,假设*(n k k N =∈)时命题为真,即2()f k k =成立,则当1n k =+时,需要用到的(1)f k +与()f k 之间的关系式是( )A .(1)()23f k f k k +=+-B .(1)()21f k f k k +=+-C .(1)()21f k f k k +=++D .(1)()23f k f k k +=++7.下列类比推理正确的是( )A .把()a b c +与x y a +类比,则有x y x y a a a +=+B .把()a a b +与()a a b ⋅+类比,则有()2a ab a a b ⋅+=+⋅C .把()nabc 与)n x y z (++类比,则有)n n n n x y z x y z ++=++( D .把()ab c 与()a b c ⋅⋅类比,则有()()a b c c a b ⋅⋅=⋅⋅8.德国数学家科拉茨1937年提出了一个著名的猜想:任给一个正整数n ,如果n 是偶数,就将它减半(即2n);如果n 是奇数,则将它乘3加1(即3n+1),不断重复这样的运算,经过有限步后,一定可以得到1. 对于科拉茨猜想,目前谁也不能证明,也不能否定,现在请你研究:如果对正整数n (首项)按照上述规则施行变换后的第8项为1(注:l 可以多次出现),则n 的所有不同值的个数为 A .4B .6C .8D .329.若实数,,a b c 满足1a b c ++=,给出以下说法:①,,a b c 中至少有一个大于13;②,,a b c 中至少有一个小于13;③,,a b c 中至少有一个不大于1;④,,a b c 中至少有一个不小于14.其中正确说法的个数是( ) A .3B .2C .1D .010.用数学归纳法证明“l+2+3+…+n 3=632n n +,n ∈N*”,则当n=k+1时,应当在n=k 时对应的等式左边加上( ) A .k 3+1 B .(k 3+1)+(k 3+2)+…+(k+1)3C .(k+1)3D .63(1)(1)2k k +++11.“杨辉三角”又称“贾宪三角”,是因为贾宪约在公元1050年首先使用“贾宪三角”进行高次开方运算,而杨辉在公元1261年所著的《详解九章算法》一书中,记录了贾宪三角形数表,并称之为“开方作法本源”图.下列数表的构造思路就源于“杨辉三角”.该表由若干行数字组成,从第二行起,每一行中的数字均等于其“肩上”两数之和,表中最后一行仅有一个数,则这个数是( )A .201620172⨯B .201501822⨯C .201520172⨯D .201601822⨯12.下列推理属于演绎推理的是( ) A .由圆的性质可推出球的有关性质B .由等边三角形、等腰直角三角形的内角和是180°,归纳出所有三角形的内角和都是180°C .某次考试小明的数学成绩是满分,由此推出其它各科的成绩都是满分D .金属能导电,金、银、铜是金属,所以金、银、铜能导电二、填空题13.已知从2开始的连续偶数蛇形排列成宝塔形的数表,第一行为2,第二行为4,6,第三行为12,10,8,第四行为14,16,18,20,…,如图所示,在该数表中位于第i 行、第j 行的数记为ij a ,如3,210=a ,5,424=a .若2018ij a =,则i j +=__________.14.36的所有正约数之和可按如下方法得到:因为223623=⨯,所以36的所有正约数之和为22(133)(22323)++++⨯+⨯22222(22323)(122)++⨯+⨯=++2(133)91++=,参照上述方法,可得100的所有正约数之和为__________.15.在圆中:半径为r 的圆的内接矩形中,以正方形的面积最大,最大值为22r .类比到球中:半径为R 的球的内接长方体中,以正方体的体积最大,最大值为__________. 16.下面由火柴棒拼出的一列图形中,第n 个图形由n 个正方形组成.通过观察可以发现第10个图形中火柴棒的根数是 ________.17.已知数列{}1214218421:,,,,,,,,,1121241248n a 其中第一项是0022,接下来的两项是100122,22,再接下来的三项是210012222,,222,依此类推,则9899a a ⨯=__________. 18.点00(,)x y 到直线0Ax By C ++=的距离公式为0022d A B=+,通过类比的方法,可求得:在空间中,点(0,1,3)到平面2330x y z +++=的距离为__________.19.把一数列依次按第一个括号内一个数,第二个括号内两个数,第三个括号内三个数,第四个括号内一个数,……循环分为(1),(3,5),(7,9,11),(13),(15,17),(19,21,23),(25),…,则第100个括号内的数为_________.20.如图所示,在三棱锥S ﹣ABC 中,SA ⊥SB ,SB ⊥SC ,SC ⊥SA ,且SA ,SB ,SC 和底面ABC 所成的角分别为α1,α2,α3,△SBC ,△SAC ,△SAB 的面积分别为S 1,S 2,S 3,类比三角形中的正弦定理,给出空间图形的一个猜想是________.三、解答题21.已知数列{}n a 各项均为正数,满足2333(1)122n n a n +⎛⎫+++= ⎪⎝⎭.(1)求1a ,2a ,3a 的值;(2)猜想数列{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明你的结论. 22.给出下列等式: 1=1, 1-4=-(1+2), 1-4+9=1+2+3, 1-4+9-16=-(1+2+3+4), ……(1)写出第5个和第6个等式,并猜想第n(n ∈N *)个等式; (2)用数学归纳法证明你猜想的等式. 23.设是由个实数组成的行列的数表,如果某一行(或某一列)各数之和为负数,则改变该行(或该列)中所有数的符号,称为一次“操作”.(Ⅰ) 数表如表1所示,若经过两次“操作”,使得到的数表每行的各数之和与每列的各数之和均为非负实数,请写出每次“操作”后所得的数表(写出一种方法即可); 表1 12311(Ⅱ) 数表如表2所示,若经过任意一次“操作”以后,便可使得到的数表每行的各数之和与每列的各数之和均为非负整数,求整数的所有可能值; 表2(Ⅲ)对由个整数组成的行列的任意一个数表,能否经过有限次“操作”以后,使得到的数表每行的各数之和与每列的各数之和均为非负整数?请说明理由.24.已知正项数列{}n a 中,121a =-且1111,.n n n na a n N a a *++-=+∈ (1)分别计算出234,,a a a 的值,然后猜想数列{}n a 的通项公式; (2)用数学归纳法证明你的猜想. 25.设等差数列的公差,且,记(1)用分别表示,并猜想;(2)用数学归纳法证明你的猜想. 26.已知集合{}0,1A =,{}()11,lg ,20=->aB a a a ,请用反证法证明:{}1AB ≠.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【分析】 结合题意可知,代入数据,即可.【详解】A 选项,13不满足某个数的平方,故错误;B 选项,,故错误;C 选项,故正确;D 选项,,故错误.故选C. 【点睛】本道题考查了归纳推理,关键抓住利用边长点数计算总点数,难度中等.2.B解析:B 【分析】由题意,可列出树形图,逐步列举,即可得到答案. 【详解】由题意,列出树形图,如图所示由树形图可知,不可能是计算结果的最小数是11,故选B.【点睛】本题主要考查了简单的合情推理,以及树形图的应用,其中解答中认真分析题意,列出树形图,结合树形图求解是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,属于基础题.3.C解析:C 【解析】分析:分别计算当n k =时,()1?f k = + 1112321k ++⋅⋅⋅+-,当1n k =+成立时, ()1?f k = + 1111123212221k k k k ++⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+-+-,观察计算即可得到答案 详解:假设n k =时成立,即()1?f k = + 1112321k ++⋅⋅⋅+- 当1n k =+成立时,()1?f k = + 1111123212221k k k k ++⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+-+- ∴增加的项数是()()221212k k k k +---=故选C点睛:本题主要考查的是数学归纳法。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(包含答案解析)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(包含答案解析)

一、选择题1.数学归纳法证明*1111(1,)n 1n 2n 2n n N n +++>>∈+++,过程中由n k =到1n k =+时,左边增加的代数式为( )A .122k +B .121k + C .11+2122++k k D .112k 12k 2++- 2.从计算器屏幕上显示的数为0开始,小明进行了五步计算,每步都是加1或乘以2.那么不可能是计算结果的最小的数是( ) A .12B .11C .10D .93.某地铁换乘站设有编号为A ,B ,C ,D ,E 的五个安全出口.若同时开放其中的两个安全出口,疏散1000名乘客所需的时间如下: 安全出口编号 A ,BB ,CC ,DD ,EA ,E疏散乘客时间(s )186125160175145则疏散乘客最快的一个安全出口的编号是( ) A .AB .BC .CD .D4.观察如图中各多边形图案,每个图案均由若干个全等的正六边形组成,记第n 个图案中正六边形的个数是()f n .由(1)1f =,(2)7f =,(3)19f ,…,可推出(10)f =( ) A .271B .272C .273D .2745.某单位实行职工值夜班制度,已知,,,,5A B C D E 共名职工每星期一到星期五都要值一次夜班,且没有两人同时值夜班,星期六和星期日不值夜班,若A 昨天值夜班,从今天起,B C 至少连续4天不值夜班,D 星期四值夜班,则今天是星期几( )A .五B .四C .三D .二6.下列类比推理正确的是( )A .把()a b c +与x y a +类比,则有x y x y a a a +=+B .把()a a b +与()a a b ⋅+类比,则有()2a ab a a b ⋅+=+⋅C .把()nabc 与)n x y z (++类比,则有)n n n n x y z x y z ++=++(D .把()ab c 与()a b c ⋅⋅类比,则有()()a b c c a b ⋅⋅=⋅⋅7.在等差数列{}n a 中,如果,,,m n p r N *∈,且3m n p r ++=,那么必有3m n p r a a a a ++=,类比该结论,在等比数列{}n b 中, 如果,,,m n p r N *∈,且3m n p r ++=,那么必有( )A .3++=m n p r b b b bB .3++=m n p r b b b b C .3=m n p r b b b bD .3m n p r b b b b =8.甲、乙、丙三人参加某公司的面试,最终只有一人能够被该公司录用,得到面试结果以后甲说:丙被录用了;乙说:甲被录用了;丙说:我没被录用.若这三人中仅有一人说法错误,则下列结论正确的是( ) A .丙被录用了 B .乙被录用了C .甲被录用了D .无法确定谁被录用了9.数学老师给同学们出了一道证明题,以下四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,甲:我不会证明;乙:丙会证明;丙:丁会证明;丁:我不会证明.根据以上条件,可以判定会证明此题的人是( ) A .甲B .乙C .丙D .丁10.设十人各拿一只水桶,同到水龙头前打水,设水龙头注满第i (i =1,2,…,10)个人的水桶需T i 分钟,假设T i 各不相同,当水龙头只有一个可用时,应如何安排他(她)们的接水次序,使他(她)们的总的花费时间(包括等待时间和自己接水所花费的时间)最少( ) A .从T i 中最大的开始,按由大到小的顺序排队 B .从T i 中最小的开始,按由小到大的顺序排队C .从靠近T i 平均数的一个开始,依次按取一个小的取一个大的的摆动顺序排队D .任意顺序排队接水的总时间都不变 11.用数学归纳法证明“1112n n ++++…111()24n N n n +≥∈+”时,由n k =到1n k =+时,不等试左边应添加的项是( ) A .12(1)k +B .112122k k +++ C .11121221k k k +-+++ D .1111212212k k k k +--++++ 12.下面推理过程中使用了类比推理方法,其中推理正确的是( ) A .平面内的三条直线,若,则.类比推出:空间中的三条直线,若,则 B .平面内的三条直线,若,则.类比推出:空间中的三条向量,若,则C .在平面内,若两个正三角形的边长的比为,则它们的面积比为.类比推出:在空间中,若两个正四面体的棱长的比为,则它们的体积比为 D .若,则复数.类比推理:“若,则”二、填空题13.有甲、乙、丙、丁四位学生参加数学竞赛,其中只有一名学生获奖,有其他学生问这四个学生的获奖情况,甲说:“是乙或丙获奖”,乙说:“甲、丙都没有获奖”,丙说:“我获奖了”,丁说:“是乙获奖了”,四位学生的话有且只有两个人的话是对的,则获奖的学生是__________.14.在圆中:半径为r 的圆的内接矩形中,以正方形的面积最大,最大值为22r .类比到球中:半径为R 的球的内接长方体中,以正方体的体积最大,最大值为__________.15.已知M ,N 是双曲线2212x y -=上关于原点对称的两点,点P 是该双曲线上的任意一点.若直线PM ,PN 的斜率都存在,则PM PN k k ⋅的值为定值.试类比上述双曲线的性质,得到椭圆2212x y +=的一个类似性质为:设M ,N 是椭圆2212x y +=上关于原点对称的两点,点P 是椭圆上的任意一点.若直线PM ,PN 的斜率都存在,则PM PN k k ⋅的值为定值,该定值为__________.16.我国南宋数学家杨辉所著的《详解九章算术》中,用图①的三角形形象地表示了二项式系数规律,俗称“杨辉三角形”.现将杨辉三角形中的奇数换成1,偶数换成0,得到图②所示的由数字0和1组成的三角形数表,由上往下数,记第n 行各数字的和为n S ,如11S =,22S =,32S =,44S =,……,则126S =______17.已知数列{}n a 为等差数列,则有12320a a a -+= 1234330a a a a -+-= 123454640a a a a a -+-+=类似上三行,第四行的结论为________________.18.将正整数对作如下分组,第1组为()(){}1,2,2,1,第2组为()(){}1,3,3,1,第3组为()()()(){}1,4,2,3,3,2,4,1,第4组为()()()(){}1,5,2,44,25,1⋅⋅⋅⋅⋅⋅则第30组第16个数对为__________.19.某成品的组装工序流程图如图所示,箭头上的数字表示组装过程中所需要的时间(小时),不同车间可同时工作,同一车间不能同时做两种或两种以上的工作,则组装该产品所需要的最短时间是__________小时.20.如图所示,在三棱锥S ﹣ABC 中,SA ⊥SB ,SB ⊥SC ,SC ⊥SA ,且SA ,SB ,SC 和底面ABC 所成的角分别为α1,α2,α3,△SBC ,△SAC ,△SAB 的面积分别为S 1,S 2,S 3,类比三角形中的正弦定理,给出空间图形的一个猜想是________.三、解答题21.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,23a =-,()4521S a =+,数列{}n b 的前n 项和为n T ,满足11b =-,()*11n n n b T T n N ++=∈.(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (2)记nn na c T =,*n N ∈,证明:()122214n c c c n +++<+. 22.在数列{}n a 的前n 项和为n S ,123a =-,满足12nn n S a S ++=(n ≥2). (Ⅰ)求1S ,2S ,3S 并猜想n S 表达式; (Ⅱ)试用数学归纳法证明你的猜想. 23.给出下列等式: 1=1, 1-4=-(1+2), 1-4+9=1+2+3, 1-4+9-16=-(1+2+3+4), ……(1)写出第5个和第6个等式,并猜想第n(n ∈N *)个等式; (2)用数学归纳法证明你猜想的等式.24.用数学归纳法证明11111112324n n n n n +++⋅⋅⋅+>++++*()n N ∈. 25.已知数列{}n a 中,11a =,()122nn na a n N a ++=∈+ (1)求2a ,3a ,4a 的值,猜想数列{}n a 的通项公式; (2)运用(1)中的猜想,写出用三段论证明数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列时的大前提、小前提和结论.26.已知数列{}11,2n a a =,133n n n a a a +=+. (1)求2345,,,a a a a 的值;(2)猜想数列{n a }的通项公式,并用数学归纳法证明.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D 【分析】求出当n k =时,左边的代数式,当1n k =+时,左边的代数式,相减可得结果. 【详解】当n k =时,左边的代数式为11112k k k k++⋯++++, 当1n k =+时,左边的代数式为11111232122k k k k k k ++⋯++++++++, 故用1n k =+时左边的代数式减去n k =时左边的代数式的结果为:11111212212122k k k k k +-=-+++++,故选D . 【点睛】本题考查用数学归纳法证明不等式,注意式子的结构特征,以及从n k =到1n k =+项的变化,属于中档题.2.B解析:B 【分析】由题意,可列出树形图,逐步列举,即可得到答案.【详解】由题意,列出树形图,如图所示由树形图可知,不可能是计算结果的最小数是11,故选B.【点睛】本题主要考查了简单的合情推理,以及树形图的应用,其中解答中认真分析题意,列出树形图,结合树形图求解是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,属于基础题.3.C解析:C 【解析】分析:根据疏散1000名乘客所需的时间,两两对比,即可求出结果. 详解:同时开放其中的两个安全出口,疏散1000名乘客,所需时间对比:开方AB 、出口时间为186s ,开方BC 、出口时间为125s ,得C 比A 快; 开方CD 、出口时间为160s ,开方DE 、出口时间为175s ,得C 比E 快;开方AB 、出口时间为186s ,开方A E 、出口时间为145s ,得E 比B 快; 开方BC 、出口时间为125s ,开方CD 、出口时间为160s ,得B 比D 快; 综上,疏散乘客最快的安全出口的编号是C. 故选C.点睛:本题考查简单的合情推理,考查学生推理论证能力.4.A解析:A 【分析】观察图形,发现,第一个图案中有一个正六边形,第二个图案中有7个正六边形;… 根据这个规律,即可确定第10个图案中正六边形的个数. 【详解】由图可知,()11f =,()212667f =+⨯-=,()()312362619f =++⨯-⨯=, ()()212362619f =++⨯-⨯=,()()4123463637f =+++⨯-⨯=,…()()101234...10696271.f =+++++⨯-⨯=故选A. 【点睛】此类题要能够结合图形,发现规律:当2n ≥时,()()()161.f n f n n --=-5.B解析:B 【解析】分析:A 昨天值夜班,D 周四值夜班,得到今天不是周一也不是周五,假设今天是周二,则周二与周三B ,C 至少有一人值夜班,与已知从今天起B ,C 至少连续4天不值夜班矛盾;若今天是周三,则周五与下周一B ,C 至少有一人值夜班,与已知从今天起B ,C 至少连续4天不值夜班矛盾;由此得到今天是周四.详解:∵A 昨天值夜班,D 周四值夜班,∴今天不是周一也不是周五,若今天是周二,则周一A 值夜班,周四D 值夜班,则周二与周三B ,C 至少有一人值夜班,与已知从今天起B ,C 至少连续4天不值夜班矛盾;若今天是周三,则A 周二值夜班,D 周四值夜班,则周五与下周一B ,C 至少有一人值夜班,与已知从今天起B ,C 至少连续4天不值夜班矛盾;若今天是周四,则周三A 值夜班,周四D 值夜班,周五E 值夜班,符合题意. 故今天是周四. 故答案为:B .点睛:(1)本题主要考查推理证明,意在考查学生对该知识的掌握水平和分析推理能力.(2)类似这种题目,一般利用假设分析法,先逐一假设,找到矛盾,就否定这种假设.6.B解析:B 【解析】分析:由题意逐一考查所给命题的真假即可. 详解:逐一考查所给命题的真假:A . 由指数的运算法则可得x y x y a a a +=,原命题错误;B . 由向量的运算法则可知:()2a ab a a b ⋅+=+⋅,原命题正确; C . 由多项式的运算法则可知)n n n n x y z x y z ++≠++(,原命题错误; D . 由平面向量数量积的性质可知()()a b c c a b ⋅⋅≠⋅⋅,原命题错误; 本题选择B 选项.点睛:本题主要考查类比推理及其应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.7.D解析:D 【详解】分析:结合等差数列与等比数列具有的类比性,且等差数列与和差有关,等比数列与积商有关的特点,即可类比得到结论.详解:由题意,类比上述性质:在等比数列{}n b 中,则由“如果,,,m n p r N *∈,且3m n p r ++=”,则必有“3m n p r b b b b =”成立,故选D.点睛:本题主要考查了等差数列与等比数列之间的类比推理,其中类比推理的一般步骤:①找出等差数列与等比数列之间的相似性或一致性;②用等差数列的性质取推测等比数列的性质,得到一个明确的结论(或猜想).8.C解析:C 【分析】假设若甲被录用了,若乙被录用了,若丙被录用了,再逐一判断即可. 【详解】解:若甲被录用了,则甲的说法错误,乙,丙的说法正确,满足题意, 若乙被录用了,则甲、乙的说法错误,丙的说法正确,不符合题意, 若丙被录用了,则乙、丙的说法错误,甲的说法正确,不符合题意, 综上可得甲被录用了, 故选:C. 【点睛】本题考查了逻辑推理能力,属基础题.9.A解析:A 【解析】四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,丙:丁会证明;丁:我不会证明,所以丙与丁中有一个是正确的;若丙说了真话,则甲必是假话,矛盾;若丁说了真话,则甲说的是假话,甲就是会证明的那个人,符合题意,以此类推,即可得到甲说真话,故选A.10.B解析:B 【解析】 【分析】表示出拎小桶者先接水时等候的时间,然后加上拎大桶者一共等候者用的时间,用(2m+2T+t )减去二者的和就是节省的时间;由此可推广到一般结论 【详解】事实上,只要不按从小到大的顺序排队,就至少有紧挨着的两个人拎着大桶者排在拎小桶者之前,仍设大桶接满水需要T 分钟,小桶接满水需要t 分钟,并设拎大桶者开始接水时已等候了m 分钟,这样拎大桶者接满水一共等候了(m+T )分钟,拎小桶者一共等候了(m+T+t )分钟,两人一共等候了(2m+2T+t )分钟,在其他人位置不变的前提下,让这两个人交还位置,即局部调整这两个人的位置,同样介意计算两个人接满水共等候了22m t T ++ 2m+2t+T 分钟,共节省了T t - T-t分钟,而其他人等候的时间未变,这说明只要存在有紧挨着的两个人是拎大桶者在拎小桶者之前都可以这样调整,从而使得总等候时间减少.这样经过一系列调整后,整个队伍都是从小打到排列,就打到最优状态,总的排队时间就最短. 故选B. 【点睛】一般的,对某些设计多个可变对象的数学问题,先对其少数对象进行调整,其他对象暂时保持不变,从而化难为易,取得问题的局部解决.经过若干次这种局部的调整,不断缩小范围,逐步逼近目标,最终使问题得到解决,这种数学思想就叫做局部调整法.11.C解析:C 【分析】分别代入,1n k n k ==+,两式作差可得左边应添加项. 【详解】 由n=k 时,左边为11112k k k k+++++, 当n=k+1时,左边为11111231(1)(1)k k k k k k k k +++++++++++++ 所以增加项为两式作差得:11121221k k k +-+++,选C. 【点睛】运用数学归纳法证明命题要分两步,第一步是归纳奠基(或递推基础)证明当n 取第一个值n 0(n 0∈N *)时命题成立,第二步是归纳递推(或归纳假设)假设n =k (k ≥n 0,k ∈N *)时命题成立,证明当n =k +1时命题也成立,只要完成这两步,就可以断定命题对从n 0开始的所有的正整数都成立,两步缺一不可.12.D解析:D 【分析】对四个答案中类比所得的结论逐一进行判断,即可得到答案 【详解】对于,空间中,三条直线,若,则与不一定平行,故错误 对于,若,则若,则不正确,故错误对于,在平面上,正三角形的面积比是边长比的平方,类比推出在空间中,正四面体的体积是棱长比的立方,棱长比为,则它们的体积比为,故错误对于,在有理数中,由可得,,解得,故正确 综上所述,故选 【点睛】本题考查的知识点是类比推理,解题的关键是逐一判断命题的真假,属于基础题.二、填空题13.丙【解析】分析:分别假设甲乙丙丁的一个人获奖分析四个人的话能求出获奖的同学详解:若甲获奖则都说了假话不符合题意若乙获奖则甲乙丁说了真话丙说了假话不符合题意若丁获奖则甲丙丁说假话乙说真话不符合题意故丙解析:丙【解析】分析:分别假设甲,乙,丙,丁的一个人获奖,分析四个人的话,能求出获奖的同学详解:若甲获奖,则都说了假话,不符合题意若乙获奖,则甲,乙,丁说了真话,丙说了假话,不符合题意 若丁获奖,则甲,丙,丁说假话,乙说真话,不符合题意 故丙获奖点睛:本题是一个简单的合情推理题,主要考查了合情推理的含义和作用。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测卷(答案解析)(1)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测卷(答案解析)(1)

一、选择题1.甲、乙、丙、丁四位同学一起去向老师询问数学考试的成绩老师说:你们四人中有两位优秀、两位良好,我现在给乙看甲、丙的成绩,给甲看丙的成绩,给丁看乙的成绩,看后乙对大家说:我还是不知道我的成绩.根据以上信息,则( ) A .甲可以知道四人的成绩 B .丁可以知道四人的成绩 C .甲、丁可以知道对方的成绩D .甲、丁可以知道自己的成绩2.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()3,4A -,且法向量为(1,2)n =-的直线(点法式)方程为:()()()13240x y ⨯++-⨯-=,化简得2110x y -+=.类比以上方法,在空间直角坐标系中,经过点()1,2,3A ,且法向量为(1,2,1)m =--的平面的方程为( ) A .220x y z +--= B .220x y z ---= C .220x y z ++-= D .220x y z +++= 3.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 .28B .76C .123D .1994.2018年暑假期间哈六中在第5届全国模拟联合国大会中获得最佳组织奖,其中甲、乙、丙、丁中有一人获个人杰出代表奖,记者采访时,甲说:我不是杰出个人;乙说:丁是杰出个人;丙说:乙获得了杰出个人;丁说:我不是杰出个人,若他们中只有一人说了假话,则获得杰出个人称号的是( ) A .甲B .乙C .丙D .丁5.期末考试结束后,甲、乙、丙、丁四位同学预测数学成绩甲:我不能及格. 乙:丁肯定能及格. 丙:我们四人都能及格.丁:要是我能及格,大家都能及格.成绩公布后,四人中恰有一人的预测是错误的,则预测错误的同学是( ) A .甲 B .乙 C .丙 D .丁6.(河南省南阳市第一中学2018届高三第十四次考试)某校有A ,B ,C ,D 四件作品参加航模类作品比赛.已知这四件作品中恰有两件获奖.在结果揭晓前,甲、乙、丙、丁四位同学对这四件参赛作品的获奖情况预测如下: 甲说:“A 、B 同时获奖”; 乙说:“B 、D 不可能同时获奖”; 丙说:“C 获奖”;丁说:“A 、C 至少一件获奖”.如果以上四位同学中有且只有二位同学的预测是正确的,则获奖的作品是 A .作品A 与作品B B .作品B 与作品C C .作品C 与作品DD .作品A 与作品D7.用数学归纳法证明 11151236n n n ++⋅⋅⋅+≥++时,从n k =到1n k =+,不等式左边需添加的项是( ) A .111313233k k k +++++ B .112313233k k k +-+++ C .11331k k -++ D .133k + 8.根据给出的数塔猜测12345697⨯+=( )19211⨯+= 1293111⨯+= 123941111⨯+= 12349511111⨯+=1234596111111⨯+=…A .1111110B .1111111C .1111112D .11111139.“因为e 2.71828=是无限不循环小数,所以e 是无理数”,以上推理的大前提是( )A .实数分为有理数和无理数B .e 不是有理数C .无限不循环小数都是无理数D .无理数都是无限不循环小数10.如果把一个多边形的所有便中的任意一条边向两方无限延长称为一直线时,其他个边都在此直线的同旁,那么这个多边形就叫凸多边形.平行内凸四边形由2条对角线,凸五边形有5条对角线,以此类推,凸16变形的对角线条为( ) A .65B .96C .104D .11211.用数学归纳法证明“1112n n ++++…111()24n N n n +≥∈+”时,由n k =到1n k =+时,不等试左边应添加的项是( ) A .12(1)k +B .112122k k +++ C .11121221k k k +-+++ D .1111212212k k k k +--++++12.已知====()*,2m t N m ∈≥且,若不等式30m t λ--<恒成立,则实数λ的取值范围为( )A .)⎡+∞⎣B .(,-∞C .(),3-∞D .[1,3]二、填空题13.对于自然数方幂和()12k k k k S n n =+++(n *∈N ,k *∈N ),1(1)()2n n S n +=,2222()12S n n =+++,求和方法如下:23﹣13=3+3+1, 33﹣23=3×22+3×2+1, ……(n +1)3﹣n 3=3n 2+3n +1,将上面各式左右两边分别,就会有(n +1)3﹣13=23()S n +13()S n +n ,解得2()S n =16n (n +1)(2n +1),类比以上过程可以求得54324()A B C D E F S n n n n n n =+++++,A ,B ,C ,D ,E ,F ∈R 且与n 无关,则A +F 的值为_______. 14.利用数学归纳法证明不等式“()*11112,23212n n n n N +++⋯+>≥∈-”的过程中,由“n k =”变到“1n k =+”时,左边增加了_____项. 15.观察下面数表: 1, 3,5, 7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,………..设1027是该表第m 行的第n 个数,则m n +等于________.16.把一数列依次按第一个括号内一个数,第二个括号内两个数,第三个括号内三个数,第四个括号内一个数,……循环分为(1),(3,5),(7,9,11),(13),(15,17),(19,21,23),(25),…,则第100个括号内的数为_________.17.已知结论“1a ,*2R a ∈,且121a a +=,则12114a a +≥;若1a 、2a 、*3R a ∈,且1231a a a ++=,则1239111a a a ++≥”,请猜想若1a 、2a 、…、*R n a ∈,且121n a a a +++=,则12111na a a +++≥__________. 18.在平面几何中有如下结论:正三角形ABC 的内切圆面积为1S ,外接圆面积为2S ,则1214S S =,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1V ,外接球体积为2V ,则12V V =____. 19.小明在做一道数学题目时发现:若复数111cos i?sin ?,z αα=+222 cos i?sin ,z αα=+,333cos i?sin z αα=+(其中123,,R ααα∈), 则121212cos()i?sin(+)z z αααα⋅=++,232323cos()i?sin(+)z z αααα⋅=++ ,根据上面的结论,可以提出猜想: z 1·z 2·z 3=__________________. 20.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“•=•”;②“(m+n )t=mt+nt”类比得到“(+)•=•+•”; ③“t≠0,mt=nt ⇒m=n”类比得到“≠0,•=•⇒=”; ④“|m•n|=|m|•|n|”类比得到“|•|=||•||”.以上类比得到的正确结论的序号是 _________ (写出所有正确结论的序号).三、解答题21.汉诺塔问题是源于印度一个古老传说的益智游戏.这个游戏的目的是将图(1)中按照直径从小到大依次摆放在①号塔座上的盘子,移动到③号塔座上,在移动的过程中要求:每次只可以移动一个盘子,并且保证任何一个盘子都不可以放在比自己小的盘子上.记将n 个直径不同的盘子从①号塔座移动到③号塔座所需要的最少次数为a n .(1)试写出a 1,a 2,a 3,a 4值,并猜想出a n ;(无需给出证明)(2)著名的毕达哥拉斯学派提出了形数的概念.他们利用小石子摆放出了图(2)的形状,此时小石子的数目分别为1,4,9,16,由于小石子围成的图形类似正方形,于是称b n =n 2这样的数为正方形数.当n ≥2时,试比较a n 与b n 的大小,并用数学归纳法加以证明. 22.用数学归纳法证明:()()22222222212311321n n n ++++-++-++++()21213n n =+.23.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,23a =-,()4521S a =+,数列{}n b 的前n 项和为n T ,满足11b =-,()*11n n n b T T n N ++=∈.(1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (2)记nn na c T =,*n N ∈,证明:()122214n c c c n n +++<+. 24.设等差数列的公差,且,记(1)用分别表示,并猜想;(2)用数学归纳法证明你的猜想. 25.已知集合{}0,1A =,{}()11,lg ,20=->aB a a a ,请用反证法证明:{}1AB ≠.26.依次计算数列114⎛⎫-⎪⎝⎭,111149⎛⎫⎛⎫--⎪⎪⎝⎭⎝⎭,1111114916⎛⎫⎛⎫⎛⎫--- ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,11111111491625⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫---- ⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,的前4项的值,由此猜想21111111111491625(1)n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫----- ⎪⎪⎪⎪⎢⎥+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦(n *∈N )的结果,并用数学归纳法加以证明.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D 【分析】先由乙不知道自己成绩出发得知甲、丙和乙、丁都是一优秀、一良好,那么甲、丁也就结合自己看的结果知道自己成绩了. 【详解】解:乙看后不知道自己成绩,说明甲、丙必然是一优秀、一良好,则乙、丁也必然是一优秀、一良好;甲看了丙的成绩,则甲可以知道自己和丙的成绩;丁看了乙的成绩,所以丁可以知道自己和乙的成绩,故选D. 【点睛】本题考查了推理与证明,关键是找到推理的切入点.2.A解析:A 【分析】类比平面中求动点轨迹方程的方法,在空间任取一点P (x ,y ,z ),则AP =(x ﹣1,y ﹣2,z ﹣3),利用平面法向量为n =(﹣1,﹣2,1),即可求得结论. 【详解】类比平面中求动点轨迹方程的方法,在空间任取一点P (x ,y ,z ),则AP =(x ﹣1,y ﹣2,z ﹣3)∵平面法向量为n =(﹣1,﹣2,1), ∴﹣(x ﹣1)﹣2×(y ﹣2)+1×(z ﹣3)=0 ∴x +2y ﹣z ﹣2=0, 故选A . 【点睛】本题考查了类比推理,考查了空间向量数量积的坐标运算,由于平面向量与空间向量的运算性质相似,利用求平面曲线方程的办法,构造向量,利用向量的性质解决空间内平面方程的求解问题,属于中档题.3.C解析:C 【详解】 由题观察可发现,347,4711,71118+=+=+=, 111829,182947+=+=, 294776,4776123+=+=,即1010123a b +=, 故选C.考点:观察和归纳推理能力.4.B解析:B 【分析】分别假设甲、乙、丙、丁获得冠军,看是否满足“只有一人说了假话,”,即可得出结果. 【详解】若甲获个人杰出代表奖,则甲、乙、丙三人同时回答错误,丁回答正确,不满足题意; 若乙获个人杰出代表奖,则甲、丙,丁回答正确,只有乙回答错误,满足题意; 若丙获个人杰出代表奖,则乙、丙回答错误,甲、丁回答正确,不满足题意; 若丁获个人杰出代表奖,则甲、乙回答正确,丙、丁回答错误,不满足题意, 综上,获得杰出代表奖的是乙,故选B. 【点睛】本题主要考查推理案例,属于难题.推理案例的题型是高考命题的热点,由于条件较多,做题时往往感到不知从哪里找到突破点,解答这类问题,一定要仔细阅读题文,逐条分析所给条件,并将其引伸,找到各条件的融汇之处和矛盾之处,多次应用假设、排除、验证,清理出有用“线索”,找准突破点,从而使问题得以解决.5.A解析:A【解析】分析:若甲预测正确,显然导出矛盾.详解:若甲预测正确,则乙,丙 , 丁都正确,乙:丁肯定能及格.丙:我们四人都能及格.丁:要是我能及格,大家都能及格.,即四人都及格显然矛盾, 故甲预测错误. 故选A.点睛:本题考查推理与论证,根据已知分别假设得出矛盾进而得出是解题关键.6.D解析:D 【解析】根据题意,,,,A B C D 作品中进行评奖,由两件获奖, 且有且只有二位同学的预测是正确的,若作品A 与作品B 获奖,则甲、乙,丁是正确的,丙是错误的,不符合题意; 若作品B 与作品C 获奖,则乙、并、丁是正确的,甲是错误的,不符合题意; 若作品C 与作品D 获奖,则甲、乙,丙是正确的,丁是错误的,不符合题意; 只有作品A 与作品D 获奖,则乙,丁是正确的,甲、丙是错误的,符合题意, 综上所述,获奖作品为作品A 与作品D ,故选D.7.B解析:B 【详解】分析:分析n k =,1n k =+时,左边起始项与终止项,比较差距,得结果. 详解:n k =时,左边为111123k k k++⋅⋅⋅+++, 1n k =+时,左边为111111233313233k k k k k k ++⋅⋅⋅++++++++++, 所以左边需添加的项是11111123132331313233k k k k k k k ++-=+-+++++++,选B. 点睛:研究n k =到1n k =+项的变化,实质是研究式子变化的规律,起始项与终止项是什么,中间项是如何变化的.8.B解析:B 【解析】 由1×9+2=11; 12×9+3=111; 123×9+4=1111; 1234×9+5=11111; …归纳可得:等式右边各数位上的数字均为1,位数跟等式左边的第二个加数相同, ∴123456×9+7=1111111, 本题选择B 选项.9.C解析:C 【解析】由题意得: 大前提是无限不循环小数都是无理数,选C.10.C解析:C 【解析】可以通过列表归纳分析得到;16边形有2+3+4+…+14=2=104条对角线. 故选C .11.C解析:C 【分析】分别代入,1n k n k ==+,两式作差可得左边应添加项. 【详解】 由n=k 时,左边为11112k k k k+++++, 当n=k+1时,左边为11111231(1)(1)k k k k k k k k +++++++++++++ 所以增加项为两式作差得:11121221k k k +-+++,选C. 【点睛】运用数学归纳法证明命题要分两步,第一步是归纳奠基(或递推基础)证明当n 取第一个值n 0(n 0∈N *)时命题成立,第二步是归纳递推(或归纳假设)假设n =k (k ≥n 0,k ∈N *)时命题成立,证明当n =k +1时命题也成立,只要完成这两步,就可以断定命题对从n 0开始的所有的正整数都成立,两步缺一不可.12.C解析:C 【解析】分析:由等式归纳得出m 和t 的关系,从而得出关于m 的恒等式,利用函数单调性得出最小值即可得出λ的范围.=21t m =-, 30m t λ--<恒成立,即220m m λ--<恒成立,m N *∈且2m ≥,222m m m mλ+∴<=+.令()2f m m m =+,()221f m m ='-,2m ≥,()0f m ∴'>,()f m ∴单调递增,∴当2m =时,()f m 取得最小值()23f =,3λ∴<.故选:C.点睛:若f (x )≥a 或g (x )≤a 恒成立,只需满足f (x )min ≥a 或g (x )max ≤a 即可,利用导数方法求出f (x )的最小值或g (x )的最大值,从而问题得解.二、填空题13.【解析】分析:先根据推导过程确定AF 取法即得A +F 的值详解:因为所以所以所以点睛:本题考查运用类比方法求解问题考查归纳观察能力解析:15. 【解析】分析:先根据推导过程确定A,F 取法,即得A +F 的值. 详解:因为4432(1)4641n n n n n +-=+++,55432(1)5101051n n n n n n +-=++++,所以4321(1)14()6()4()n S n S n S n n +-=+++,54321(1)15()10()10()5()n S n S n S n S n n +-=++++所以43231231()4S n n a n a n a n =+++, 543241()5S n n Bn Cn Dn En =++++,所以11,055A F A F ==+=,. 点睛:本题考查运用类比方法求解问题,考查归纳观察能力.14.【分析】分析题意根据数学归纳法的证明方法得到时不等式左边的表示式是解答该题的突破口当时左边由此将其对时的式子进行对比得到结果【详解】当时左边当时左边观察可知增加的项数是故答案是【点睛】该题考查的是有解析:2k . 【分析】分析题意,根据数学归纳法的证明方法得到1n k =+时,不等式左边的表示式是解答该题的突破口,当1n k =+时,左边11111112321221k k k +=+++⋯+++⋯+--,由此将其对n k =时的式子进行对比,得到结果.【详解】当n k =时,左边11112321k =++++-…, 当1n k =+时,左边11111112321221k k k +=+++⋯+++⋯+--,观察可知,增加的项数是1121(21)222k k k k k ++---=-=, 故答案是2k . 【点睛】该题考查的是有关数学归纳法的问题,在解题的过程中,需要明确式子的形式,正确理解对应式子中的量,认真分析,明确哪些项是添的,得到结果.15.13【解析】根据上面数表的数的排列规律13579…都是连续奇数第一行1个数第二行2=21个数且第1个数是3=22﹣1第三行4=22个数且第1个数是7=23﹣1第四行8=23个数且第1个数是15=24解析:13 【解析】根据上面数表的数的排列规律,1、3、5、7、9…都是连续奇数, 第一行1个数,第二行2=21个数,且第1个数是3=22﹣1 第三行4=22个数,且第1个数是7=23﹣1 第四行8=23个数,且第1个数是15=24﹣1 …第10行有29个数,且第1个数是210﹣1=1023,第2个数为1025,第三个数为1027;所以1027是第10行的第3个数,所以m=10,n=3, 所以m+n=13; 故填13.16.392【解析】由题意可得将三个括号作为一组则由第50个括号应为第17组的第二个括号即50个括号中应有两个数因为每组中有6个数所以第48个括号的最后一个数为数列的第项第50个括号的第一个数为数列的第项解析:392 【解析】由题意可得,将三个括号作为一组,则由501632=⨯+,第50个括号应为第17组的第二个括号,即50个括号中应有两个数,因为每组中有6个数,所以第48个括号的最后一个数为数列{}21n -的第16696⨯=项,第50个括号的第一个数为数列{}21n -的第166298⨯+=项,即2981195⨯-=,第二个数是2991197⨯-=,所以第50个括号内各数之和为195197392+=17.【解析】由题意知:结论左端各项分别是和为的各数的倒数右端时为时为故时结论为故答案为【方法点睛】本题通过观察几组不等式归纳出一般规律来考察归纳推理属于中档题归纳推理的一般步骤:一通过观察个别情况发现某 解析:2n【解析】由题意,知:结论左端各项分别是和为1的各数i a 的倒数()1,2,...,i n =,右端2n =时为242,3n ==时为293=,故12,...1i n a R a a a +∈+++=时,结论为()212111...2nn n a a a +++≥≥,故答案为2n . 【方法点睛】本题通过观察几组不等式,归纳出一般规律来考察归纳推理,属于中档题.归纳推理的一般步骤: 一、通过观察个别情况发现某些相同的性质. 二、从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题(猜想). 常见的归纳推理分为数的归纳和形的归纳两类:(1) 数的归纳包括数的归纳和式子的归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识,如等差数列、等比数列等;(2) 形的归纳主要包括图形数目的归纳和图形变化规律的归纳.18.【解析】设正四面体的棱长为高为四个面的面积为内切球半径为外接球半径为则由得;由相似三角形的性质可求得所以考点:类比推理几何体的体积解析:127【解析】设正四面体ABCD 的棱长为a ,高为h ,四个面的面积为S ,内切球半径为r ,外接球半径为R ,则由11433Sr Sh ⨯=,得116644312r h a a ==⨯=; 由相似三角形的性质,可求得64R a=,所以12V V =3311()().327r R == 考点:类比推理,几何体的体积.19.【解析】试题分析:运用推理考点:1归纳推理2复数的运算 解析:()()123123cos sin i αααααα+++++【解析】试题分析:运用推理()()123123cos sin i αααααα+++++ 考点:1.归纳推理.2.复数的运算.20.①②【解析】试题分析:由向量的数量积运算的交换律和分配律可知①②正确∵故③错误;∵|故④错误故应填入①②考点:1向量数量积运算性质;2类比推理解析:①②. 【解析】试题分析:由向量的数量积运算的交换律和分配律可知①②正确∵,故③错误;∵|,故④错误.故应填入①②.考点:1.向量数量积运算性质;2.类比推理.三、解答题21.(1)11a =,23a =,37a =,415a =,21nn a =-;(2)当25n ≤<时,n n a b <:当5n ≥时,n n a b >,证明见解析.【分析】(1)直接由题意求得1234,,,a a a a 的值,并猜想出n a ;(2)求出12345,,,,a a a a a 的值,12345,,,,b b b b b 的值,可得当25n ≤<时,n n a b <,猜想:当5n ≥时,n n a b >,即221n n ->,然后利用数学归纳法证明即可. 【详解】(1)由题意得,11a =,23a =,37a ==,415a =, 猜想:21nn a =-.(2)11a =,23a =,37a =,415a =,531a =,11b =,24b =,39b =,416b =,525b =,则当25n ≤<时,n n a b <,猜想:当5n ≥时,n n a b >,即221n n ->, 下面利用数学归纳法证明:①当5n =时,531a =,525b =,55a b >,结论成立; ②假设(5,Z)n k k k =≥∈时结论成立,即221k k ->, 那么当1n k =+时,12221212(21)1211k k k a k k k +++=-=-+>+=++,而5k ≥时,(2)0k k ->,即22k k >, 所以12221212(21)1211k k k a k k k ++=-=-+>+=++22121(1)k k k k b +>++=+=,所以当1n k =+时,结论也成立. 由①②可知,当5n ≥时,结论成立.综上,当25n ≤<时,n n a b <,当5n ≥时,n n a b >,即221n n ->. 【点睛】本题考查了不完全归纳法,考查了利用数学归纳法证明不等式,属于中档题. 22.证明见解析 【分析】用数学归纳法证明:(1)当1n =时,证明等式成立;(2)假设当n k =时,等时成立,用归纳假设证明当1n k =+时,等式也成立即可. 【详解】(1)当1n =,左边=1,右边1313⨯==,此时等式成立. (2)假设当,n k k N *=∈时,()()()222222222212311132121,3k k k k k k N *+++⋯-++-+⋯+++=+∈成立.当1n k =+时,左边22222222123(1)21k k k =+++⋯+++++⋯++()222121(1)3k k k k =++++ 21(1)2(1)13k k ⎡⎤=+++⎣⎦= 右边, 即当1n k =+时等式成立.根据(1)(2),可知对n *∈N 等式成立. 【点睛】本题主要考查的是数学归纳法的应用,解题的关键是熟练掌握数学归纳法解题的一般步骤,是基础题.23.(1)21n a n =-+,()1,11,21n n b n n n -=⎧⎪=⎨≥⎪-⎩.(2)见解析【分析】(1)根据等差数列的通项公式和前n 项和公式列方程组求出1a 和d ,进而可得{}n a 的通项公式;由11n n n b T T ++=⋅,得1111n n T T +-=-,可得1n T n=-,利用1n n n b T T -=-,可得{}n b 的通项公式;(2)利用数学归纳法, ①当1n =时,左边1=,右边4=②假设n k =时成立,即()12214k c c c k +++<+,证明当1n k =+时,不等式也成立. 【详解】解:(1)设首项为1a ,公差为d ,则()111346241a d a d a d +=-⎧⎨+=++⎩,解得11a =-,2d =-,故21n a n =-+,由11n n n b T T ++=⋅,得11n n n n T T T T ++=⋅-,即1111n n T T +-=-,11T =-,所以1n n T =-,即1n T n=-,所以()()1121n n n b T T n n n -=-=≥-,故()1,11,21n n b n n n -=⎧⎪=⎨≥⎪-⎩. (2)由(1)知n c =()12214n c c c n +++<+,①当1n =时,左边1=,右边=②假设n k =时成立,即()122214k c c c k k +++<+, 即当1n k =+时,()()()212211214k k c c c c k k k k +++++<++++()()21214142k k k k ⎡⎤⎛⎫=++++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦()2231214422k k k k ⎡⎤=++++⎢⎥⎣⎦22231244416k k k ⎡⎤⎛⎫⎢⎥=+++- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()()()22224312344k k k k k <+++=++. 即当1n k =+时,不等式也成立.由①,②可知,不等式()12212n c c c n n +++<+对任意*n N ∈都成立. 【点睛】本题考查等差数列的通项公式以及n S 法求数列的通项公式,考查数列归纳法,是中档题. 24.(1).;(2)见解析.【解析】试题分析:(1)分别求出的值,观察共有性质,从而可归纳猜想出;(2)根据数学归纳法的基本原理,①当n =1时,验证猜想正确,②假设当n =k 时(k ∈N *)时结论成立,证明当n =k +1时结论正确即可. 试题 (1)T 1==; T 2=+=×=×=; T 3=++=×=×=由此可猜想T n =.(2)证明:①当n =1时,T 1=,结论成立.②假设当n =k 时(k ∈N *)时结论成立, 即T k =.则当n =k +1时,T k +1=T k +=+==.即n =k +1时,结论成立. 由①②可知,T n =对于一切n ∈N *恒成立.25.证明见解析【分析】假设{}1A B ⋂=,则111a -=或lg 1a =或21a =,分三种情况讨论,都能推出矛盾,从而否定假设,得到结论正确. 【详解】假设{}1A B ⋂=,则111a -=或lg 1a =或21a =,若111a -=,则10a =,此时lg lg101a ==,集合B 不满足元素的互异性; 若lg 1a =,则10a =,此时111a -=,集合B 不满足元素的互异性; 若21a =,则0a =,与已知0a >矛盾; 所以假设{}1A B ⋂=不成立,故{}1A B ≠成立.【点睛】关键点点睛:掌握反证法证题的方法以及利用集合中元素的互异性推出矛盾是解题关键. 26.22(1)n n a n +=+,证明见解析【分析】 设21111111111491625(1)n a n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=----- ⎪⎪⎪⎪⎢⎥+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦(n *∈N ),分别求出前4项的值,并猜想,利用数学归纳法证明即可 【详解】 解:设21111111111491625(1)n a n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=----- ⎪⎪⎪⎪⎢⎥+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦(n *∈N ), 1234131121115111131,11,111,1111,44493491684916255a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-==--==---==----= ⎪⎪ ⎪⎪⎪ ⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭猜想:22(1)n n a n +=+证明:①当1n =时,显然成立;②假设当n k =(k N +∈)命题成立,即22(k 1)k k a +=+,当1n k =+时,212212(2)1(2)11(2)2(1)(2)2(2)k k k k k a a k k k k +⎡⎤++-++=⋅-=⋅=⎢⎥++++⎣⎦, 则1n k =+时成立,由①②可知,猜想成立, 所以22(1)n n a n +=+【点睛】关键点点睛:此题考查归纳推理的应用,考查数学归纳法,考查计算能力,解题的关键是由n k =到1n k =+时,要弄清1,k k a a +的关系,即1211(2)k k a a k +⎡⎤=⋅-⎢⎥+⎣⎦,然后化简可得结果,属于中档题。

北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测卷(答案解析)(1)

北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测卷(答案解析)(1)

一、选择题1.某快递公司的四个快递点,,,A B C D 呈环形分布(如图所示),每个快递点均已配备快递车辆10辆.因业务发展需要,需将,,,A B C D 四个快递点的快递车辆分别调整为5,7,14,14辆,要求调整只能在相邻的两个快递点间进行,且每次只能调整1辆快递车辆,则A .最少需要8次调整,相应的可行方案有1种B .最少需要8次调整,相应的可行方案有2种C .最少需要9次调整,相应的可行方案有1种D .最少需要9次调整,相应的可行方案有2种 2.数学归纳法证明*1111(1,)n 1n 2n 2n n N n +++>>∈+++,过程中由n k =到1n k =+时,左边增加的代数式为( )A .122k +B .121k + C .11+2122++k k D .112k 12k 2++- 3.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()3,4A -,且法向量为(1,2)n =-的直线(点法式)方程为:()()()13240x y ⨯++-⨯-=,化简得2110x y -+=.类比以上方法,在空间直角坐标系中,经过点()1,2,3A ,且法向量为(1,2,1)m =--的平面的方程为( ) A .220x y z +--= B .220x y z ---= C .220x y z ++-=D .220x y z +++=4.甲、乙、丙、丁四个孩子踢球打碎了玻璃.甲说:“是丙或丁打碎的.”乙说:“是丁打碎的.”丙说:“我没有打碎玻璃.”丁说:“不是我打碎的.”他们中只有一人说了谎,请问是( )打碎了玻璃. A .甲B .乙C .丙D .丁5.若实数,,a b c 满足1a b c ++=,给出以下说法:①,,a b c 中至少有一个大于13;②,,a b c 中至少有一个小于13;③,,a b c 中至少有一个不大于1;④,,a b c 中至少有一个不小于14.其中正确说法的个数是( )A .3B .2C .1D .06.在等差数列{}n a 中,如果,,,m n p r N *∈,且3m n p r ++=,那么必有3m n p r a a a a ++=,类比该结论,在等比数列{}n b 中, 如果,,,m n p r N *∈,且3m n p r ++=,那么必有( )A .3++=m n p r b b b bB .3++=m n p r b b b b C .3=m n p r b b b bD .3m n p r b b b b =7.“杨辉三角形”是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,如图是三角形数阵,记n a 为图中第n 行各个数之和,则411a a +的值为A .528B .1032C .1040D .20648.我们把顶角为的等腰三角形称为黄金三角形......其作法如下:①作一个正方形;②以的中点为圆心,以长为半径作圆,交延长线于;③以为圆心,以长为半径作D ;④以为圆心,以长为半径作A 交D 于,则为黄金三角形.根据上述作法,可以求出( )A .B .C .D .9.圆周率是指圆的周长与圆的直径的比值,我国南北朝时期的数学家祖充之用“割圆术”将圆周率算到了小数后面第七位,成为当时世界上最先进的成就,“割圆术”是指用圆的内接正多边形的周长来近似替代圆的周长,从正六边形起算,并依次倍增,使误差逐渐减小,如图所示,当圆的内接正多边形的边数为720时,由“割圆术”可得圆周率的近似值可用代数式表示为( )A .0720sin1B .0720sin 0.5C .0720sin 0.25D .0720sin 0.12510.一次猜奖游戏中,1,2,3,4四扇门里摆放了a ,b ,c ,d 四件奖品(每扇门里仅放一件).甲同学说:1号门里是b ,3号门里是c ;乙同学说:2号门里是b ,3号门里是d ;丙同学说:4号门里是b ,2号门里是c ;丁同学说:4号门里是a ,3号门里是c .如果他们每人都猜对了一半,那么4号门里是( ) A .aB .bC .cD .d11.根据给出的数塔猜测12345697⨯+( )19211⨯+= 1293111⨯+= 123941111⨯+= 12349511111⨯+=1234596111111⨯+=…A .1111111B .1111110C .1111112D .111111312.“杨辉三角”又称“贾宪三角”,是因为贾宪约在公元1050年首先使用“贾宪三角”进行高次开方运算,而杨辉在公元1261年所著的《详解九章算法》一书中,记录了贾宪三角形数表,并称之为“开方作法本源”图.下列数表的构造思路就源于“杨辉三角”.该表由若干行数字组成,从第二行起,每一行中的数字均等于其“肩上”两数之和,表中最后一行仅有一个数,则这个数是 ( )2017 2016 2015 2014……6 5 4 3 2 1 4033 4031 4029…………11 9 7 5 3 8064 8060………………20 16 12 8 16124……………………36 28 20 ……………………… A .201620172⨯ B .201501822⨯ C .201520172⨯D .201601822⨯二、填空题13.记I 为虚数集,设,,,a b R x y I ∈∈,则下列类比所得的结论正确的是__________.①由·a b R ∈,类比得·x y I ∈ ②由20a ≥,类比得20x ≥③由()2222a b a ab b +=++,类比得()2222x y x xy y +=++④由0,a b a b +>>-,类比得0,x y x y +>>-14.已知从2开始的连续偶数蛇形排列成宝塔形的数表,第一行为2,第二行为4,6,第三行为12,10,8,第四行为14,16,18,20,…,如图所示,在该数表中位于第i 行、第j 行的数记为ij a ,如3,210=a ,5,424=a .若2018ij a =,则i j +=__________.15.如图所示,椭圆中心在坐标原点,F 为左焦点,,A B 分别为椭圆的右顶点和上顶点,当FB AB⊥51-,此类椭圆被称为“黄金椭圆”,类比“黄金椭圆”,可推算出“黄金双曲线”的离心率e 等于___________.16.已知数列{}n a 为等差数列,则有12320a a a -+= 1234330a a a a -+-= 123454640a a a a a -+-+=类似上三行,第四行的结论为________________.17.学校建议孩子们周末去幸福广场看银杏叶,舒缓高三学习压力,返校后甲、乙、丙、丁四位同学被问及情况.甲说:“我没去”;乙说:“丁去了”;丙说:“乙去了”;丁说:“我没去”.班主任了解到这四位同学中只有一位同学去了幸福广场,但只有一位说了假话,则去了幸福广场的这位同学是_______.18.甲、乙、丙、丁四人商量去不去看一部电影,他们之间有如下对话:甲说:乙去我才去;乙说:丙去我才去;丙说:甲不去我就不去;丁说:乙不去我就不去.最终这四人中有人去看了这部电影,有人没去看这部电影,没有去看这部电影的人一定是__________. 19.现有这么一列数,2,32,54,78,( ),1332,1764,…,按照规律,( )中的数应为__________.20.有甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中只有一位获奖,有人走访了四位歌手,甲说“是乙或丙获奖.”乙说:“甲、丙都未获奖.”丙说:“我获奖了”.丁说:“是乙获奖.”四位歌手的话只有两句是对的,则获奖的歌手是__________.三、解答题21.在数列{}n a 中,1131,23n n n a a a a +==+ (1)求出23,a a 并猜想n a 的通项公式; (2)用数学归纳方证明你的猜想.22.已知数列{}n x 满足10x =,21n n n x x x c +=-++()n N*∈,104c <≤,求证:数列{}n x 是递增数列.23.用数学归纳法证明:()()22222222212311321n n n ++++-++-++++()21213n n =+.24.已知数列{}n a 满足:12a =,1(1)(1)n n na n a n n +=+++,*n N ∈. (1)求证:数列{}na n为等差数列,并求出数列{}n a 的通项公式; (2)记2(1)n nb n a =+(*n N ∈),用数学归纳法证明:12211(1)n b b b n +++<-+,*n N ∈25.观察下列等式:11122-= 11111123434-+-=+ 11111111123456456-+-+-=++ ……(1)根据给出等式的规律,归纳猜想出等式的一般结论; (2)用数学归纳法证明你的猜想. 26.(1)已知数列{}n a 通项公式为()12n n n a +=,写出数列前5项. (2)记数列3333331,2,3,4,5,,,n 的前n 项和为n S ,写出n S 的前5项并归纳出nS 的计算公式.(3)选择适当的方法对(2)中归纳出的公式进行证明.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D 【分析】先阅读题意,再结合简单的合情推理即可得解. 【详解】(1)A→D 调5辆,D→C 调1辆,B→C 调3辆,共调整:5+1+3=9次, (2)A→D 调4辆,A→B 调1辆,B→C 调4辆,共调整:4+1+4=9次, 故选D【点睛】本题考查了阅读能力及简单的合情推理,属中档题.2.D解析:D 【分析】求出当n k =时,左边的代数式,当1n k =+时,左边的代数式,相减可得结果. 【详解】当n k =时,左边的代数式为11112k k k k++⋯++++, 当1n k =+时,左边的代数式为11111232122k k k k k k ++⋯++++++++, 故用1n k =+时左边的代数式减去n k =时左边的代数式的结果为:11111212212122k k k k k +-=-+++++,故选D . 【点睛】本题考查用数学归纳法证明不等式,注意式子的结构特征,以及从n k =到1n k =+项的变化,属于中档题.3.A解析:A【分析】类比平面中求动点轨迹方程的方法,在空间任取一点P (x ,y ,z ),则AP =(x ﹣1,y ﹣2,z ﹣3),利用平面法向量为n =(﹣1,﹣2,1),即可求得结论. 【详解】类比平面中求动点轨迹方程的方法,在空间任取一点P (x ,y ,z ),则AP =(x ﹣1,y ﹣2,z ﹣3)∵平面法向量为n =(﹣1,﹣2,1), ∴﹣(x ﹣1)﹣2×(y ﹣2)+1×(z ﹣3)=0 ∴x +2y ﹣z ﹣2=0, 故选A . 【点睛】本题考查了类比推理,考查了空间向量数量积的坐标运算,由于平面向量与空间向量的运算性质相似,利用求平面曲线方程的办法,构造向量,利用向量的性质解决空间内平面方程的求解问题,属于中档题.4.D解析:D 【分析】假设其中一个人说了谎,针对其他的回答逐个判断对错即可,正确答案为丁. 【详解】假设甲打碎玻璃,甲、乙说了谎,矛盾, 假设乙打碎了玻璃,甲、乙说了谎,矛盾, 假设丙打碎了玻璃,丙、乙说了谎,矛盾, 假设丁打碎了玻璃,只有丁说了谎,符合题意, 所以是丁打碎了玻璃; 故选:D 【点睛】本题考查了进行简单的合情推理,采用逐一检验的方法解题,属基础题.5.B解析:B 【解析】分析:根据反证法思想方法,可判定③④是正确的,通过举例子,可判定①②是错误的. 详解:由题意,,a b c 满足1a b c ++=, 则在①、②中,当13a b c ===时,满足1a b c ++=,所以命题不正确; 对于③中,假设,,a b c 三个数列都大于1,则1a b c ++>,这与已知条件是矛盾的,所以假设不成立,则,,a b c 中失少有一个不大于1,所以是正确的; 对于④中,假设,,a b c 三个数列都小于14,则1a b c ++<,这与已知条件是矛盾的,所以假设不成立,则,,a b c 中失少有一个不小于14,所以是正确的; 综上可知,正确的命题由两个,故选B.点睛:本题主要考查了 命题个数的真假判定,其中解答中涉及反证法的思想的应用,着重考查了分析问题和解答问题的能力.6.D解析:D 【详解】分析:结合等差数列与等比数列具有的类比性,且等差数列与和差有关,等比数列与积商有关的特点,即可类比得到结论.详解:由题意,类比上述性质:在等比数列{}n b 中,则由“如果,,,m n p r N *∈,且3m n p r ++=”,则必有“3m n p r b b b b =”成立,故选D.点睛:本题主要考查了等差数列与等比数列之间的类比推理,其中类比推理的一般步骤:①找出等差数列与等比数列之间的相似性或一致性;②用等差数列的性质取推测等比数列的性质,得到一个明确的结论(或猜想).7.B解析:B 【解析】第一行数字之和为1112-=;第二行数字之和为2122-=;第三行数字之和为3142-=; 第四行数字之和为4182,...-=,第n 行数字之和为12n na ,31041122a a ∴+=+810241032=+=,故选B.【方法点睛】本题主要考查归纳推理,属于中档题.归纳推理的一般步骤: 一、通过观察个别情况发现某些相同的性质. 二、从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题(猜想). 常见的归纳推理分为数的归纳和形的归纳两类:(1) 数的归纳包括数的归纳和式子的归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识,如等差数列、等比数列等;(2) 形的归纳主要包括图形数目的归纳和图形变化规律的归纳.8.B解析:B 【分析】不妨假设2AD =,则1DG =,故1cos364︒=. 故选B.9.C解析:C 【解析】 设圆的半径为1,正多边形的圆心角为3600.5720︒︒=,边长为2sin0.25︒==,所以7202sin0.252π︒⨯=,即π720sin0.25=故选:C10.A解析:A【解析】由题意得,甲同学说:1号门里是b,3号门里是c,乙同学说:2号门里是b,3号门里是d;丙同学说:4号门里是b,2号门里是c;丁同学说:4号门里是a,3号门里是c c,若他们每人猜对了一半,则可判断甲同学中1号门中是b是正确的;乙同学说的2号门中有d是正确的;并同学说的3号门中有c是正确的;丁同学说的4号门中有a是正确的,则可判断在1,2,3,4四扇门中,分别存有,,,b dc a,所以4号门里是a,故选A.点睛:本题主要考查了归纳推理问题,通过具体事例,根据各位同学的说法给出判断,其中正确理解题意,合理作出推理是解答此类问题的关键,同时注意仔细审题,认真梳理.11.A解析:A【解析】【分析】根据数塔,归纳可知,等式右边各数位上的数字均为1,位数跟等式左边的加数相同,从而可得结果.【详解】由19211⨯+=;1293111⨯+=;123941111⨯+=;12349511111⨯+=,...,归纳可得,等式右边各数位上的数字均为1,位数跟等式左边的加数相同,123456*********∴⨯+=,故选A.【点睛】本题主要考查归纳推理的应用,属于中档题. 归纳推理的一般步骤是:(1)通过观察个别情况发现某些相同性质;(2)从已知的相同性质中推出一个明确表达的一般性命题(猜想) . 12.B解析:B【分析】数表的每一行都是等差数列,从右到左,第一行公差为1,第二行公差为2,第三行公差为4,…,第2015行公差为22014,第2016行只有M,由此可得结论.【详解】由题意,数表的每一行都是等差数列,从右到左,且第一行公差为1,第二行公差为2,第三行公差为4,…,第2015行公差为22014,故从右到左第1行的第一个数为:2×2﹣1,从右到左第2行的第一个数为:3×20,从右到左第3行的第一个数为:4×21,…从右到左第n行的第一个数为:(n+1)×2n﹣2,第2017行只有M,则M=(1+2017)•22015=2018×22015故答案为:B.【点睛】本题主要考查归纳与推理,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理能力.二、填空题13.③【解析】分析:在数集的扩展过程中有些性质是可以传递的但有些性质不能传递因此要判断类比的结果是否正确关键是要在新的数集里进行论证当然要想证明一个结论是错误的也可直接举一个反例要想得到本题的正确答案可解析:③【解析】分析:在数集的扩展过程中,有些性质是可以传递的,但有些性质不能传递,因此,要判断类比的结果是否正确,关键是要在新的数集里进行论证,当然要想证明一个结论是错误的,也可直接举一个反例,要想得到本题的正确答案,可对3个结论逐一进行分析,不难解答.详解:A:由a•b∈R,不能类比得x•y∈I,如x=y=i,则xy=﹣1∉I,故①不正确;B:由a2≥0,不能类比得x2≥0.如x=i,则x2<0,故②不正确;C:由(a+b)2=a2+2ab+b2,可类比得(x+y)2=x2+2xy+y2.故③正确;D:若x,y∈I,当x=1+i,y=﹣i时,x+y>0,但x,y 是两个虚数,不能比较大小.故④错误故4个结论中,C是正确的.故答案为:③.点睛:类比推理的一般步骤是:(1)找出两类事物之间的相似性或一致性;(2)用一类事物的性质去推测另一类事物的性质,得出一个明确的命题(猜想).但类比推理的结论不一定正确,还需要经过证明.14.72【解析】分析:先求出2018排在第几行再找出它在这一行的第几列即得的值详解:第1行有1个偶数第2行有2个偶数第n行有n个偶数则前n行共有个偶数2018在从2开始的偶数中排在第1009位所以当n=解析:72【解析】分析:先求出2018排在第几行,再找出它在这一行的第几列,即得i j +的值.详解:第1行有1个偶数,第2行有2个偶数,,第n 行有n 个偶数,则前n 行共有(1)1+2+3++2n n n +=个偶数,2018在从2开始的偶数中排在第1009位, 所以(1)1009,45.2n n n +≥∴≥ 当n=44时,第44个偶数为44(441)219802+⨯=,所以第44行结束时最右边的偶数为1980,由题得2018排在第45行的第27位,所以i j +=45+27=72.故答案为72.点睛:(1)本题主要考查归纳推理和等差数列的性质,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理能力.(2)解答本题的关键是通过解不等式(1)10092n n +≥找到2018所在的行. 15.【解析】分析:根据类比推理可得黄金双曲线应满足其中F 为左焦点AB 分别为双曲线的右顶点和虚轴的上顶点然后求得的坐标后根据题意得到的关系式解方程可得离心率详解:根据黄金椭圆的性质是可得黄金双曲线也满足这解析:512+. 【解析】 分析:根据类比推理可得“黄金双曲线”应满足FB AB ⊥,其中F 为左焦点,A,B 分别为双曲线的右顶点和虚轴的上顶点,然后求得,,A B F 的坐标后根据题意得到,,a b c 的关系式,解方程可得离心率.详解:根据“黄金椭圆”的性质是FB AB ⊥,可得“黄金双曲线”也满足这个性质.如图,设“黄金双曲线”的方程为22221(0,0)x y a b a b-=>>,则(,0),(0,),(,0)A a B b F c -,(,),(,)FB c b AB a b ==-,∵FB AB ⊥,∴20FB AB ac b ⋅=-=,∴222ac b c a ==-,∴210e e --=,解得e =或e =(舍去),∴黄金双曲线”的离心率e . 点睛:本题考查类比推理和双曲线离心率的求法,解题的关键是得到“黄金双曲线”的特征,得到相关点的坐标后将这一特征转化为,,a b c 的关系式,构造出关于离心率的方程,解方程可得所求,解题时要注意双曲线的离心率大于1这一条件.16.【解析】观察前三个式子可知三个式子的项数分别是所以第四个式子有项前三个式子奇数项为正偶数项为负项的系数满足二项式定理系数的形式所以第四项的结论:故答案为【方法点睛】本题通过观察几组多项式式归纳出一般 解析:1234565101050a a a a a a -+-+-=【解析】观察前三个式子,可知三个式子的项数分别是3,4,5,所以第四个式子有6项,前三个式子奇数项为正,偶数项为负,项的系数满足二项式定理系数的形式,所以第四项的结论:1234565101050a a a a a a -+-+-=,故答案为1234565101050a a a a a a -+-+-=.【方法点睛】本题通过观察几组多项式式,归纳出一般规律来考查归纳推理,属于中档题.归纳推理的一般步骤: 一、通过观察个别情况发现某些相同的性质. 二、从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题(猜想). 常见的归纳推理分为数的归纳和形的归纳两类:(1) 数的归纳包括数的归纳和式子的归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识,如等差数列、等比数列等;(2) 形的归纳主要包括图形数目的归纳和图形变化规律的归纳.17.乙【解析】假设甲去过则甲说了假话乙说了假话丙说了假话丁说了真话与只有一位说了假话矛盾假设乙去过则甲说了真话乙说了假话丙说了真话丁说了真话与只有一位说了假话一致故填乙解析:乙【解析】假设甲去过,则甲说了假话,乙说了假话,丙说了假话,丁说了真话,与只有一位说了假话矛盾.假设乙去过,则甲说了真话,乙说了假话,丙说了真话,丁说了真话,与只有一位说了假话一致.故填乙.18.丁【解析】如果甲不去那么丙也不去乙丁都不去;如果乙不去那么丁不去甲丙都不去;如果乙不去那么丁不去甲丙也都不去;如果丁不去那么甲乙丙都去了才符合题意故答案为丁解析:丁【解析】如果甲不去,那么丙也不去,乙、丁都不去;如果乙不去,那么丁不去,甲、丙都不去;如果乙不去,那么丁不去,甲、丙也都不去;如果丁不去,那么甲、乙、丙都去了,才符合题意,故答案为丁.19.【解析】由题意可得分子为连续的质数分母依次为首项为2公比为2的等比数列故括号中的数应该为点睛:归纳推理是由部分到整体由特殊到一般的推理由归纳推理所得的结论不一定正确通常归纳的个体数目越多越具有代表性 解析:1116【解析】由题意可得,分子为连续的质数,分母依次为首项为2、公比为2的等比数列,故括号中的数应该为1116. 点睛:归纳推理是由部分到整体、由特殊到一般的推理,由归纳推理所得的结论不一定正确,通常归纳的个体数目越多,越具有代表性,那么推广的一般性命题也会越可靠,它是一种发现一般性规律的重要方法.20.丙【解析】若甲获奖则甲乙丙丁说的都是错的同理可推知乙丙丁获奖的情况可知获奖的歌手是丙考点:反证法在推理中的应用解析:丙【解析】若甲获奖,则甲、乙、丙、丁说的都是错的,同理可推知乙、丙、丁获奖的情况,可知获奖的歌手是丙.考点:反证法在推理中的应用.三、解答题21.(1)2333,78a a ==;35n a n =+;(2)见详解 【分析】(1)先根据递推关系,依次求得23,a a 的值,并猜想通项公式为35n a n =+; (2)根据数学归纳法证明的过程,对猜想进行证明即可.【详解】解:(1) ∵1131,23n n n a a a a +==+, ∴1223123133333372,1337383327a a a a a a ⨯⨯======++++ 因此可猜想: 35n a n =+()n N *∈; (2)当1n =时,112a =,等式成立,假设n k =时,等式成立,即35k a k =+, 则当1n k =+时,1333335336(1)535k k k a k a a k k k +⨯+====++++++, 即当1n k =+时,等式也成立, 综上所述,对任意自然数n *∈N ,35n a n =+. 【点睛】方法点睛:用数学归纳法证明恒等式的步骤及注意事项:①明确初始值0n 并验证真假;②“假设n k =时命题正确”并写出命题形式;③分析“1n k =+时”命题是什么,并找出与“n k =”时命题形式的差别.弄清左端应增加的项;④明确等式左端变形目标,掌握恒等式变形常用的方法:乘法公式、因式分解、添拆项、配方等,并用上假设.22.证明见解析.【分析】 若104c <,要证{}n x是递增数列.即证n x 对任意1n 成立,然后利用数学归纳法的证明步骤证明即可.【详解】证明:若104c <≤,要证{}n x 是递增数列. 即210n n n x x x c +-=-+>,即证n x <1n ≥成立.下面用数学归纳法证明:当104c <≤时,n x 对任意1n ≥成立. ①当1n=时,1102x =<,结论成立 ②假设当n k =(1k,N k *∈)时结论成立,即k x <因为函数()2f x x x c =-++在区间1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭内单调递增,所以()1k k x f x f +=<=∴当1n k =+时,1k x +成立.由①,②知,0n x <<1n ≥,N n *∈成立.因此,21n n n n x x x c x +=-+>,即{}n x 是递增数列. 【点睛】本题考查数列的递推关系式的应用,数学归纳法的应用,考查转化思想以及计算能力,属于中档题.23.证明见解析【分析】用数学归纳法证明:(1)当1n =时,证明等式成立;(2)假设当n k =时,等时成立,用归纳假设证明当1n k =+时,等式也成立即可.【详解】(1)当1n =,左边=1,右边1313⨯==,此时等式成立. (2)假设当,n k k N *=∈时, ()()()222222222212311132121,3k k k k k k N *+++⋯-++-+⋯+++=+∈成立. 当1n k =+时,左边22222222123(1)21k k k =+++⋯+++++⋯++()222121(1)3k k k k =++++ 21(1)2(1)13k k ⎡⎤=+++⎣⎦= 右边, 即当1n k =+时等式成立.根据(1)(2),可知对n *∈N 等式成立.【点睛】本题主要考查的是数学归纳法的应用,解题的关键是熟练掌握数学归纳法解题的一般步骤,是基础题.24.(1)证明见解析,(1)n a n n =+;(2)见解析【分析】(1)定义法证明:11n n a a d n n +-=+;(2)采用数学归纳法直接证明(注意步骤). 【详解】由1(1)(1)n n na n a n n +=+++可知:1(1)(1)(1)(1)(1)n n na n a n n n n n n n n +++=++++, 则有111n n a a n n +=++,即111n n a a n n +-=+,所以{}n a n 为等差数列,且首相为121a =,公差1d =,所以1n a n n =+,故(1)n a n n =+; (2)22(1)n b n n =+ ,当1n =时,111124b =<-成立; 假设当n k =时,不等式成立则:12211(1)k b b b k +++<-+;当1n k =+时,12122121(1)(1)(2)k k b b b b k k k +++++<-++++, 因为22222212112111(1)(1)(2)(2)(2)(1)(2)(1)k k k k k k k k ⎛⎫⎛⎫-+--=+- ⎪ ⎪++++++++⎝⎭⎝⎭222222(1)2(1)(2)10(1)(2)(1)(2)k k k k k k k +++-+-==<++++ , 所以22212111(1)(1)(2)(2)k k k k ⎛⎫⎛⎫-+<- ⎪ ⎪++++⎝⎭⎝⎭, 则121211(2)k k b b b b k +++++<-+,故1n k =+时不等式成立, 综上可知:12211(1)n b b b n +++<-+. 【点睛】 数学归纳法的一般步骤:(1)1n =命题成立;(2)假设n k =命题成立;(3)证明1n k =+命题成立(一定要借助假设,否则不能称之为数学归纳法).25.(1)111111111234212122n n n n n -+-+⋯+-=++⋯+-++;(2)证明见解析. 【分析】(1)根据给出等式的规律,直接写出一般结论;(2)利用数学归纳法证明猜想的结论,递推部分利用n k =时的结论来推导证明当1n k =+时,等式仍然成立.【详解】(1)111111111234212122n n n n n-+-+⋯+-=++⋯+-++. (2)证明:①当1n =时,左边11122=-=,右边12=,左边=右边 ∴当1n =时,等式成立;②假设当n k =时等式成立,即111111111234212122k k k k k-+-+⋯+-=++⋯+-++ 则当1n k =+时 左边111111112342122122k k k k =-+-++-+--++ (111111222122)k k k k k =++⋯++-++++ 111112321122k k k k k ⎛⎫⎛⎫=++++- ⎪ ⎪+++++⎝⎭⎝⎭…1111232122k k k k =++++=++++…右边 ∴当1n k =+时,等式也成立由①②可知,对一切n *∈N ,等式都成立.【点睛】本题主要考查了归纳推理和数学归纳法,考查了学生逻辑推理与运算求解能力. 26.(1)11a =,23a =,36a =,410a =,515a =;(2)11S =,29S =,336S =,4100S =,5225S =,()2214n n n S +=;(3)证明见解析. 【分析】(1)根据通项公式直接计算前5项即可. (2)首先计算n S 的前5项,再归纳n S 即可.(3)首先验证1n =时等式成立,假设n k =时,等式成立,再证明1n k =+时等式也成立即可证明.【详解】(1)11a =,23a =,36a =,410a =,515a =.(2)11S =,32129S =+=,339336S =+=,34364100S =+=, 351005225S =+=,故()2214n n n S += (3)当1n =时,1n S =,显然等式成立.假设n k =时,等式成立,即有()2214k k k S +=, 则当1n k =+时有:()()()223311114k k k k S S k k ++=++=++ ()()()()()()22222211112114 44k k k k k k k +++++⎡⎤=+++==⎥⎣⎡⎤⎣⎦⎢⎦ 所以当1n k =+时,等式也成立.故原等式成立,归纳公式正确.【点睛】本题主要考查数学归纳法的证明,同时考查了数列的通项公式,属于中档题.。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》测试(含答案解析)

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一、选择题1.从计算器屏幕上显示的数为0开始,小明进行了五步计算,每步都是加1或乘以2.那么不可能是计算结果的最小的数是( ) A .12B .11C .10D .92.演绎推理“因为0'()0f x =时,0x 是()f x 的极值点,而对于函数3()f x x =,'(0)0f =,所以0是函数3()f x x =的极值点.”所得结论错误的原因是( )A .大前提错误B .小前提错误C .推理形式错误D .全不正确 3.已知一列数按如下规律排列,1,3,-2,5,-7,12,-19,31,…,则第9个数是( ) A .50B .42C .-50D .-424.下列类比推理正确的是( )A .把()a b c +与x y a +类比,则有x y x y a a a +=+B .把()a a b +与()a a b ⋅+类比,则有()2a ab a a b ⋅+=+⋅C .把()nabc 与)n x y z (++类比,则有)n n n n x y z x y z ++=++( D .把()ab c 与()a b c ⋅⋅类比,则有()()a b c c a b ⋅⋅=⋅⋅ 5.用数学归纳法证明 11151236n n n ++⋅⋅⋅+≥++时,从n k =到1n k =+,不等式左边需添加的项是( ) A .111313233k k k +++++ B .112313233k k k +-+++ C .11331k k -++ D .133k +6.数列0,75-,135,6317-,…的一个通项公式是( )A .()312111n n n +--+ B .()32111nn n --+C .()312111n n n ---- D .()32111nn n ---7.用反证法证明命题:“若x ,那么(1)f ,(2)f ,(3)f 中至少有一个不小于12”时,反设正确的是( ) A .假设(1)f ,(2)f ,(3)f 至多有两个小于12 B .假设(1)f ,(2)f ,(3)f 至多有一个小于12C .假设(1)f ,(2)f ,(3)f 都不小于12D .假设(1)f ,(2)f ,(3)f 都小于128.根据给出的数塔猜测12345697⨯+=( )19211⨯+= 1293111⨯+= 123941111⨯+= 12349511111⨯+= 1234596111111⨯+=…A .1111110B .1111111C .1111112D .11111139.下列推理属于演绎推理的是( ) A .由圆的性质可推出球的有关性质B .由等边三角形、等腰直角三角形的内角和是180°,归纳出所有三角形的内角和都是180°C .某次考试小明的数学成绩是满分,由此推出其它各科的成绩都是满分D .金属能导电,金、银、铜是金属,所以金、银、铜能导电 10.“因为e 2.71828=是无限不循环小数,所以e 是无理数”,以上推理的大前提是( )A .实数分为有理数和无理数B .e 不是有理数C .无限不循环小数都是无理数D .无理数都是无限不循环小数11.定义*A B ,*B C ,*C D ,*D A 的运算分别对应下面图中的⑴,⑵,⑶,⑷,则图中⑸,⑹对应的运算是( )A .*B D ,*A D B .*B D ,*AC C .*B C ,*AD D .*C D ,*A D12.已知222233+=333388+=44441515+=m m m mt t+=()*,2m t N m ∈≥且,若不等式30m t λ--<恒成立,则实数λ的取值范围为( ) A .)22,⎡+∞⎣B .(),22-∞C .(),3-∞D .[1,3]二、填空题13.已知数列1,12,21,13,22,31,14,23,32,41,,则76是数列中的第__________项.14.如图是一个三角形数阵,满足第n 行首尾两数均为n ,(),A i j 表示第()2i i ≥行第j 个数,则()100,2A 的值为__________.15.平面上画n 条直线,且满足任何2条直线都相交,任何3条直线不共点,则这n 条直线将平面分成__________个部分.16.《聊斋志异》中有这样一首诗:“挑水砍柴不堪苦,请归但求穿墙术,得诀自诩无所阻,额上纹起终不悟.”在这里,我们称形如以下形式的等式具有“穿墙术”:222233=333388=44441515=55552424=则按照以上规律,若100100100100n n=,具有“穿墙术”,则n =_____. 17.观察下列等式: (1)24sin sin 033ππ+= (2)2468sin sin sin sin 05555ππππ+++= (3)2468sinsin sin sin 7777ππππ+++1012sin sin 077ππ++= …… …… …… …… …… ……由以上规律推测,第n 个等式为:__________.18.观察下面一组等式:11S =,22349S =++=, 33456725S =++++=, 44567891049S =++++++=,......根据上面等式猜测()()2143n S n an b -=-+,则22a b += __________. 19.在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=31nn a a + (n ∈N *),可以猜测数列通项a n 的表达式为________. 20.观察下列式子:,,,,…,根据以上规律,第个不等式是_________.三、解答题21.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足22n n S a n =+(1)求1a ,2a ,3a 的值,并猜想数列{}n a 的通项公式并用数学归纳法证明; (2)令11n n n b a a +=⋅,求数列{}n b 的前n 项和n T .22.观察下列等式:11122-= 11111123434-+-=+ 11111111123456456-+-+-=++ ……(1)根据给出等式的规律,归纳猜想出等式的一般结论; (2)用数学归纳法证明你的猜想.23.在数列{}n a ,{}n b 中,12a =,14b =,且n a ,n b ,1n a +成等差数列,n b ,1n a +,1n b +成等比数列(*n N ∈).(1)求2a ,3a ,4a 及2b ,3b ,4b ;(2)根据计算结果,猜想{}n a ,{}n b 的通项公式,并用数学归纳法证明. 24.设a >0,f (x )=axa x+,令a 1=1,a n +1=f (a n ),n ∈N *. (1)写出a 2,a 3,a 4的值,并猜想数列{a n }的通项公式; (2)用数学归纳法证明你的结论. 25.在数列{}n a 中,112a =,133n n na a a +=+,求2a 、3a 、4a 的值,由此猜想数列{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明你的猜想.26.证明:223333(1)1234n n n ++++⋯+=,其中*n N ∈.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B 解析:B 【分析】由题意,可列出树形图,逐步列举,即可得到答案. 【详解】由题意,列出树形图,如图所示由树形图可知,不可能是计算结果的最小数是11,故选B.【点睛】本题主要考查了简单的合情推理,以及树形图的应用,其中解答中认真分析题意,列出树形图,结合树形图求解是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,属于基础题.2.A解析:A 【解析】分析:要分析一个演绎推理是否正确,主要观察所给的大前提,小前提和结论及推理形式是否都正确,根据这几个方面都正确,才能得到这个演绎推理正确.根据三段论进行判断即可得到结论.详解:演绎推理““因为()0'0f x =时,0x 是()f x 的极值点,而对于函数()3f x x =,()'00f =,所以0是函数()3f x x =的极值点.”中,大前提:()0'0f x =时,f x '()在0x 两侧的符号如果不相反,则0x 不是()f x 的极值点,故错误,故导致错误的原因是:大前提错误,点睛:本题考查演绎推理,考查学生分析解决问题的能力,属于基础题3.C解析:C 【解析】分析:由题意结合所给数据的特征确定第九个数即可. 详解:观察所给的数列可知,数列的特征为:121,3a a ==,()213n n n a a a n --=-≥,则978193150a a a =-=--=-. 本题选择C 选项.点睛:本题主要考查数列的递推关系,学生的推理能力等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.4.B解析:B 【解析】分析:由题意逐一考查所给命题的真假即可. 详解:逐一考查所给命题的真假:A . 由指数的运算法则可得x y x y a a a +=,原命题错误;B . 由向量的运算法则可知:()2a ab a a b ⋅+=+⋅,原命题正确; C . 由多项式的运算法则可知)n n n n x y z x y z ++≠++(,原命题错误; D . 由平面向量数量积的性质可知()()a b c c a b ⋅⋅≠⋅⋅,原命题错误; 本题选择B 选项.点睛:本题主要考查类比推理及其应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.5.B解析:B 【详解】分析:分析n k =,1n k =+时,左边起始项与终止项,比较差距,得结果. 详解:n k =时,左边为111123k k k++⋅⋅⋅+++, 1n k =+时,左边为111111233313233k k k k k k ++⋅⋅⋅++++++++++, 所以左边需添加的项是11111123132331313233k k k k k k k ++-=+-+++++++,选B. 点睛:研究n k =到1n k =+项的变化,实质是研究式子变化的规律,起始项与终止项是什么,中间项是如何变化的.6.A解析:A在四个选项中代n=2,选项B,D 是正数,不符,A 选项值为75-,符合,C 选项值为73-,不符.所以选A. 【点睛】对于选择题的选项是关于n 的关系式,可以考虑通过赋特殊值检验法,来减少运算,或排除选项.7.D解析:D 【解析】试题分析:根据题意,由于反证法证明命题:“若2()f x x px q =++,那么(1)f ,(2)f ,(3)f 中至少有一个不小于12”时,即将结论变为否定就是对命题的反设,因此可知至少有一个的否定是一个也没有,或者说假设(1)f ,(2)f ,(3)f 都小于12,故选D.考点:反证法. 8.B解析:B 【解析】 由1×9+2=11; 12×9+3=111; 123×9+4=1111; 1234×9+5=11111; …归纳可得:等式右边各数位上的数字均为1,位数跟等式左边的第二个加数相同, ∴123456×9+7=1111111, 本题选择B 选项.9.D解析:D 【解析】选项A, 由圆的性质类比推出球的有关性质,这是类比推理;选项B, 由等边三角形、直角三角形的内角和是0180,归纳出所有三角形的内角和都是0180,是归纳推理;选项C, 某次考试小明的数学成绩是满分,由此推出其它各科的成绩都是满分,是归纳推理; 选项D, 金属能导电,金、银、铜是金属,所以金、银、铜能导电,这是三段论推理,属于演绎推理; 故选D.10.C【解析】由题意得: 大前提是无限不循环小数都是无理数,选C.11.B解析:B 【解析】由图知,A 表示圆,B 表示三角形,C 表示竖线,D 表示矩形,()5∴表示B D *,()6表示A C *,故选B.12.C解析:C 【解析】分析:由等式归纳得出m 和t 的关系,从而得出关于m 的恒等式,利用函数单调性得出最小值即可得出λ的范围.=21t m =-, 30m t λ--<恒成立,即220m m λ--<恒成立,m N *∈且2m ≥,222m m m mλ+∴<=+.令()2f m m m =+,()221f m m ='-,2m ≥,()0f m ∴'>,()f m ∴单调递增,∴当2m =时,()f m 取得最小值()23f =,3λ∴<.故选:C.点睛:若f (x )≥a 或g (x )≤a 恒成立,只需满足f (x )min ≥a 或g (x )max ≤a 即可,利用导数方法求出f (x )的最小值或g (x )的最大值,从而问题得解.二、填空题13.【解析】分析:将所给数据分组发现每组数据分子分母以及分子与分母和的共同规律结合等差数列的求和公式求解即可详解:发现数列第一组分子与分组和为第二组分子与分母和为第三组分子与分母和为因为所以是第组第七个 解析:73【解析】分析:将所给数据分组,发现每组数据分子、分母以及分子与分母和的共同规律,结合等差数列的求和公式求解即可.详解:1,12,21,13,22,31,14,23,32,41,,发现数列第一组11→分子与分组和为2, 第二组12,21→分子与分母和为3, 第三组13,22,31→分子与分母和为4,因为6713+=,所以76是第12组第七个数, 第12组前面共有111212311662⨯++++==个数, 76是第66773+=项,故答案为73. 点睛:本题主要考查归纳推理,属于中档题. 归纳推理的一般步骤:①通过观察个别情况发现某些相同的性质.②从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题(猜想),由归纳推理所得的结论虽然未必是可靠的,但它由特殊到一般,由具体到抽象的认识功能,对科学的发现十分有用,观察、实验、对有限的资料作归纳整理,提出带规律性的说法是科学研究的最基本的方法之一.14.4951【解析】分析:计算前5行的第二个数字发现其中的规律得出结论详解:设第n 行的第2个数为an 由图可知a2=2=1+1a3=4=1+2+1a4=7=1+2+3+1a5=11=1+2+3+4+1…归解析:4951 【解析】分析:计算前5行的第二个数字,发现其中的规律,得出结论.详解:设第n 行的第2个数为a n ,由图可知,a 2=2=1+1,a 3=4=1+2+1,a 4=7=1+2+3+1,a 5=11=1+2+3+4+1…归纳可得a n =1+2+3+4+…+(n-1)+1=(1)2n n -+1,故第100行第2个数为:10099149512⨯+=,故答案为4951 点睛:本题考查了归纳推理,等差数列和,属于基础题.15.【解析】分析:根据几何图形列出前面几项根据归纳推理和数列中的累加法即可得到结果详解:1条直线将平面分成2个部分即2条直线将平面分成4个部分即3条直线将平面分为7个部分即4条直线将平面分为11个部分即 解析:(1)12n n ++ 【解析】分析:根据几何图形,列出前面几项,根据归纳推理和数列中的累加法即可得到结果。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(含答案解析)(1)

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一、选择题1.我国南宋数学家杨家辉所著的《详解九章算法》一书中记录了一个由正整数构成的三角形数表,我们通常称之为杨辉三角.以下数表的构造思路就来源于杨辉三角.( )从第二行起,每一行中的数字均等于其“肩上”两数之和,表中最后一行仅有一个数a ,则a 的值为( )A .100820182⨯B .100920182⨯C .100820202⨯D .100920202⨯2.设,,(0,1)a b c ∈,则1a b +,1b c +,1c a+( ) A .都不大于2 B .都不小于2 C .至少有一个不大于2D .至少有一个大于23.下面几种推理过程是演绎推理的是 ( ).A .某校高三有8个班,1班有51人,2班有53人,3班有52人,由此推测各班人数都超过50人B .由三角形的性质,推测空间四面体的性质C .平行四边形的对角线互相平分,菱形是平行四边形,所以菱形的对角线互相平分D .在数列{a n }中,a 1=1,23a =,36a =,410a =,由此归纳出{a n }的通项公式4.某个命题与正整数n 有关,如果当()n k k N +=∈时命题成立,那么可推得当1n k =+时命题也成立. 现已知当8n =时该命题不成立,那么可推得 ( ) A .当7n =时该命题不成立 B .当7n =时该命题成立 C .当9n =时该命题不成立 D .当9n =时该命题成立5.设k 1111S k 1k 2k 32k=+++⋯++++,则1k S +=( ) A .()k 1S 2k 1++B .()k 11S 2k 12k 1++++ C .()k 11S 2k 12k 1+-++ D .()k 11S 2k 12k 1+-++6.演绎推理“因为0'()0f x =时,0x 是()f x 的极值点,而对于函数3()f x x =,'(0)0f =,所以0是函数3()f x x =的极值点.”所得结论错误的原因是( )A .大前提错误B .小前提错误C .推理形式错误D .全不正确7.一位数学老师在黑板上写了三个向量(,2)a m =,(1,)b n =,(4,4)c =-,其中m ,n 都是给定的整数.老师问三位学生这三个向量的关系,甲回答:“a 与b 平行,且a 与c 垂直”,乙回答:“b 与c 平行”,丙回答:“a 与c 不垂直也不平行”,最后老师发现只有一位学生判断正确,由此猜测m ,n 的值不可能为( ) A .3m =,2n =B .2m =-,1n =-C .2m =,1n =D .2m n ==-8.“有些指数函数是减函数,2x y =是指数函数,所以2x y =是减函数”上述推理( ) A .大前提错误B .小前提错误C .推理形式错误D .以上都不是9.在平面几何中,可以得出正确结论:“正三角形的内切圆半径等于这个正三角形的高的13.”拓展到空间中,类比平面几何的上述结论,则正四面体的内切球半径等于这个正四面体的高的( ) A .12B .14C .16D .1810.圆有6条弦,两两相交,这6条弦将圆最多分割成( )个部分 A .16 B .21 C .22 D .2311.由圆心与弦(非直径)中点的连线垂直于弦,想到球心与截面圆(不经过球心的小截面圆)圆心的连线垂直于截面,用的是( )A .类比推理B .三段论推理C .归纳推理D .传递性推理 12.下面推理过程中使用了类比推理方法,其中推理正确的是( ) A .平面内的三条直线,若,则.类比推出:空间中的三条直线,若,则 B .平面内的三条直线,若,则.类比推出:空间中的三条向量,若,则C .在平面内,若两个正三角形的边长的比为,则它们的面积比为.类比推出:在空间中,若两个正四面体的棱长的比为,则它们的体积比为D .若,则复数.类比推理:“若,则”二、填空题13.如图是一个三角形数阵,满足第n 行首尾两数均为n ,(),A i j 表示第()2i i ≥行第j 个数,则()100,2A 的值为__________.14.在平面几何中有如下结论:若正三角形ABC 的内切圆周长为1C ,外接圆周长为2C ,则1212C C =.推广到空间几何可以得到类似结论:若正四面体ABCD 的内切球表面积为1S ,外接球表面积为2S ,则12S S =__________. 15.“开心辞典”中有这样一个问题:给出一组数,要你根据规律填出后面的第几个数.现给出一组数:11315,,,,228432---,…,则第8个数可以是__________.16.如图所示为计算机科学中的蛇形模型,则第20行从左到右第4个数字为__________.17.在平面几何中有如下结论:正三角形ABC 的内切圆面积为1S ,外接圆面积为2S ,则1214S S =,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1V ,外接球体积为2V ,则12V V =____. 18.已知,,a b c 为三条不同的直线,给出如下两个命题:①若,a b b c ⊥⊥,则//a c ;②若//,a b b c ⊥,则a c ⊥.试类比以上某个命题,写出一个正确的命题:设,,αβγ为三个不同的平面,__________.19.研究问题:“已知关于x 的不等式20ax bx c -+>的解集为(1,2),解关于x 的不等式20cx bx a -+>”,有如下解法:由22110()()0ax bx c a b c x x-+>⇒-+>,令1y x =,则1(,1)2y ∈,所以不等式20cx bx a -+>的解集为1(,1)2,类比上述解法,已知关于x 的不等式0k x b x a x c ++<++的解集为(2,1)(2,3)--⋃,则关于x 的不等式1011kx bx ax cx -+<--的解集为__________.20.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“•=•”;②“(m+n )t=mt+nt”类比得到“(+)•=•+•”; ③“t≠0,mt=nt ⇒m=n”类比得到“≠0,•=•⇒=”; ④“|m•n|=|m|•|n|”类比得到“|•|=||•||”.以上类比得到的正确结论的序号是 _________ (写出所有正确结论的序号).三、解答题21.在数列{}n a 中,11a =,()*121n n n a a n N n++=+∈. (1)求2a 、3a 、4a 的值;(2)猜想{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明. 22.已知函数2()1f x x =-,数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足2425()n n S n n f a +=+. (1)求1234,,,a a a a 的值;(2)猜想数列{}n a 的通项公式,并用数学归纳法加以证明. 23.已知数列{}n a 满足1a a =,112n na a +=-(*n N ∈); (1)求2a 、3a 、4a ; (2)猜想数列{}n a 的通项公式; (3)用数学归纳法证明你的猜想;24.已知函数()()211xx f x a a x -=+>+. (1)判断()f x 在()1,-+∞上的单调性并证明; (2)用适当的方法证明方程()0f x =没有负根. 25.数列{}n a 满足2(n n S n a n =-∈N *). (1)计算1234,,,a a a a ,并由此猜想通项公式n a ; (2)用数学归纳法证明(1)中的猜想.26.某少数民族的刺绣有着悠久的历史,图(1)、(2)、(3)、(4)为她们刺绣最简单的四个图案,这些图案都由小正方形构成,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.(Ⅰ)求出()5f ;(Ⅱ)利用合情推理的“归纳推理思想”归纳出()1f n +与()f n 的关系式,并根据你得到的关系式求()f n 的表达式.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【解析】 【分析】根据每一行的第一个数的变化规律即可得到结果. 【详解】解:第一行第一个数为:0112=⨯; 第二行第一个数为:1422=⨯; 第三行第一个数为:21232=⨯; 第四行第一个数为:33242=⨯;,第n 行第一个数为:1n 2n n a -=⨯;一共有1010行,∴第1010行仅有一个数:10091008a 1010220202=⨯=⨯; 故选C . 【点睛】本题考查了由数表探究数列规律的问题,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.2.D解析:D 【解析】分析:利用举反例和反证法证明每一个命题,即得正确答案. 详解:因为1116a b c b c a+++++>与都不大于2矛盾,所以A 错误. 若1315,,2,343a b a b ==+=<所以B 错误. 若111,,,222a b c <<<则a>2,b>2,c>2,所以C 错误. 故答案为D 点睛:(1)本题主要考查推理证明和反证法,意在考查学生对这些基础知识的掌握水平和分析推理能力.(2)对于含有“至少”“至多”等概念的命题常用反证法.3.C解析:C 【解析】分析:根据归纳推理、类比推理、演绎推理得概念判断选择.详解:某校高三有8个班,1班有51人,2班有53人,3班有52人,由此推测各班人数都超过50人,这个是归纳推理;由三角形的性质,推测空间四面体的性质,是类比推理;平行四边形的对角线互相平分,菱形是平行四边形,所以菱形的对角线互相平分,是演绎推理;在数列{a n }中,a 1=1,23a =,36a =,410a =,由此归纳出{a n }的通项公式,是归纳推理,因此选C.点睛:本题考查归纳推理、类比推理、演绎推理,考查识别能力.4.A解析:A 【解析】分析:利用互为逆否的两个命题同真同假的原来,当()P n 对n k =不成立时,则对1n k =-也不成立,即可得到答案.详解:由题意可知,原命题成立的逆否命题成立, 命题()P n 对8n =不成立时,则()P n 对7n =也不成立, 否则当7n =时命题成立,由已知必推得8n =也成立, 与当8n =时命题不成立矛盾,故选A .点睛:本题主要考查了数学归纳法以及归纳法的性质,互为逆否的两个命题同真同假的性质应用,其中正确四种命题的关系是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,属于基础题.5.C解析:C 【解析】分析:由题意将k 替换为1k +,然后和k S 比较即可. 详解:由题意将k 替换为1k +,据此可得:()()()()1111111121321k S k k k k +=+++++++++++()111123421k k k k =++++++++()11111123422121k k k k k k =+++++++++++()111111111234221211k k k k k k k k =+++++++-+++++++ ()1111111123422121k k k k k k k =++++++-++++++ ()112121k S k k =+-++. 本题选择C 选项.点睛:本题主要考查数学归纳法中由k 到k +1的计算方法,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.6.A解析:A 【解析】分析:要分析一个演绎推理是否正确,主要观察所给的大前提,小前提和结论及推理形式是否都正确,根据这几个方面都正确,才能得到这个演绎推理正确.根据三段论进行判断即可得到结论.详解:演绎推理““因为()0'0f x =时,0x 是()f x 的极值点,而对于函数()3f x x =,()'00f =,所以0是函数()3f x x =的极值点.”中,大前提:()0'0f x =时,f x '()在0x 两侧的符号如果不相反,则0x 不是()f x 的极值点,故错误,故导致错误的原因是:大前提错误, 故选:A .点睛:本题考查演绎推理,考查学生分析解决问题的能力,属于基础题7.D解析:D 【解析】分析:讨论三种情况,甲判断正确,乙、丙判断不正确;乙判断正确,甲、丙判断不正确;丙判断正确,甲、乙判断不正确,由向量平行和垂直的条件,解方程结合选项即可得到结论.详解:若甲判断正确,乙、丙判断不正确, 可得2mn =且480m -+=,解得2,1m n ==, 则()()()2,2,1,1,4,4a b c ===-, 可得b 与c 不平行,a 与c 垂直, 则乙、丙判断不正确符合题意; 若判断正确,甲、丙判断不正确,可得44n -=且480m -+=且48m =-,解得2,1m n ==-或2,1m n =-=-, 则()()()2,2,1,1,4,4a b c ==-=-或()()()2,2,1,1,4,4a b c =-=-=- 可得b 与c 不平行,a 与c 垂直, 则甲、丙判断不正确,符合题意; 若丙判断正确,甲、乙判断不正确, 可得480m -+≠且48m ≠-且44n -≠ 解得2m ≠且2m ≠-且1n ≠-,则3,2m n ==成立;2,1m n =-=-也成立;2,1m n ==也成立.2m n ==-,则甲乙丙判断均错.故选D.点睛:本题考查向量的平行和垂直的坐标表示,考查判断能力和运算能力,以及推理能力.8.C解析:C 【解析】∵大前提的形式:“有些指数函数是减函数”,不是全称命题,∴不符合三段论推理形式,∴推理形式错误,故选C.9.B解析:B 【解析】从平面图形类比空间图形,从二维类比三维,可得如下结论:正四面体的内切球半径等于这个正四面体高的14.证明如下:球心到正四面体一个面的距离即球的半径r ,连接球心与正四面体的四个顶点.把正四面体分成四个高为r 的三棱锥,所以4×13S•r=13•S•h ,r=14h . (其中S 为正四面体一个面的面积,h 为正四面体的高) 故选B .点睛:平面图形类比空间图形,二维类比三维得到类比平面几何的结论,则正四面体的内切球半径等于这个正四面体高的14,证明方法是等积法(平面上等面积,空间等体积). 10.C解析:C【解析】可以用归纳思想,1条弦,分圆成2个部分。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测卷(有答案解析)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测卷(有答案解析)

一、选择题1.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()3,4A -,且法向量为(1,2)n =-的直线(点法式)方程为:()()()13240x y ⨯++-⨯-=,化简得2110x y -+=.类比以上方法,在空间直角坐标系中,经过点()1,2,3A ,且法向量为(1,2,1)m =--的平面的方程为( ) A .220x y z +--= B .220x y z ---= C .220x y z ++-=D .220x y z +++=2.图一是美丽的“勾股树”,它是一个直角三角形分别以它的每一边向外作正方形而得到.图二是第1代“勾股树”,重复图二的作法,得到图三为第2代“勾股树”,以此类推,已知最大的正方形面积为1,则第n 代“勾股树”所有正方形的面积的和为( )A .nB .2nC .1n +D .1n -3.已知数组1()1,12(,)21,123()321,,,…,121(,,,,)121n nn n --,…,记该数组为1()a ,23(,)a a ,456(,,)a a a ,…,则200a =( )A .911B .1011C .1112D .9104.期末考试结束后,甲、乙、丙、丁四位同学预测数学成绩 甲:我不能及格. 乙:丁肯定能及格. 丙:我们四人都能及格.丁:要是我能及格,大家都能及格.成绩公布后,四人中恰有一人的预测是错误的,则预测错误的同学是( ) A .甲 B .乙 C .丙 D .丁 5.已知a ,b ,c 均为正实数,则a b ,b c ,ca的值( ) A .都大于1B .都小于1C .至多有一个不小于1D .至少有一个不小于16.(河南省南阳市第一中学2018届高三第十四次考试)某校有A ,B ,C ,D 四件作品参加航模类作品比赛.已知这四件作品中恰有两件获奖.在结果揭晓前,甲、乙、丙、丁四位同学对这四件参赛作品的获奖情况预测如下:甲说:“A 、B 同时获奖”; 乙说:“B 、D 不可能同时获奖”; 丙说:“C 获奖”;丁说:“A 、C 至少一件获奖”.如果以上四位同学中有且只有二位同学的预测是正确的,则获奖的作品是 A .作品A 与作品B B .作品B 与作品C C .作品C 与作品DD .作品A 与作品D7.袋子里有编号为2,3,4,5,6的五个球,某位教师从袋中任取两个不同的球. 教师把所取两球编号的和只告诉甲,其乘积只告诉乙,让甲、乙分别推断这两个球的编号. 甲说:“我无法确定.” 乙说:“我也无法确定.”甲听完乙的回答以后,甲又说:“我可以确定了.” 根据以上信息, 你可以推断出抽取的两球中 A .一定有3号球B .一定没有3号球C .可能有5号球D .可能有6号球8.利用数学归纳法证明不等式()()1111++++,2,232n f n n n N +<≥∈的过程中,由n k =变成1n k =+时,左边增加了( )A .1项B .k 项C .12k -项D .2k 项9.用数学归纳法证明“11112321n++++- ”时,由(1)n k k =>不等式成立,推证1n k =+时,左边应增加的项数是( )A .12k -B .21k -C .2kD .21k +10.数学老师给同学们出了一道证明题,以下四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,甲:我不会证明;乙:丙会证明;丙:丁会证明;丁:我不会证明.根据以上条件,可以判定会证明此题的人是( ) A .甲B .乙C .丙D .丁11.如果把一个多边形的所有便中的任意一条边向两方无限延长称为一直线时,其他个边都在此直线的同旁,那么这个多边形就叫凸多边形.平行内凸四边形由2条对角线,凸五边形有5条对角线,以此类推,凸16变形的对角线条为( ) A .65B .96C .104D .11212.下面推理过程中使用了类比推理方法,其中推理正确的是( )A .平面内的三条直线,若,则.类比推出:空间中的三条直线,若,则 B .平面内的三条直线,若,则.类比推出:空间中的三条向量,若,则C .在平面内,若两个正三角形的边长的比为,则它们的面积比为.类比推出:在空间中,若两个正四面体的棱长的比为,则它们的体积比为D .若,则复数.类比推理:“若,则”二、填空题13.用数学归纳法证明(1)(2)()2135(21)+++=⋅⋅⋅-n n n n n n 的过程中,由k 到1k +时,右边应增加的因式是____________.14.某同学在解决一道数学题时发现01212323434234345445567----222222222222====,,,,,依此规律可以求得112nk k k =+∑关于n 的最简表达式为__________.15.如图所示,椭圆中心在坐标原点,F 为左焦点,,A B 分别为椭圆的右顶点和上顶点,当FB AB⊥51-,此类椭圆被称为“黄金椭圆”,类比“黄金椭圆”,可推算出“黄金双曲线”的离心率e 等于___________. 16.现有如下假设:所有纺织工都是工会成员,部分梳毛工是女工,部分纺织工是女工,所有工会成员都投了健康保险,没有一个梳毛工投了健康保险.下列结论可以从上述假设中推出来的是__________.(填写所有正确结论的编号) ①所有纺织工都投了健康保险 ②有些女工投了健康保险 ③有些女工没有投健康保险 ④工会的部分成员没有投健康保险17.甲、乙、丙、丁四人商量去不去看一部电影,他们之间有如下对话:甲说:乙去我才去;乙说:丙去我才去;丙说:甲不去我就不去;丁说:乙不去我就不去.最终这四人中有人去看了这部电影,有人没去看这部电影,没有去看这部电影的人一定是__________.18.(2016·开封联考)如图所示,由曲线y =x 2,直线x =a ,x =a +1(a >0)及x 轴围成的曲边梯形的面积介于相应小矩形与大矩形的面积之间,即1222(1)a aa x dx a +<<+⎰.运用类比推理,若对∀n ∈N *,111111122121A n n n n n n +++<<++++++-恒成立,则实数A =________.19.将自然数1,2,3,4,…排成数阵(如右图所示),在2处转第一个弯,在3处转第二个弯,在5处转第三个弯,…,则转第100个弯处的数是______.20.甲乙丙三人代表班级参加校运会的跑步,跳远,铅球比赛,每人参加一项,每项都要有人参加,他们的身高各不同,现了解到已下情况:(1)甲不是最高的;(2)最高的是没报铅球;(3)最矮的参加了跳远;(4)乙不是最矮的,也没参加跑步.可以判断丙参加的比赛项目是__________.三、解答题21.用数学归纳法证明:111111111234212122n n n n n-+-+⋯+-=++⋯+-++. 22.已知数列{}n a 满足1a a =,112n na a +=-(*n N ∈); (1)求2a 、3a 、4a ; (2)猜想数列{}n a 的通项公式; (3)用数学归纳法证明你的猜想;23.已知数列{}n a 各项均为正数,满足2333(1)122n n a n +⎛⎫+++= ⎪⎝⎭.(1)求1a ,2a ,3a 的值;(2)猜想数列{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明你的结论.24.用数学归纳法证明:()()()2222*24(2)221335212121n n nn N n n n +++⋯+=∈⋅⋅-++. 25.正项数列{}n a 的前n 项和n S 满足1n n a S n =-. (Ⅰ)求1a ,2a ,3a ;(Ⅱ)猜想{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明.26.设等差数列的公差,且,记(1)用分别表示,并猜想;(2)用数学归纳法证明你的猜想.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.A 解析:A 【分析】类比平面中求动点轨迹方程的方法,在空间任取一点P (x ,y ,z ),则AP =(x ﹣1,y ﹣2,z ﹣3),利用平面法向量为n =(﹣1,﹣2,1),即可求得结论. 【详解】类比平面中求动点轨迹方程的方法,在空间任取一点P (x ,y ,z ),则AP =(x ﹣1,y ﹣2,z ﹣3)∵平面法向量为n =(﹣1,﹣2,1), ∴﹣(x ﹣1)﹣2×(y ﹣2)+1×(z ﹣3)=0 ∴x +2y ﹣z ﹣2=0, 故选A . 【点睛】本题考查了类比推理,考查了空间向量数量积的坐标运算,由于平面向量与空间向量的运算性质相似,利用求平面曲线方程的办法,构造向量,利用向量的性质解决空间内平面方程的求解问题,属于中档题.2.C解析:C 【分析】由图二,可以求出当1n =时,所有正方形的面积,结合选项即可排除A 、B 、D 选项. 【详解】由题意知,当1n =时,“勾股树”所有正方形的面积的和为2,当2n =时,“勾股树”所有正方形的面积的和为3,以此类推,可得所以正方形面积的和为1n +;也可以通过排除法,当1n =时,“勾股树”所有正方形的面积的和为2,选项A 、B 、D 都不满足题意,从而选出答案. 故选C. 【点睛】本题考查了归纳推理,考查了勾股定理的应用,属于基础题.3.B解析:B 【解析】 【分析】设a 200在第n 组中,则()()1120022n n n n -+≤<(n ∈N *),由等差数列求和得:a 200在第20组中,前19组的数的个数之和为:19202⨯=190, 再进行简单的合情推理得:a 20010102010111==-+,得解.【详解】由题意有,第n 组中有数n 个,且分子由小到大且为1,2,3…n ,设a 200在第n 组中,则()()1120022n n n n -+≤<(n ∈N *),解得:n =20,即a 200在第20组中,前19组的数的个数之和为:19202⨯=190, 即a 200在第20组的第10个数,即为10102010111=-+,a 2001011=, 故选B . 【点睛】本题考查了阅读理解及等差数列求和与进行简单的合情推理能力,属中档题.4.A解析:A【解析】分析:若甲预测正确,显然导出矛盾.详解:若甲预测正确,则乙,丙 , 丁都正确,乙:丁肯定能及格.丙:我们四人都能及格.丁:要是我能及格,大家都能及格.,即四人都及格显然矛盾, 故甲预测错误. 故选A.点睛:本题考查推理与论证,根据已知分别假设得出矛盾进而得出是解题关键.5.D解析:D 【解析】分析:对每一个选项逐一判断得解. 详解:对于选项A,如果a=1,b=2,则112a b =<,所以选项A 是错误的.对于选项B,如果a=2,b=1,则21ab=>,所以选项B 是错误的.对于选项C,如果a=4,b=2,c=1,则421,2a b ==>2211b c ==>,所以选项C 是错误的.对于选项D,假设1,1,1a b cb c a<<<,则3,3a b c a b c b c a b c a ++<++≥=,显然二者矛盾,所以假设不成立,所以选项D 是正确的.故答案为D.点睛:(1)本题主要考查反证法,意在考查学生对该知识的掌握水平.(2)三个数,,a b c 至少有一个不小于1的否定是 1.1, 1.a b c <<<6.D解析:D 【解析】根据题意,,,,A B C D 作品中进行评奖,由两件获奖, 且有且只有二位同学的预测是正确的,若作品A 与作品B 获奖,则甲、乙,丁是正确的,丙是错误的,不符合题意; 若作品B 与作品C 获奖,则乙、并、丁是正确的,甲是错误的,不符合题意; 若作品C 与作品D 获奖,则甲、乙,丙是正确的,丁是错误的,不符合题意; 只有作品A 与作品D 获奖,则乙,丁是正确的,甲、丙是错误的,符合题意, 综上所述,获奖作品为作品A 与作品D ,故选D.7.D解析:D 【解析】甲说:“我无法确定.”说明两球编号的和可能为7包含(2,5),(3,4),可能为8包含(2,6),(3,5),可能为9包含(3,6),(2,7)乙说:“我无法确定.”说明两球编号的乘积为12包含(3,4)或(2 ,6) 根据以上信息,可以推断出抽取的两球中可能有6号球 故选D点睛:本题是一道通俗易懂的合情推理题目,主要考查同学们的逻辑思维能力和推理能力,问题难度不大,认真审题是关键.8.D解析:D 【分析】分别写出n k =、1n k =+时,不等式左边的式子,从而可得结果. 【详解】当n k =时,不等式左边为1111232k++++,当1n k =+时,不等式左边为1111111232212k k k +++++++++,则增加了112(21)1222k k k k k++-++=-=项,故选D.【点睛】项数的变化规律,是利用数学归纳法解答问题的基础,也是易错点,要使问题顺利得到解决,关键是注意两点:一是首尾两项的变化规律;二是相邻两项之间的变化规律.9.C解析:C【解析】左边的特点:分母逐渐增加1,末项为121 n-;由n=k,末项为121k-到n=k+1,末项为11121212k k k+=--+,∴应增加的项数为2k.故选C.10.A解析:A【解析】四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,丙:丁会证明;丁:我不会证明,所以丙与丁中有一个是正确的;若丙说了真话,则甲必是假话,矛盾;若丁说了真话,则甲说的是假话,甲就是会证明的那个人,符合题意,以此类推,即可得到甲说真话,故选A.11.C解析:C【解析】可以通过列表归纳分析得到;多边形45678对角线22+32+3+42+3+4+52+3+4+5+616边形有2+3+4+…+14=16132⨯=104条对角线.故选C.12.D解析:D【分析】对四个答案中类比所得的结论逐一进行判断,即可得到答案【详解】对于,空间中,三条直线,若,则与不一定平行,故错误对于,若,则若,则不正确,故错误对于,在平面上,正三角形的面积比是边长比的平方,类比推出在空间中,正四面体的体积是棱长比的立方,棱长比为,则它们的体积比为,故错误对于,在有理数中,由可得,,解得,故正确 综上所述,故选 【点睛】本题考查的知识点是类比推理,解题的关键是逐一判断命题的真假,属于基础题.二、填空题13.【分析】根据右边式子的含义以及n 的变化给式子带来的变化进行求解【详解】当时右式为当时右式为则右边应增加的因式是故答案为:【点睛】本题考查数学归纳法中由到时增加项的求解解题的关键是理解左边式子的意义属 解析:2(21)k +【分析】根据右边式子的含义,以及n 的变化给式子带来的变化,进行求解. 【详解】当(*)n k k N =∈时,右式为2135(21)k k ⋅⋅⋅-,当1n k =+时,右式为12135(21)(21)22135(21)(21)k k k k k k +⋅⋅⋅-+=⋅⋅⋅⋅-+,则右边应增加的因式是2(21)k +, 故答案为:2(21)k + 【点睛】本题考查数学归纳法中由n k =到1n k =+时增加项的求解,解题的关键是理解左边式子的意义,属于容易.14.【解析】分析:由已知中:可得:利用裂项相消法可得答案详解:由已知中:归纳可得:故故答案为:点睛:常见的归纳推理类型及相应方法常见的归纳推理分为数的归纳和形的归纳两类:(1)数的归纳包括数字归纳和式子解析:332n n +-. 【解析】 分析:由已知中:01212323234345456,,, (222222222)=-=-=- 可得:1123222k k k k k k -+++=-,利用裂项相消法,可得答案. 详解:由已知中:01212323234345456,,, (222222222)=-=-=-, 归纳可得:1123222k k k k k k -+++=-.故011223111344556233 (32222222222)k n n n k k n n n -=++++=-+-+-+-=-∑. 故答案为:332nn +-. 点睛:常见的归纳推理类型及相应方法 常见的归纳推理分为数的归纳和形的归纳两类:(1)数的归纳包括数字归纳和式子归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识,如等差数列、等比数列等. (2)形的归纳主要包括图形数目归纳和图形变化规律归纳.15.【解析】分析:根据类比推理可得黄金双曲线应满足其中F 为左焦点AB 分别为双曲线的右顶点和虚轴的上顶点然后求得的坐标后根据题意得到的关系式解方程可得离心率详解:根据黄金椭圆的性质是可得黄金双曲线也满足这解析:512+. 【解析】分析:根据类比推理可得“黄金双曲线”应满足FB AB ⊥,其中F 为左焦点,A,B 分别为双曲线的右顶点和虚轴的上顶点,然后求得,,A B F 的坐标后根据题意得到,,a b c 的关系式,解方程可得离心率.详解:根据“黄金椭圆”的性质是FB AB ⊥,可得“黄金双曲线”也满足这个性质.如图,设“黄金双曲线”的方程为22221(0,0)x y a b a b-=>>,则(,0),(0,),(,0)A a B b F c -,(,),(,)FB c b AB a b ==-,∵FB AB ⊥,∴20FB AB ac b ⋅=-=, ∴222ac b c a ==-, ∴210e e --=, 解得15e +=或15e -=(舍去),∴黄金双曲线”的离心率e 15+. 点睛:本题考查类比推理和双曲线离心率的求法,解题的关键是得到“黄金双曲线”的特征,得到相关点的坐标后将这一特征转化为,,a b c 的关系式,构造出关于离心率的方程,解方程可得所求,解题时要注意双曲线的离心率大于1这一条件.16.①②③【解析】∵所有纺织工都是工会成员所有工会成员都投了健康保险∴所有纺织工都投了健康保险故①正确;∵所有纺织工都是工会成员所有工会成员都投了健康保险部分纺织工是女工∴有些女工投了健康保险故②正确;解析:①②③ 【解析】∵所有纺织工都是工会成员,所有工会成员都投了健康保险 ∴所有纺织工都投了健康保险,故①正确;∵所有纺织工都是工会成员,所有工会成员都投了健康保险,部分纺织工是女工 ∴有些女工投了健康保险,故②正确;∵部分梳毛工是女工,没有一个梳毛工投了健康保险 ∴有些女工没有投健康保险,故③正确; ∵所有工会成员都投了健康保险∴工会的部分成员没有投健康保险是错误的,故④错误. 故答案为①②③.17.丁【解析】如果甲不去那么丙也不去乙丁都不去;如果乙不去那么丁不去甲丙都不去;如果乙不去那么丁不去甲丙也都不去;如果丁不去那么甲乙丙都去了才符合题意故答案为丁解析:丁 【解析】如果甲不去,那么丙也不去,乙、丁都不去;如果乙不去,那么丁不去,甲、丙都不去;如果乙不去,那么丁不去,甲、丙也都不去;如果丁不去,那么甲、乙、丙都去了,才符合题意,故答案为丁.18.【解析】令依据类比推理可得A1=dx =ln(n +1)-lnnA2=dx =ln(n +2)-ln(n +1)…An =dx =ln(2n)-ln(2n -1)所以A =A1+A2+…+An =ln(n +1)-lnn 解析:ln 2【解析】 令12111111,,,121221n A A A n n n n n n <<<<<<+++-, 依据类比推理可得A 1=11n nx +⎰d x =ln(n +1)-ln n ,A 2=211n n x ++⎰d x =ln(n +2)-ln(n +1),…,A n =2211nn x -⎰d x =ln(2n )-ln(2n -1),所以A =A 1+A 2+…+A n =ln(n +1)-ln n +ln(n +2)-ln(n +1)+…+ln(2n )-ln(2n -1)=ln(2n )-ln n =ln 2.19.2551【解析】观察由1起每一个转弯时增加的数字可发现为11223344…即第一二个转弯时增加的数字都是1第三四个转弯时增加的数字都是2第五六个转弯时增加的数字都是3第七八个转弯时增加的数字都是4…解析:2551 【解析】观察由1起每一个转弯时增加的数字, 可发现为“1,1,2,2,3,3,4,4,…”, 即第一、二个转弯时增加的数字都是1, 第三、四个转弯时增加的数字都是2, 第五、六个转弯时增加的数字都是3, 第七、八个转弯时增加的数字都是4, …故在第100个转弯处的数为:()5015012(12350)1225512+++++⋯+=+⨯=.故答案为2551.点睛:归纳推理是由部分到整体、由特殊到一般的推理,由归纳推理所得的结论不一定正确,通常归纳的个体数目越多,越具有代表性,那么推广的一般性命题也会越可靠,它是一种发现一般性规律的重要方法.20.跑步【解析】由题意得由(4)可知乙参加了铅球比赛由(2)可知乙不是最高的所以三人中身高居中;再由(1)可知甲是最矮的参加了跳远丙是最高的参加了跑步比赛解析:跑步 【解析】由题意得, 由(4)可知,乙参加了铅球比赛,由(2)可知乙不是最高的,所以三人中身高居中;再由(1)可知,甲是最矮的,参加了跳远,丙是最高的,参加了跑步比赛.三、解答题21.证明见解析 【分析】根据数学归纳法证明的过程,先证明当1n =时等式成立,再假设当n k =时成立,代入化简得1n k =+时成立即可证明. 【详解】证明:①当1n =时,左边11122=-=,右边12=,等式成立;②假设当n k=()*k N ∈时等式成立,即111111111234212122k k k k k-+-+⋯+-=++⋯+-++ 当1n k =+时,111111112342122(1)12(1)k k k k -+-+⋯+-+--+-+111111222122k k k k k =++⋯++-++++ 111112221122k k k k k =+⋯+++-++++ 1111232122k k k k =++⋯++++++ ()()()()1111111221121k k k k =++⋯+++++++-+,根据①和②,可知111111111234212122n n n n n-+-+⋯+-=++⋯+-++成立, 原等式得证. 【点睛】本题考查了数学归纳法在证明数列等式中的应用,应用“当n k =时等式成立”这个假设条件,确定1n k =+时的等式形式,是数学归纳法第②步证明中的要点,属于中档题.22.(1)212a a =-,3232a a a -=-,43243aa a-=-;(2)(1)(2)(1)n n n a a n n a ---=--;(3)证明见解析; 【分析】(1)根据数列的递推关系式,代入运算,即可求解2a 、3a 、4a ; (2)由(1)可猜想得(1)(2)(1)n n n aa n n a---=--;(3)利用数学归纳法,即可证得猜想是正确的. 【详解】(1)由题意,数列{}n a 满足1a a =,112n na a +=-(*n N ∈); 所以212a a=-,2321232a a a a -=-=-,43132243a a a a -==--;(2)由(1)可猜想得(1)(2)(1)n n n aa n n a---=--;(3)①当1n =时,1a a =,上式成立; ②假设当n k =时,(1)(2)(1)k k k aa k k a---=--成立,则当1n k =+时,()()()()()()()1111122211221k kk k a a k k a a k k a k k a k k a+--===--------+-⎡⎤⎣⎦---()()()()()111211111k k a k k a k ka k k a +--+-⎡⎤⎡⎤--⎣⎦⎣⎦==+-+-+-⎡⎤⎣⎦由①②可得,当n N +∈时,(1)(2)(1)k k k aa k k a---=--成立,即数列{}n a 的通项公式为(1)(2)(1)k k k aa k k a---=--.【点睛】本题主要考查了数列的递推关系式的应用,以及数学归纳法的证明,其中解答中根据数列的递推公式,准确计算,同时熟记数学归纳法的证明方法是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,属于基础题.23.(1)11a =,22a =,33a =;(2)猜想:n a n =;证明见解析. 【解析】 【分析】(1)分别代入1,2,3n =,根据0n a >,解方程可求得结果;(2)猜想n a n =,验证1n =时成立;假设n k =时成立,则1n k =+时,利用假设可证得结论成立,从而证得结果. 【详解】(1)当1n =时,231212a ⋅⎛⎫= ⎪⎝⎭,又0n a > 11a ∴= 当2n =时,23323122a ⋅⎛⎫+= ⎪⎝⎭,解得:22a = 当3n =时,2333341232a ⋅⎛⎫++= ⎪⎝⎭,解得:33a = (2)猜想:n a n =证明:(1)当1n =时,由(1)可知结论成立; (2)假设当n k =时,结论成立,即k a k =成立, 则当1n k =+时, 由()23331122k a k k ⎛⎫++++= ⎪⎝⎭与()()2313321212k a k k +⎛⎫+++++= ⎪⎝⎭得:()()()()()2222311212112222k k k a k a k a k k k k ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++++=-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()()()()()()()2322222221241114412k a k k k k k k k k k +∴+=+++=+++=++ 又0n a > 11k a k +∴=+成立根据(1)、(2)猜想成立,即:n a n =【点睛】本题考查数列中的项的求解、利用数学归纳法证明问题.利用数学归纳法证明时,要注意在证明1n k =+时结论成立时,必须要用到n k =时假设成立的结论,属于常规题型. 24.详见解析 【分析】用数学归纳法进行证明,先证明当1n =时,等式成立.再假设当n k =时等式成立,进而证明当1n k =+时,等式也成立. 【详解】() 1当1n =时,左边43==右边,等式成立. ()2假设当n k =时等式成立,即()()222224(2)221335212121k k kk k k +++⋯+=⨯⨯-++当1n k =+时,左边∴当1n k =+时,等式也成立.综合()()12,等式对所有正整数都成立. 【点睛】数学归纳法常常用来证明一个与自然数集n 相关的性质,其步骤为:设()P n 是关于自然数n 的命题,(1)(奠基())P n 在1n =时成立;(2)(归纳)在()(P k k 为任意自然数)成立的假设下可以推出()1P k +成立,则()P n 对一切自然数n 都成立.25.(Ⅰ)123135a a a ===,,(Ⅱ)猜想21n a n ,=-证明见解析【解析】分析:(1)直接给n 取值求出1a ,2a ,3a .(2)猜想{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明.详解:(Ⅰ)令1n =,则110a S =,又11S a =,解得11a =; 令2n =,则21222111a a a a a +=⇒+=,解得23a =; 令3n =,则312333242a a a a a a ++=⇒+=,解得35a =. (Ⅱ)由(Ⅰ)猜想21n a n =-; 下面用数学归纳法证明21n a n =-. 由(Ⅰ)可知当1n =时,21n a n =-成立;假设当()*n k k N =∈时,21k a k =-,则21k k k a S k S k -=-⇒=.那么当1n k =+时,()21111k k k k a S k S a k ++++-=⇒=-,由()22111k k k k a S S a k k +++=-=-- 2112k k a ka ++=-,所以()21121k k k a a +++=,又0n a >,所以121k a k +=+,所以当1n k =+时,()121211k a k k +=+=+-. 综上,21n a n =-.点睛:(1)本题主要考查数学归纳法,意在考查学生对该基础知识的掌握水平和基本计算能力.(2) 数学归纳法的步骤:①证明当n=1时,命题成立。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(含答案解析)(4)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(含答案解析)(4)

一、选择题1.从计算器屏幕上显示的数为0开始,小明进行了五步计算,每步都是加1或乘以2.那么不可能是计算结果的最小的数是( ) A .12B .11C .10D .92.甲、乙、丙、丁四个孩子踢球打碎了玻璃.甲说:“是丙或丁打碎的.”乙说:“是丁打碎的.”丙说:“我没有打碎玻璃.”丁说:“不是我打碎的.”他们中只有一人说了谎,请问是( )打碎了玻璃. A .甲B .乙C .丙D .丁3.用反证法证明命题①:“已知332p q +=,求证:2p q +≤”时,可假设“2p q +>”;命题②:“若24x =,则2x =-或2x =”时,可假设“2x ≠-或2x ≠”.以下结论正确的是( ) A .①与②的假设都错误 B .①与②的假设都正确 C .①的假设正确,②的假设错误 D .①的假设错误,②的假设正确 4.已知一列数按如下规律排列,1,3,-2,5,-7,12,-19,31,…,则第9个数是( ) A .50B .42C .-50D .-425.给出下面四个推理:①由“若a b 、是实数,则+≤+a b a b ”推广到复数中,则有“若12z z 、是复数,则1212z z z z +≤+”;②由“在半径为R 的圆内接矩形中,正方形的面积最大”类比推出“在半径为R 的球内接长方体中,正方体的体积最大”;③以半径R 为自变量,由“圆面积函数的导函数是圆的周长函数”类比推出“球体积函数的导函数是球的表面积函数”;④由“直角坐标系中两点11(,)A x y 、22(,)B x y 的中点坐标为1212(,)22x x y y ++”类比推出“极坐标系中两点11(,)C ρθ、22(,)D ρθ的中点坐标为1212(,)22ρρθθ++”.其中,推理得到的结论是正确的个数有( )个 A .1B .2C .3D .46.一位数学老师在黑板上写了三个向量(,2)a m =,(1,)b n =,(4,4)c =-,其中m ,n 都是给定的整数.老师问三位学生这三个向量的关系,甲回答:“a 与b 平行,且a 与c 垂直”,乙回答:“b 与c 平行”,丙回答:“a 与c 不垂直也不平行”,最后老师发现只有一位学生判断正确,由此猜测m ,n 的值不可能为( ) A .3m =,2n =B .2m =-,1n =-C .2m =,1n =D .2m n ==-7.用反证法证明“平面四边形中至少有一个内角不超过90︒”,下列假设中正确的是( ) A .假设有两个内角超过90︒ B .假设有三个内角超过90︒ C .假设至多有两个内角超过90︒D .假设四个内角均超过90︒8.定义*A B ,*B C ,*C D ,*D A 的运算分别对应下面图中的⑴,⑵,⑶,⑷,则图中⑸,⑹对应的运算是( )A .*B D ,*A D B .*B D ,*AC C .*B C ,*AD D .*C D ,*A D9.请观察这些数的排列规律,数字1位置在第一行第一列表示为(1,1),数字14位置在第四行第三列表示为(4,3),根据特点推算出数字2019的位置A .(45,44)B .(45,43)C .(45,42)D .该数不会出现10.在一次连环交通事故中,只有一个人需要负主要责任,但在警察询问时,甲说:“主要责任在乙”;乙说:“丙应负主要责任”;丙说“甲说的对”;丁说:“反正我没有责任”,四人中只有一个人说的是真话,则该事故中需要负主要责任的人是( ) A .丁B .乙C .丙D .甲11.一名法官在审理一起珍宝盗窃案时,四名嫌疑人甲、乙、丙、丁的供词如下,甲说:“罪犯在乙、丙、丁三人之中”;乙说:“我没有作案,是丙偷的”;丙说:“甲、乙两人中有一人是小偷”;丁说:“乙说的是事实”.经过调查核实,四人中有两人说的是真话,另外两人说的是假话,且这四人中只有一人是罪犯,由此可判断罪犯是( ) A .乙B .甲C .丁D .丙12.用数学归纳法证明“1112n n ++++…111()24n N n n +≥∈+”时,由n k =到1n k =+时,不等试左边应添加的项是( )A .12(1)k +B .112122k k +++ C .11121221k k k +-+++ D .1111212212k k k k +--++++ 二、填空题13.“开心辞典”中有这样一个问题:给出一组数,要你根据规律填出后面的第几个数.现给出一组数:11315,,,,228432---,…,则第8个数可以是__________.14.(2016·开封联考)如图所示,由曲线y =x 2,直线x =a ,x =a +1(a >0)及x 轴围成的曲边梯形的面积介于相应小矩形与大矩形的面积之间,即1222(1)a aa x dx a +<<+⎰.运用类比推理,若对∀n ∈N *,111111122121A n n n n n n +++<<++++++-恒成立,则实数A =________.15.刘老师带甲、乙、丙、丁四名学生去西安参加自主招生考试,考试结束后刘老师向四名学生了解考试情况.四名学生回答如下: 甲说:“我们四人都没考好.” 乙说:“我们四人中有人考的好.” 丙说:“乙和丁至少有一人没考好.” 丁说:“我没考好.”结果,四名学生中有两人说对了,则这四名学生中的______________两人说对了. 16.给出下列命题:①定义在R 上的函数()f x 满足()()21f f >,则()f x 一定不是R 上的减函数;②用反证法证明命题“若实数,a b ,满足220a b +=,则,a b 都为0”时,“假设命题的结论不成立”的叙述是“假设,a b 都不为0”; ③把函数sin 23y x π⎛⎫=+⎪⎝⎭的图象向右平移6π个单位长度,所得到的图象的函数解析式为sin2y x =;④“0a =”是“函数()()32f x x axx R =+∈为奇函数”的充分不必要条件.其中所有正确命题的序号为__________.17.36的所有约数之和可以按以下方法得到:因为223623=⨯,所以36的所有正约数之和为()()()()()22222222133223232232312213391++++⋅+⋅++⋅+⋅=++++=,参照上述方法,可求得200的所有正约数之和为__________. 18.小明在做一道数学题目时发现:若复数111cos i?sin ?,z αα=+222 cos i?sin ,z αα=+,333cos i?sin z αα=+(其中123,,R ααα∈), 则121212cos()i?sin(+)z z αααα⋅=++,232323cos()i?sin(+)z z αααα⋅=++ ,根据上面的结论,可以提出猜想: z 1·z 2·z 3=__________________.19.用反证法证明“,a b N ∈,ab 可被5整除,那么a ,b 中至少有一个能被5整除”时,应假设_______.20.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“•=•”;②“(m+n )t=mt+nt”类比得到“(+)•=•+•”; ③“t≠0,mt=nt ⇒m=n”类比得到“≠0,•=•⇒=”; ④“|m•n|=|m|•|n|”类比得到“|•|=||•||”.以上类比得到的正确结论的序号是 _________ (写出所有正确结论的序号).三、解答题21.(1)当1x >时,求2()1x f x x =-的最小值.(2)用数学归纳法证明:11111222n n n +++≥++*()n N ∈. 22.数列{}n a 满足2(n n S n a n =-∈N *). (1)计算1234,,,a a a a ,并由此猜想通项公式n a ; (2)用数学归纳法证明(1)中的猜想.23.数列{}n a 满足()*21n n S a n n N +=+∈.(1)计算1234,,,a a a a ,并由此猜想通项公式n a ; (2)用数学归纳法证明(1)中的猜想. 24.记S n =1+2+3+…+n ,T n =12+22+32+…+n 2. (Ⅰ)试计算312123,,S S S T T T 的值,并猜想n nS T 的通项公式. (Ⅱ)根据(Ⅰ)的猜想试计算T n 的通项公式,并用数学归纳法证明之. 25.设等差数列的公差,且,记(1)用分别表示,并猜想;(2)用数学归纳法证明你的猜想.26.依次计算数列114⎛⎫- ⎪⎝⎭,111149⎛⎫⎛⎫--⎪⎪⎝⎭⎝⎭,1111114916⎛⎫⎛⎫⎛⎫--- ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,11111111491625⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫---- ⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,的前4项的值,由此猜想21111111111491625(1)n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫----- ⎪⎪⎪⎪⎢⎥+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦(n *∈N )的结果,并用数学归纳法加以证明.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.B解析:B【分析】由题意,可列出树形图,逐步列举,即可得到答案.【详解】由题意,列出树形图,如图所示由树形图可知,不可能是计算结果的最小数是11,故选B.【点睛】本题主要考查了简单的合情推理,以及树形图的应用,其中解答中认真分析题意,列出树形图,结合树形图求解是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,属于基础题.2.D解析:D【分析】假设其中一个人说了谎,针对其他的回答逐个判断对错即可,正确答案为丁.【详解】假设甲打碎玻璃,甲、乙说了谎,矛盾,假设乙打碎了玻璃,甲、乙说了谎,矛盾,假设丙打碎了玻璃,丙、乙说了谎,矛盾,假设丁打碎了玻璃,只有丁说了谎,符合题意,所以是丁打碎了玻璃;故选:D【点睛】本题考查了进行简单的合情推理,采用逐一检验的方法解题,属基础题.3.C解析:C【解析】分析:利用命题的否定的定义判断即可.详解:①2p q +≤的命题否定为2p q +>,故①的假设正确.2x =-或2x =”的否定应是“2x ≠-且2x ≠”② 的假设错误,所以①的假设正确,②的假设错误,故选C.点睛:本题主要考查反证法,命题的否定,属于简单题. 用反证法证明时,假设命题为假,应为原命题的全面否定.4.C解析:C 【解析】分析:由题意结合所给数据的特征确定第九个数即可. 详解:观察所给的数列可知,数列的特征为:121,3a a ==,()213n n n a a a n --=-≥,则978193150a a a =-=--=-. 本题选择C 选项.点睛:本题主要考查数列的递推关系,学生的推理能力等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.5.C解析:C 【详解】分析:根据题意,利用类比推理的概念逐一判定,即可得到结论.详解:由题意,对于①中,根据复数的表示和复数的几何意义,可知“若复数12,z z ,则1212z z z z +≤+”是正确的;对于②中,根据平面与空间的类比推理可得:“在半径为R 的球内接长方体中,正方体的体积最大”是正确的;对于③中,由球的体积公式为343V R π=,其表面积公式为24S R π=,所以V S '=,所以是正确的;对于④中,如在极坐标系中,点(1,0),(1,)2C D π,此时CD 的中点坐标为)4π,不满足“极坐标系中两点1122(,),(,)C D ρθρθ的中点坐标为1212(,)22ρρθθ++”,所以不正确,综上,正确命题的个数为三个,故选C .点睛:本题主要考查了命题的真假判定,以及类比推理的应用,其中熟记类比推理的概念和应用,以及命题的真假判定是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题,以及推理与论证能力.6.D解析:D分析:讨论三种情况,甲判断正确,乙、丙判断不正确;乙判断正确,甲、丙判断不正确;丙判断正确,甲、乙判断不正确,由向量平行和垂直的条件,解方程结合选项即可得到结论.详解:若甲判断正确,乙、丙判断不正确, 可得2mn =且480m -+=,解得2,1m n ==, 则()()()2,2,1,1,4,4a b c ===-, 可得b 与c 不平行,a 与c 垂直, 则乙、丙判断不正确符合题意; 若判断正确,甲、丙判断不正确,可得44n -=且480m -+=且48m =-,解得2,1m n ==-或2,1m n =-=-, 则()()()2,2,1,1,4,4a b c ==-=- 或()()()2,2,1,1,4,4a b c =-=-=- 可得b 与c 不平行,a 与c 垂直, 则甲、丙判断不正确,符合题意; 若丙判断正确,甲、乙判断不正确, 可得480m -+≠且48m ≠-且44n -≠ 解得2m ≠且2m ≠-且1n ≠-,则3,2m n ==成立;2,1m n =-=-也成立;2,1m n ==也成立.2m n ==-,则甲乙丙判断均错.故选D.点睛:本题考查向量的平行和垂直的坐标表示,考查判断能力和运算能力,以及推理能力.7.D解析:D 【解析】“至少有一个内角不超过90︒”的反面含义为“四个内角没有一个不超过90︒”,即四个内角均超过90︒,选D.8.B解析:B 【解析】由图知,A 表示圆,B 表示三角形,C 表示竖线,D 表示矩形,()5∴表示B D *,()6表示A C *,故选B.9.C解析:C 【分析】由所给数的排列规律得到第n 行的最后一个数为2n ,然后根据2452025=可推测2019所【详解】由所给数表可得,每一行最后一个数为2221,2,3,,由于22441936,452025==,2244201945<<, 所以故2019是第45行的倒数第4个数, 所以数字2019的位置为(45,42). 故选C . 【点睛】(1)数的归纳包括数字归纳和式子归纳,解决此类问题时,需要细心观察,寻求相邻项及项与序号之间的关系,同时还要联系相关的知识. (2)解决归纳推理问题的基本步骤①发现共性,通过观察特例发现某些相似性(特例的共性或一般规律); ②归纳推理,把这种相似性推广为一个明确表述的一般命题(猜想).10.D解析:D 【分析】利用反证法,可推导出丁说的是真话,甲乙丙三人说的均为假话,进而得到答案. 【详解】假定甲说的是真话,则丙说“甲说的对”也为真话,这与四人中只有一个人说的是真话相矛盾,故假设不成立,故甲说的是谎话;假定乙说的是真话,则丁说:“反正我没有责任”也为真话, 这与四人中只有一个人说的是真话相矛盾, 故假设不成立,故乙说的是谎话;假定丙说的是真话,由①知甲说的也是真话,这与四人中只有一个人说的是真话相矛盾,故假设不成立,故丙说的是谎话;综上可得:丁说是真话,甲乙丙三人说的均为假话,即乙丙丁没有责任,故甲负主要责任,故答案为甲 【点睛】本题主要考查了命题真假的判断,以实际问题为背景考查了逻辑推理,属于中档题.解题时正确使用反证法是解决问题的关键.11.A解析:A 【分析】由题意,这个问题的关键是四人中有两人说真话,另外两人说了假话,通过这一突破口,进行分析,推理即可得到结论. 【详解】在甲、乙、丙、丁四人的供词中,可以得出乙、丁两人的观点是一致的,因此乙丁两人的供词应该是同真同假(即都是真话或都是假话,不会出现一真一假的情况);假设乙、丁两人所得都是真话,那么甲、丙两人说的是假话,由乙说真话可推出丙是犯罪的结论;由甲说假话,推出乙、丙、丁三人不是犯罪的结论;显然这两人是相互矛盾的;所以乙、丁两人说的是假话,而甲、丙两人说的是真话,由甲、丙的供词可以断定乙是犯罪的,乙、丙、丁中有一人是犯罪的, 由丁说假话,丙说真话推出乙是犯罪的,综上可得乙是犯罪的,故选A. 【点睛】本题主要考查了推理问题的实际应用,其中解答中结合题意,进行分析,找出解决问题的突破口,然后进行推理是解答的关键,着重考查了推理与论证能力.12.C解析:C 【分析】分别代入,1n k n k ==+,两式作差可得左边应添加项. 【详解】 由n=k 时,左边为11112k k k k+++++, 当n=k+1时,左边为11111231(1)(1)k k k k k k k k +++++++++++++ 所以增加项为两式作差得:11121221k k k +-+++,选C. 【点睛】运用数学归纳法证明命题要分两步,第一步是归纳奠基(或递推基础)证明当n 取第一个值n 0(n 0∈N *)时命题成立,第二步是归纳递推(或归纳假设)假设n =k (k ≥n 0,k ∈N *)时命题成立,证明当n =k +1时命题也成立,只要完成这两步,就可以断定命题对从n 0开始的所有的正整数都成立,两步缺一不可.二、填空题13.【详解】这几个数是这样规律比较明显了即所以故填: 解析:132【详解】 这几个数是12345,,,,......2481632---,这样规律比较明显了,即()12nn n n a =-⋅,所以88125632a ==,故填:132. 14.【解析】令依据类比推理可得A1=dx =ln(n +1)-lnnA2=dx =ln(n +2)-ln(n +1)…An =dx =ln(2n)-ln(2n -1)所以A =A1+A2+…+An =ln(n +1)-lnn 解析:ln 2【解析】 令12111111,,,121221n A A A n n n n n n <<<<<<+++-, 依据类比推理可得A 1=11n nx +⎰d x =ln(n +1)-ln n ,A 2=211n n x ++⎰d x =ln(n +2)-ln(n +1),…,A n =2211nn x -⎰d x =ln(2n )-ln(2n -1),所以A =A 1+A 2+…+A n =ln(n +1)-ln n +ln(n +2)-ln(n +1)+…+ln(2n )-ln(2n -1)=ln(2n )-ln n =ln 2.15.乙丙【解析】甲与乙的关系是对立事件二人说话矛盾必有一对一错如果选丁正确则丙也是对的所以丁错误可得丙正确此时乙正确故答案为乙丙解析:乙 ,丙 【解析】甲与乙的关系是对立事件,二人说话矛盾,必有一对一错,如果选丁正确,则丙也是对的,所以丁错误,可得丙正确,此时乙正确.故答案为乙,丙.16.①③【解析】对于①定义在R 上的函数f(x)满足f(2)>f(1)则f(x)在R 上不一定是增函数但f(x)一定不是R 上的减函数;故正确对于②由于ab 全为0(ab ∈R)的否定为:ab 至少有一个不为0故不解析:①③. 【解析】对于①定义在R 上的函数f (x )满足f (2)>f (1),则f (x )在R 上不一定是增函数,但f (x )一定不是R 上的减函数;故正确对于②由于“a 、b 全为0(a 、b ∈R )”的否定为:“a 、b 至少有一个不为0”,故不正确;对于③把函数2236y sin x sin x ππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦的图象向右平移6π个单位长度,所得到的图象的函数解析式为y =sin2x ,故正确,对于④函数()()32f x x axx R =+∈为奇函数⇔f (−x )+f (x )=0⇔2a 2x =0,∀x ∈R ,2a 2x =0⇔a =0.因此“a =0”是“函数()()32f x x ax x R =+∈为奇函数”的充要条件,故不正确,故答案为①③.17.【解析】试题分析:类比的所有正约数之和的方法有:的所有正约数之和可按如下方法得到:因为所以的所有正约数之和为所以的所有正约数之和为故应填考点:1合情推理解析:465. 【解析】试题分析:类比36的所有正约数之和的方法有:200的所有正约数之和可按如下方法得到:因为3220025=⨯,所以200的所有正约数之和为232(1222)(155)465+++++=,所以200的所有正约数之和为465,故应填465.考点:1、合情推理.18.【解析】试题分析:运用推理考点:1归纳推理2复数的运算 解析:()()123123cos sin i αααααα+++++【解析】试题分析:运用推理()()123123cos sin i αααααα+++++ 考点:1.归纳推理.2.复数的运算.19.中没有能被整除的数【分析】反证法证明中假设时只需要对结论进行否定即可【详解】至少有个的否定是最多有个故应假设中没有一个能被5整除【点睛】本题考查了反证法的定义注意对于像含有至少至多都或且等特殊词语命解析:,a b 中没有能被5整除的数 【分析】反证法证明中,假设时只需要对结论进行否定即可. 【详解】“至少有n 个”的否定是“最多有1n -个”,故应假设a ,b 中没有一个能被5整除. 【点睛】本题考查了反证法的定义,注意对于像含有“至少”“至多”“都”“或”“且”等特殊词语命题的否定,属于简单题.20.①②【解析】试题分析:由向量的数量积运算的交换律和分配律可知①②正确∵故③错误;∵|故④错误故应填入①②考点:1向量数量积运算性质;2类比推理解析:①②. 【解析】试题分析:由向量的数量积运算的交换律和分配律可知①②正确∵,故③错误;∵|,故④错误.故应填入①②.考点:1.向量数量积运算性质;2.类比推理.三、解答题21.(1)4(2)见证明 【解析】 【分析】(1)由题意,化简函数的解析式为21()1211x f x x x x ==-++--,利用基本不等式,即求解其最小值;(2)利用数学归纳证明方法,即可作出证明. 【详解】(1)当1x >时,10x ->,2211(1)(1)11()12241111x x x x f x x x x x x -++-+====-++≥=----当且仅当2x =时等号成立,故2()1x f x x =-的最小值为4.⑵证明:①当n 1=时,左边1122=≥, 所以当n 1=时,命题成立; ②假设当n k =时,命题成立 则有()*1111k N k 1k 22k 2+++≥∈++ , 则当n k 1=+时,左边111k 2k 32k 2++++++ 11111111112k 1k 22k 2k 12k 2k 122k 2k 12⎛⎫=+++++-≥+⨯-= ⎪+++++++⎝⎭ , 所以当n k 1=+时,命题也成立, 综上①②可知原命题成立. 【点睛】本题主要考查了利用基本不等式求最值,以及数学归纳证明不等式,其中解答中合理化简、构造 “一正、二定、三相等”,合理利用基本不等式求解,以及熟记数学归纳法的证明方法是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.22.(1)123437151,,,248a a a a ====,1212n n n a --=;(2)证明见解析.【解析】试题分析:(1)分别令1,2,3,4n =,可求解1234,,,a a a a 的值,即可猜想通项公式n a ;(2)利用数学归纳法证明. 试题(1)123437151,,,248a a a a ====,由此猜想1212n n n a --=;(2)证明:当1n =时,11a =,结论成立;假设n k =(1k ≥,且k N +∈),结论成立,即1212k k k a --=当+1n k =(1k ≥,且k N +∈)时,()11112122k k k k k k k a S S k a k a a a ++++=-=+--+=+-,即122k k a a +=+,所以11112122212222k k k k k k a a +-+--++-===,这表明当1n k =+时,结论成立,综上所述,1212n n n a --=()n N +∈.考点:数列的递推关系式及数学归纳法的证明.23.(1)()1*212n n na n N +-=∈;(2)见解析 【解析】分析:(1)根据题设条件,可求a 1,a 2,a 3,a 4的值,猜想{a n }的通项公式. (2)利用数学归纳法的证明步骤对这个猜想加以证明.详解:(1)根据数列{}n a 满足()*21n n S a n n N +=+∈,当1n =时,11121S a a ==-+,即132a =; 当2n =时,212241S a a a =+=-+,即274a =; 同理341531,816a a ==, 由此猜想()1*212n n na n N +-=∈; (2)当1n =时,132a =,结论成立; 假设n k =(k 为大于等于1的正整数)时,结论成立,即1212k k ka +-=, 那么当1n k =+(k 大于等于1的正整数)时()11121121k k k k k a S S k a k a +++=-=++---+,∴122k k a a +=+, ∴12112122212222k k k k k k a a ++++-++-===,即1n k =+时,结论成立, 则()1*212n n na n N +-=∈. 点睛:此题主要考查归纳法的证明,归纳法一般三个步骤:(1)验证n=1成立;(2)假设n=k 成立;(3)利用已知条件证明n=k+1也成立,从而求证,这是数列的通项一种常用求解的方法 24.(Ⅰ)3331,,;5721n + (Ⅱ)见解析【解析】 试题分析:(1)利用题意求解数列的前3项可得通项公式n n S T =321n +;(2)利用题意猜想通项公式为()()1216nn n nT++=,然后利用数学归纳法证明结论即可.试题解:(Ⅰ)猜想:,(Ⅱ)根据(Ⅰ)的猜想:又,故(n∈N*),证明:①当(Ⅱ)时,左边T1=1,右边=左边=右边,猜想成立.②假设n=k时,猜想成立.即成立.则当n=k+1时,=,==,==,∴当n=k+1时,猜想也成立.由①②知对于任意的n∈N*,均成立.25.(1).;(2)见解析.【解析】试题分析:(1)分别求出的值,观察共有性质,从而可归纳猜想出;(2)根据数学归纳法的基本原理,①当n =1时,验证猜想正确,②假设当n =k 时(k ∈N *)时结论成立,证明当n =k +1时结论正确即可. 试题 (1)T 1==; T 2=+=×=×=; T 3=++=×=×=由此可猜想T n =.(2)证明:①当n =1时,T 1=,结论成立.②假设当n =k 时(k ∈N *)时结论成立, 即T k =.则当n =k +1时,T k +1=T k +=+==.即n =k +1时,结论成立. 由①②可知,T n =对于一切n ∈N *恒成立.26.22(1)n n a n +=+,证明见解析【分析】 设21111111111491625(1)n a n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=----- ⎪⎪⎪⎪⎢⎥+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦(n *∈N ),分别求出前4项的值,并猜想,利用数学归纳法证明即可 【详解】解:设21111111111491625(1)n a n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=----- ⎪⎪⎪⎪⎢⎥+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦(n *∈N ), 1234131121115111131,11,111,1111,44493491684916255a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-==--==---==----= ⎪⎪ ⎪⎪⎪ ⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭猜想:22(1)n n a n +=+证明:①当1n =时,显然成立;②假设当n k =(k N +∈)命题成立,即22(k 1)k k a +=+,当1n k =+时,212212(2)1(2)11(2)2(1)(2)2(2)k k k k k a a k k k k +⎡⎤++-++=⋅-=⋅=⎢⎥++++⎣⎦, 则1n k =+时成立,由①②可知,猜想成立,所以22(1)n n a n +=+【点睛】关键点点睛:此题考查归纳推理的应用,考查数学归纳法,考查计算能力,解题的关键是由n k =到1n k =+时,要弄清1,k k a a +的关系,即1211(2)k k a a k +⎡⎤=⋅-⎢⎥+⎣⎦,然后化简可得结果,属于中档题。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(包含答案解析)(1)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(包含答案解析)(1)

一、选择题1.甲、乙、丙、丁四位同学一起去向老师询问数学考试的成绩老师说:你们四人中有两位优秀、两位良好,我现在给乙看甲、丙的成绩,给甲看丙的成绩,给丁看乙的成绩,看后乙对大家说:我还是不知道我的成绩.根据以上信息,则( ) A .甲可以知道四人的成绩 B .丁可以知道四人的成绩 C .甲、丁可以知道对方的成绩D .甲、丁可以知道自己的成绩2.图一是美丽的“勾股树”,它是一个直角三角形分别以它的每一边向外作正方形而得到.图二是第1代“勾股树”,重复图二的作法,得到图三为第2代“勾股树”,以此类推,已知最大的正方形面积为1,则第n 代“勾股树”所有正方形的面积的和为( )A .nB .2nC .1n +D .1n -3.2018年暑假期间哈六中在第5届全国模拟联合国大会中获得最佳组织奖,其中甲、乙、丙、丁中有一人获个人杰出代表奖,记者采访时,甲说:我不是杰出个人;乙说:丁是杰出个人;丙说:乙获得了杰出个人;丁说:我不是杰出个人,若他们中只有一人说了假话,则获得杰出个人称号的是( ) A .甲B .乙C .丙D .丁4.用反证法证明某命题时,对其结论“a ,b 都是正实数”的假设应为( )A .a ,b 都是负实数B .a ,b 都不是正实数C .a ,b 中至少有一个不是正实数D .a ,b 中至多有一个不是正实数5.用反证法证明命题①:“已知332p q +=,求证:2p q +≤”时,可假设“2p q +>”;命题②:“若24x =,则2x =-或2x =”时,可假设“2x ≠-或2x ≠”.以下结论正确的是( ) A .①与②的假设都错误 B .①与②的假设都正确 C .①的假设正确,②的假设错误D .①的假设错误,②的假设正确6.甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中只有一位获奖.有人分别采访了四位歌手,甲说:“乙或丙获奖”;乙说:“甲、丙都未获奖”;丙说:“丁获奖”;丁说:“丙说的不对”.若四位歌手中只有一个人说的是真话,则获奖的歌手是( ) A .甲 B .乙 C .丙 D .丁7.设a R ∈,则三个数2,2,23a a a a +++( ) A .都大于13B .都小于13C .至少有一个不大于13D .至少有一个不小于138.给出下面四个推理:①由“若a b 、是实数,则+≤+a b a b ”推广到复数中,则有“若12z z 、是复数,则1212z z z z +≤+”;②由“在半径为R 的圆内接矩形中,正方形的面积最大”类比推出“在半径为R 的球内接长方体中,正方体的体积最大”;③以半径R 为自变量,由“圆面积函数的导函数是圆的周长函数”类比推出“球体积函数的导函数是球的表面积函数”;④由“直角坐标系中两点11(,)A x y 、22(,)B x y 的中点坐标为1212(,)22x x y y ++”类比推出“极坐标系中两点11(,)C ρθ、22(,)D ρθ的中点坐标为1212(,)22ρρθθ++”.其中,推理得到的结论是正确的个数有( )个 A .1B .2C .3D .49.用数学归纳法证明“l+2+3+…+n 3=632n n +,n ∈N*”,则当n=k+1时,应当在n=k 时对应的等式左边加上( ) A .k 3+1 B .(k 3+1)+(k 3+2)+…+(k+1)3C .(k+1)3D .63(1)(1)2k k +++10.对命题“正三角形的内切圆切于三边的中点”可类比猜想出:四面都为正三角形的正四面体的内切球切于四个面的什么位置? A .正三角形的顶点B .正三角形的中心C .正三角形各边的中点D .无法确定11.周末,某高校一学生宿舍甲乙丙丁四位同学正在做四件事情,看书、写信、听音乐、玩游戏,下面是关于他们各自所做事情的一些判断: ①甲不在看书,也不在写信; ②乙不在写信,也不在听音乐;③如果甲不在听音乐,那么丁也不在看书; ④丙不在看书,也不写信.已知这些判断都是正确的,依据以上判断,请问乙同学正在做的事情是( ) A .玩游戏 B .写信 C .听音乐 D .看书12.在一次连环交通事故中,只有一个人需要负主要责任,但在警察询问时,甲说:“主要责任在乙”;乙说:“丙应负主要责任”;丙说“甲说的对”;丁说:“反正我没有责任”,四人中只有一个人说的是真话,则该事故中需要负主要责任的人是( ) A .丁B .乙C .丙D .甲二、填空题13.有甲、乙、丙、丁四位学生参加数学竞赛,其中只有一名学生获奖,有其他学生问这四个学生的获奖情况,甲说:“是乙或丙获奖”,乙说:“甲、丙都没有获奖”,丙说:“我获奖了”,丁说:“是乙获奖了”,四位学生的话有且只有两个人的话是对的,则获奖的学生是__________.14.如图是一个三角形数阵,满足第n 行首尾两数均为n ,(),A i j 表示第()2i i ≥行第j 个数,则()100,2A 的值为__________.15.观察下列关系式:11x x +=+;()2112x x +≥+; ()3113x x +≥+;由此规律,得到的第n 个关系式为__________ 16.观察下面数表: 1, 3,5, 7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,………..设1027是该表第m 行的第n 个数,则m n +等于________.17.已知[x]表示不大于x 的最大整数,设函数f (x )=[log 2x 219+],得到下列结论:结论1:当2<x<3时,f (x )max=-1. 结论2:当4<x<5时,f (x )max=1. 结论3:当6<x<7时,f (x )max=3. ……照此规律,结论6为_____18.求“方程34155x x ⎛⎫⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的解”有如下解题思路:设函数()3455x xf x ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则函数()f x 在R 上单调递减,且()21f =,所以原方程有唯一解2x =.类比上述解题思路,方程()3622323x x x x +=+++的解集为____________.19.将自然数1,2,3,4,…排成数阵(如右图所示),在2处转第一个弯,在3处转第二个弯,在5处转第三个弯,…,则转第100个弯处的数是______.20.观察下列等式:……据此规律,第个等式可为____________________________________.三、解答题21.已知正数列{}n a 满足233312n a n =+++.(1)求1a ,2a ,3a 的值;(2)试猜想数列{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明你的结论. 22.在数列{}n a 的前n 项和为n S ,123a =-,满足12n n n S a S ++=(n ≥2). (Ⅰ)求1S ,2S ,3S 并猜想n S 表达式; (Ⅱ)试用数学归纳法证明你的猜想.23.已知函数()2231x f x x -=+.(1)计算()()13,4,3f f f ⎛⎫ ⎪⎝⎭及14f ⎛⎫⎪⎝⎭的值; (2)由(1)的结果猜想一个普遍的结论,并加以证明; (3)求值:()()()111122015232015f f f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++++++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭.24.已知正项数列{}n a 中,121a =且1111,.n n n na a n N a a *++-=+∈ (1)分别计算出234,,a a a 的值,然后猜想数列{}n a 的通项公式; (2)用数学归纳法证明你的猜想.25.数列{}n a 满足()*21n n S a n n N +=+∈.(1)计算1234,,,a a a a ,并由此猜想通项公式n a ; (2)用数学归纳法证明(1)中的猜想. 26.设a >0,f (x )=axa x+,令a 1=1,a n +1=f (a n ),n ∈N *. (1)写出a 2,a 3,a 4的值,并猜想数列{a n }的通项公式; (2)用数学归纳法证明你的结论.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D 【分析】先由乙不知道自己成绩出发得知甲、丙和乙、丁都是一优秀、一良好,那么甲、丁也就结合自己看的结果知道自己成绩了. 【详解】解:乙看后不知道自己成绩,说明甲、丙必然是一优秀、一良好,则乙、丁也必然是一优秀、一良好;甲看了丙的成绩,则甲可以知道自己和丙的成绩;丁看了乙的成绩,所以丁可以知道自己和乙的成绩,故选D. 【点睛】本题考查了推理与证明,关键是找到推理的切入点.2.C解析:C 【分析】由图二,可以求出当1n =时,所有正方形的面积,结合选项即可排除A 、B 、D 选项. 【详解】由题意知,当1n =时,“勾股树”所有正方形的面积的和为2,当2n =时,“勾股树”所有正方形的面积的和为3,以此类推,可得所以正方形面积的和为1n +;也可以通过排除法,当1n =时,“勾股树”所有正方形的面积的和为2,选项A 、B 、D 都不满足题意,从而选出答案. 故选C. 【点睛】本题考查了归纳推理,考查了勾股定理的应用,属于基础题.3.B解析:B 【分析】分别假设甲、乙、丙、丁获得冠军,看是否满足“只有一人说了假话,”,即可得出结果. 【详解】若甲获个人杰出代表奖,则甲、乙、丙三人同时回答错误,丁回答正确,不满足题意; 若乙获个人杰出代表奖,则甲、丙,丁回答正确,只有乙回答错误,满足题意; 若丙获个人杰出代表奖,则乙、丙回答错误,甲、丁回答正确,不满足题意; 若丁获个人杰出代表奖,则甲、乙回答正确,丙、丁回答错误,不满足题意, 综上,获得杰出代表奖的是乙,故选B. 【点睛】本题主要考查推理案例,属于难题.推理案例的题型是高考命题的热点,由于条件较多,做题时往往感到不知从哪里找到突破点,解答这类问题,一定要仔细阅读题文,逐条分析所给条件,并将其引伸,找到各条件的融汇之处和矛盾之处,多次应用假设、排除、验证,清理出有用“线索”,找准突破点,从而使问题得以解决.4.C解析:C 【解析】分析:“都是”的否定为“不都是”,观察选项只有C 符合.详解:“都是”的否定为“不都是”,故“a ,b 都是正实数”否定为“a ,b 中至少有一个不是正实数”. 故选C.点睛:本题考查命题的否定,属基础题.5.C解析:C 【解析】分析:利用命题的否定的定义判断即可.详解:①2p q +≤的命题否定为2p q +>,故①的假设正确.2x =-或2x =”的否定应是“2x ≠-且2x ≠”② 的假设错误,所以①的假设正确,②的假设错误,故选C.点睛:本题主要考查反证法,命题的否定,属于简单题. 用反证法证明时,假设命题为假,应为原命题的全面否定.6.A解析:A【解析】分析:因为四位歌手中只有一个人说的是真话,假设某一个人说的是真话,如果与条件不符,说明假设不成立,如果与条件相符,说明假设成立. 详解:若乙是获奖的歌手,则甲、乙、丁都说的真话,不符合题意; 若丙是获奖的歌手,则甲、丁都说的真话,不符合题意; 若丁是获奖的歌手,则乙、丙都说的真话,不符合题意;若甲是获奖的歌手,则甲、乙、丙都说的假话,丁说的真话,符合题意; 故选A.点睛:本题考查合情推理,属基础题.解析:D 【解析】分析:由题意结合反证法即可确定题中的结论. 详解:不妨假设2,2,23a a a a +++都小于13, 由不等式的性质可知:()()()22231a a a a +++++<,事实上:()()()2223aa a a +++++245a a =++ ()2211a =++≥,与假设矛盾,故假设不成立,即2,2,23a a a a +++至少有一个不小于13. 本题选择D 选项.点睛:本题主要考查不等式的性质,反证法及其应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.8.C解析:C 【详解】分析:根据题意,利用类比推理的概念逐一判定,即可得到结论.详解:由题意,对于①中,根据复数的表示和复数的几何意义,可知“若复数12,z z ,则1212z z z z +≤+”是正确的;对于②中,根据平面与空间的类比推理可得:“在半径为R 的球内接长方体中,正方体的体积最大”是正确的;对于③中,由球的体积公式为343V R π=,其表面积公式为24S R π=,所以V S '=,所以是正确的;对于④中,如在极坐标系中,点(1,0),(1,)2C D π,此时CD 的中点坐标为)4π,不满足“极坐标系中两点1122(,),(,)C D ρθρθ的中点坐标为1212(,)22ρρθθ++”,所以不正确,综上,正确命题的个数为三个,故选C .点睛:本题主要考查了命题的真假判定,以及类比推理的应用,其中熟记类比推理的概念和应用,以及命题的真假判定是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题,以及推理与论证能力.解析:B 【解析】分析:当项数从n k =到1n k =+时,等式左边变化的项可利用两个式子相减得到。

2018-2019学年高中数学 阶段质量检测(一)推理与证明(含解析)北师大版选修2-2

2018-2019学年高中数学 阶段质量检测(一)推理与证明(含解析)北师大版选修2-2

阶段质量检测(一) 推理与证明(时间120分钟,满分150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.下列推理正确的是( )A .把a (b +c )与log a (x +y )类比,则有log a (x +y )=log a x +log a yB .把a (b +c )与sin(x +y )类比,则有sin(x +y )=sin x +sin yC .把a (b +c )与ax +y类比,则有ax +y=a x +a yD .把(a +b )+c 与(xy )z 类比,则有(xy )z =x (yz ) 解析:选D (xy )z =x (yz )是乘法的结合律,正确.2.用反证法证明命题“若关于x 的方程ax 2+bx +c =0(a ≠0,a ,b ,c ∈Z)有有理根,那么a ,b ,c 中至少有一个是奇数”时,下列假设正确的是( )A .假设a ,b ,c 都是奇数B .假设a ,b ,c 都不是奇数C .假设a ,b ,c 至多有一个奇数D .假设a ,b ,c 至多有两个奇数解析:选B 命题“a ,b ,c 中至少有一个是奇数”的否定是“a ,b ,c 都不是奇数”,故选B.3.求证:2+3> 5.证明:因为2+3和5都是正数, 所以为了证明2+3>5,只需证明(2+3)2>(5)2,展开得5+26>5, 即26>0,此式显然成立,所以不等式2+3>5成立. 上述证明过程应用了( ) A .综合法 B .分析法 C .综合法、分析法配合使用D .间接证法解析:选B 证明过程中的“为了证明……”,“只需证明……”这样的语句是分析法所特有的,是分析法的证明模式.4.利用数学归纳法证明不等式1+12+13+…+12n -1<n (n ≥2,n ∈N +)的过程中,由n=k 变到n =k +1时,左边增加了( )A .1项B .k 项C .2k -1项D .2k项解析:选D 当n =k 时,不等式左边的最后一项为12k -1,而当n =k +1时,最后一项为12k +1-1=12k -1+2k ,并且不等式左边和式的分母的变化规律是每一项比前一项加1,故增加了2k项.5.对命题“正三角形的内切圆切于三边的中点”,可类比猜想出:正四面体的内切球切于四面各正三角形的位置是( )A .各正三角形内的任一点B .各正三角形的中心C .各正三角形边上的任一点D .各正三角形的某中线的中点解析:选B 正三角形类比正四面体,正三角形的三边类比正四面体的四个面,三边的中点类比正三角形的中心.6.已知函数f (x )=5x,则f (2 018)的末四位数字为( ) A .3 125 B .5 625 C .0 625D .8 125解析:选B 因为f (5)=55=3 125的末四位数字为3 125,f (6)=56=15 625的末四位数字为5 625,f (7)=57=78 125的末四位数字为8 125,f (8)=58=390 625的末四位数字为0 625,f (9)=59=1 953 125的末四位数字为3 125,故周期T =4.又由于2 018=504×4+2,因此f (2 018)的末四位数字与f (6)的末四位数字相同,即f (2 018)的末四位数字是5 625.7.用数学归纳法证明不等式“1+12+13+…+12n ≤12+n (n ∈N +)”时,第一步应验证( )A .1+12≤12+1B .1≤12+1C .1+12+13+14≤12+2D .1<12+1解析:选A 当n =1时不等式左边为1+12,右边为12+1,即需要验证:1+12≤12+1.8.用数学归纳法证明等式:(n +1)(n +2)…(n +n )=2n·1·3·…·(2n -1),从k 到k +1,左边需要增乘的代数式为( )A .2k +1B .2(2k +1) C.2k +1k +1D.2k +3k +1解析:选B 当n =k +1时,左边=(k +2)(k +3)…(k +k )(k +k +1)(k +k +2),所以,增乘的式子为k +k +k +1=2(2k +1).9.对于函数f (x ),g (x )和区间D ,如果存在x 0∈D ,使|f (x 0)-g (x 0)|≤1,则称x 0是函数f (x )与g (x )在区间D 上的“友好点”.现给出下列四对函数:①f (x )=x 2,g (x )=2x -3; ②f (x )=x ,g (x )=x +2; ③f (x )=e -x,g (x )=-1x;④f (x )=ln x ,g (x )=x -12.其中在区间(0,+∞)上存在“友好点”的是( ) A .①② B .②③ C .③④D .①④解析:选C 对于①,|f (x )-g (x )|=|x 2-(2x -3)|=|(x -1)2+2|≥2,所以函数f (x )与g (x )在区间(0,+∞)上不存在“友好点”,故①错,应排除A 、D ;对于②,| f (x )-g (x ) |=|x -(x +2)|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+74≥74,所以函数f (x )与g (x )在区间(0,+∞)上也不存在“友好点”,故②错,排除B ;同理,可知③④均正确.10.已知数列{a n }的前n 项和S n ,且a 1=1,S n =n 2a n (n ∈N +),可归纳猜想出S n 的表达式为( )A .S n =2nn +1B .S n =3n -1n +1C .S n =2n +1n +2D .S n =2n n +2解析:选A 由a 1=1,得a 1+a 2=22a 2,∴a 2=13,S 2=43;又1+13+a 3=32a 3,∴a 3=16,S 3=32=64;又1+13+16+a 4=16a 4,得a 4=110,S 4=85.由S 1=22,S 2=43,S 3=64,S 4=85可以猜想S n =2n n +1.11.已知f (x )=x 3+x ,若a ,b ,c ∈R ,且a +b >0,a +c >0,b +c >0,则f (a )+f (b )+f (c )的值( )A .一定大于0B .一定等于0C .一定小于0D .正负都有可能解析:选A ∵f ′(x )=3x 2+1>0,∴f (x )在R 上是增函数.又a +b >0,∴a >-b ,∴f (a )>f (-b ).又f (x )=x 3+x 是奇函数,∴f (a )>-f (b ),即f (a )+f (b )>0.同理,f (b )+f (c )>0,f (c )+f (a )>0,∴f (a )+f (b )+f (c )>0,故选A.12.下面的三角形数阵叫“莱布尼茨调和三角形”,它们是由整数的倒数组成的.第n 行有n 个数且两端的数均为1n (n ≥2),每个数是它下一行左右相邻两数的和,如11=12+12,12=13+16,13=14+112,…,则第10行第4个数(从左往右数)为( ) A.1360 B.1504 C.1840D.11 260解析:选C 依题意,结合所给的数阵,归纳规律可知第8行的第一个数、第二个数分别等于18,17-18,第9行的第一个数、第二个数、第三个数分别等于19,18-19,⎝ ⎛⎭⎪⎫17-18-⎝ ⎛⎭⎪⎫18-19,第10行的第一个数、第二个数、第三个数、第四个数分别等于110,19-110,⎝ ⎛⎭⎪⎫18-19-⎝ ⎛⎭⎪⎫19-110,⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫17-18-⎝ ⎛⎭⎪⎫18-19-⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫18-19-⎝ ⎛⎭⎪⎫19-110=1840. 二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确的答案填在题中的横线上)13.设f (n )=1+12+13+…+12n -1(n ∈N +),那么f (n +1)-f (n )=________.解析:∵f (n +1)=1+12+13+…+12n -1+12n +12n +1,∴f (n +1)-f (n )=12n +12n +1.答案:12n +12n +114.已知点A (x 1,3x 1),B (x 2,3x 2)是函数y =3x的图像上任意不同两点,依据图像可知,线段AB 总是位于A ,B 两点之间函数图像的上方,因此有结论3x 1 +3x 2 2>3x 1+x 22 成立.运用类比思想方法可知,若点A (x 1,tan x 1),B (x 2,tan x 2)是函数y =tan x ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2<x <0的图像上任意不同两点,则类似地有____________________成立.解析:因为y =tan x ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2<x <0图像是上凸的,因此线段AB 的中点的纵坐标tan x 1+tan x 22总是小于函数y =tan x ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2<x <0图像上的点⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,tan x 1+x 22的纵坐标,即有tan x 1+tan x 22<tan x 1+x 22成立.答案:tan x 1+tan x 22<tan x 1+x 2215.观察下列等式: (1+1)=2×1,(2+1)(2+2)=22×1×3, (3+1)(3+2)(3+3)=23×1×3×5. ……照此规律,第n 个等式为________.解析:从给出的规律可看出,左边的连乘式中,连乘式个数以及每个连乘式中的第一个加数与右边连乘式中第一个乘数的指数保持一致,其中左边连乘式中第二个加数从1开始,逐项加1递增,右边连乘式中从第二个乘数开始,组成以1为首项,2为公差的等差数列,项数与第几等式保持一致,则照此规律,第n 个等式可为(n +1)(n +2)·…·(n +n )=2n×1×3×…×(2n -1).答案:(n +1)(n +2)·…·(n +n )=2n×1×3×…×(2n -1)16.现有一个关于平面图形的命题:如图,同一平面内有两个边长都是a 的正方形,其中一个的某顶点在另一个的中心,则这两个正方形重叠部分的面积恒为a 24.类比到空间,有两个棱长为a 的正方体,其中一个的某顶点在另一个的中心,则这两个正方体重叠部分的体积恒为________.解析:解法的类比(特殊化),易得两个正方体重叠部分的体积为a 38.答案:a 38三、解答题(本大题共6小题,共70分,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)用综合法或分析法证明: (1)如果a ,b >0,则lg a +b 2≥lg a +lg b2;(2)6+10>23+2.证明:(1)当a ,b >0时,有a +b2≥ab ,∴lg a +b2≥lg ab ,∴lga +b 2≥12lg ab =lg a +lg b2. (2)要证 6+10>23+2, 只要证(6+10)2>(23+2)2, 即260>248,这是显然成立的, 所以原不等式成立.18.(本小题满分12分)如图所示,设SA ,SB 是圆锥SO 的两条母线,O 是底面圆心,C 是SB 上一点,求证:AC 与平面SOB 不垂直.证明:假设AC ⊥平面SOB , 因为直线SO 在平面SOB 内, 所以SO ⊥AC ,因为SO ⊥底面圆O ,所以SO ⊥AB . 因为AB ∩AC =A ,所以SO ⊥平面SAB .所以平面SAB ∥底面圆O ,这显然与平面SAB 与底面圆O 相交矛盾,所以假设不成立,即AC 与平面SOB 不垂直.19.(本小题满分12分)已知a ,b ,c ∈(0,1). 求证:(1-a )b ,(1-b )c ,(1-c )a 不能都大于14.证明:假设(1-a )b ,(1-b )c ,(1-c )a 都大于14.因为0<a <1,0<b <1,0<c <1, 所以1-a >0.由基本不等式,得 -a +b2≥-a b >14=12. 同理,-b +c 2>12, -c +a 2>12. 将这三个不等式两边分别相加,得 -a +b2+-b +c2+-c +a 2>12+12+12,即32>32,这是不成立的, 故(1-a )b ,(1-b )c ,(1-c )a 不能都大于14.20.(本小题满分12分)用数学归纳法证明11×3+13×5+…+1n -n +=n2n +1(n ∈N +). 证明:①当n =1时,左边=11×3=13,右边=12×1+1=13,左边=右边.所以当n =1时等式成立. ②假设当n =k (k ≥1,k ∈N +)时等式成立,即 11×3+13×5+…+12k -k +=k2k +1, 则当n =k +1时, 左边=11×3+13×5+…+1k -k ++1k +k +=k 2k +1+1k +k +=k k ++1k +k +=k +k +k +k +=k +1k ++1=右边.所以当n =k +1时等式也成立.根据①和②可知,等式对任何n ∈N +都成立.21.(本小题满分12分)下列推理是否正确?若不正确,指出错误之处. (1)求证:四边形的内角和等于360°.证明:设四边形ABCD 是矩形,则它的四个角都是直角,有∠A +∠B +∠C +∠D =90°+90°+90°+90°=360°,所以四边形的内角和为360°.(2)已知 2 和 3 都是无理数,试证:2+3也是无理数.证明:依题设2和3都是无理数,而无理数与无理数之和是无理数,所以2+3必是无理数.(3)已知实数m 满足不等式(2m +1)(m +2)<0,用反证法证明:关于x 的方程x 2+2x +5-m 2=0无实根.证明:假设方程x 2+2x +5-m 2=0有实根.由已知实数m 满足不等式(2m +1)(m +2)<0,解得-2<m <-12,而关于x 的方程x 2+2x +5-m 2=0的判别式Δ=4(m 2-4),∵-2<m <-12,∴14<m 2<4,∴Δ<0,即关于x 的方程x 2+2x +5-m 2=0无实根. 解:(1)犯了偷换论题的错误,在证明过程中,把论题中的四边形改为矩形. (2)使用的论据是“无理数与无理数的和是无理数”,这个论据是假的,因为两个无理数的和不一定是无理数,因此原题的真实性仍无法判定.(3)利用反证法进行证明时,要把假设作为条件进行推理,得出矛盾,本题在证明过程中并没有用到假设的结论,也没有推出矛盾,所以不是反证法.22.(本小题满分12分)是否存在二次函数f (x ),使得对于任意n ∈N +,都有12+22+32+…+n2n=f (n )成立,若存在,求出f (x );若不存在,说明理由.解:假设存在二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),使得对于∀n ∈N +,都有12+22+32+…+n2n=f (n )成立.当n =1时,a +b +c =1,① 当n =2时,4a +2b +c =12+222,②当n =3时,9a +3b +c =12+22+323,③联立①②③式得a =13,b =12,c =16,则由以上可假设存在二次函数f (x )=13x 2+12x +16,使得对于∀n ∈N +,都有12+22+32+…+n2n=f (n )成立.下面用数学归纳法证明:(1)当n =1时,121=1,f (1)=13+12+16=1,所以121=f (1)成立;(2)假设当n =k 时,12+22+32+…+k2k=f (k )成立,那么,当n =k +1时, 12+22+32+…+k +2k +1=12+22+32+…+k2k·kk +1+(k +1)=f (k )·kk +1+(k +1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫13k 2+12k +16·k k +1+(k +1)=k +k +6·kk +1+(k +1)=k k +6+(k +1)=k 23+76k +1 =13(k +1)2+12(k +1)+16 =f (k +1),故当n =k +1时,12+22+32+…+k +2k +1=f (k +1)也成立.由(1)(2)知,对于∀n ∈N +,12+22+32+…+n2n=f (n )都成立.即存在二次函数f (x )=13x 2+12x +16,使得对于∀n ∈N +,都有12+22+32+…+n2n =f (n )成立.。

新北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》测试(有答案解析)(1)

新北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》测试(有答案解析)(1)

一、选择题1.甲、乙、丙、丁四位同学一起去向老师询问数学考试的成绩老师说:你们四人中有两位优秀、两位良好,我现在给乙看甲、丙的成绩,给甲看丙的成绩,给丁看乙的成绩,看后乙对大家说:我还是不知道我的成绩.根据以上信息,则( ) A .甲可以知道四人的成绩 B .丁可以知道四人的成绩 C .甲、丁可以知道对方的成绩D .甲、丁可以知道自己的成绩2.某个命题与正整数n 有关,如果当()*,n k k N =∈ 时命题成立,那么可推得当1n k =+时命题也成立. 现已知当n=8时该命题不成立,那么可推得 ( )A .当n=7时该命题不成立B .当n=7时该命题成立C .当n=9时该命题不成立D .当n=9时该命题成立3.某单位实行职工值夜班制度,已知,,,,5A B C D E 共名职工每星期一到星期五都要值一次夜班,且没有两人同时值夜班,星期六和星期日不值夜班,若A 昨天值夜班,从今天起,B C 至少连续4天不值夜班,D 星期四值夜班,则今天是星期几( )A .五B .四C .三D .二4.下列类比推理正确的是( )A .把()a b c +与x y a +类比,则有x y x y a a a +=+B .把()a a b +与()a a b ⋅+类比,则有()2a ab a a b ⋅+=+⋅C .把()nabc 与)n x y z (++类比,则有)n n n n x y z x y z ++=++( D .把()ab c 与()a b c ⋅⋅类比,则有()()a b c c a b ⋅⋅=⋅⋅5.我国的《洛书》中记载着世界上最古老的一个幻方:将1,2,...,9填入33⨯的方格内,使三行、三列、两对角线的三个数之和都等于15 (如图).一般地,将连续的正整数1,2,3,…,2n 填入n n ⨯的方格内,使得每行、每列、每条对角线上的数的和相等,这个正方形就叫做n 阶幻方.记n 阶幻方的一条对角线上数的和为n N (如:在3阶幻方中,315N =),则10N =( )A .1020B .1010C .510D .5056.“杨辉三角”又称“贾宪三角”,是因为贾宪约在公元1050年首先使用“贾宪三角”进行高次开方运算,而杨辉在公元1261年所著的《详解九章算法》一书中,记录了贾宪三角形数表,并称之为“开方作法本源”图.下列数表的构造思路就源于“杨辉三角”.该表由若干行数字组成,从第二行起,每一行中的数字均等于其“肩上”两数之和,表中最后一行仅有一个数,则这个数是( )A .201620172⨯B .201501822⨯C .201520172⨯D .201601822⨯7.用数学归纳法证明“11112321n ++++- ”时,由(1)n k k =>不等式成立,推证1n k =+时,左边应增加的项数是( )A .12k -B .21k -C .2kD .21k +8.数学老师给同学们出了一道证明题,以下四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,甲:我不会证明;乙:丙会证明;丙:丁会证明;丁:我不会证明.根据以上条件,可以判定会证明此题的人是( ) A .甲B .乙C .丙D .丁9.定义*A B ,*B C ,*C D ,*D A 的运算分别对应下面图中的⑴,⑵,⑶,⑷,则图中⑸,⑹对应的运算是( )A .*B D ,*A D B .*B D ,*AC C .*B C ,*AD D .*C D ,*A D10.数学老师给同学们出了一道证明题,以下四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,甲:我不会证明;乙:丙会证明;丙:丁会证明;丁:我不会证明.根据以上条件,可以判定会证明此题的人是( ) A .甲B .乙C .丙D .丁11.利用反证法证明“若220x y +=,则0x =且0y =”时,下列假设正确的是( ) A .0x ≠且0y ≠ B .0x =且0y ≠ C .0x ≠或0y ≠ D .0x =或0y =12.已知222233+=333388+=44441515+=m m m mt t+=()*,2m t N m ∈≥且,若不等式30m t λ--<恒成立,则实数λ的取值范围为( ) A .)22,⎡+∞⎣B .(),22-∞C .(),3-∞D .[1,3]二、填空题13.观察下列各式:11=,141123+=+,1131121232++=+++,111811212312345+++=++++++,由此可猜想,若1111+12123123+10m +++=++++++,则m =__________.14.下面由火柴棒拼出的一列图形中,第n 个图形由n 个正方形组成.通过观察可以发现第10个图形中火柴棒的根数是 ________. 15.观察下列关系式:11x x +=+;()2112x x +≥+; ()3113x x +≥+;由此规律,得到的第n 个关系式为__________ 16.观察下面数表: 1, 3,5, 7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,………..设1027是该表第m 行的第n 个数,则m n +等于________.17.研究问题:“已知关于x 的不等式20ax bx c -+>的解集为(1,2),解关于x 的不等式20cx bx a -+>”,有如下解法:由22110()()0ax bx c a b c x x-+>⇒-+>,令1y x =,则1(,1)2y ∈,所以不等式20cx bx a -+>的解集为1(,1)2,类比上述解法,已知关于x 的不等式0k x b x a x c ++<++的解集为(2,1)(2,3)--⋃,则关于x 的不等式1011kx bx ax cx -+<--的解集为__________.18.观察下列式子:,,,,…,根据以上规律,第个不等式是_________.19.用数学归纳法证明某命题时,左式为(n 为正偶数),从“n=2k”到“n=2k+2”左边需增加的代数式为________.20.用反证法证明“,a b N ∈,ab 可被5整除,那么a ,b 中至少有一个能被5整除”时,应假设_______.三、解答题21.汉诺塔问题是源于印度一个古老传说的益智游戏.这个游戏的目的是将图(1)中按照直径从小到大依次摆放在①号塔座上的盘子,移动到③号塔座上,在移动的过程中要求:每次只可以移动一个盘子,并且保证任何一个盘子都不可以放在比自己小的盘子上.记将n 个直径不同的盘子从①号塔座移动到③号塔座所需要的最少次数为a n .(1)试写出a 1,a 2,a 3,a 4值,并猜想出a n ;(无需给出证明)(2)著名的毕达哥拉斯学派提出了形数的概念.他们利用小石子摆放出了图(2)的形状,此时小石子的数目分别为1,4,9,16,由于小石子围成的图形类似正方形,于是称b n =n 2这样的数为正方形数.当n ≥2时,试比较a n 与b n 的大小,并用数学归纳法加以证明. 22.已知{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,11331542,,a b a b a a b ===+=.设,n n n n c a b S =是数列{}n c 的前n 项和.(1)求,n n a b ;(2)试用数学归纳法证明:18(34)2n n S n +=+-⋅.23.已知函数2()1f x x =-,数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足2425()n n S n n f a +=+. (1)求1234,,,a a a a 的值;(2)猜想数列{}n a 的通项公式,并用数学归纳法加以证明. 24.已知数列1111,,,,,112123123n+++++++,其前n 项和为n S ;(1)计算1234,,,S S S S ;(2)猜想n S 的表达式,并用数学归纳法进行证明.25.数列{}n a 满足()*2N n n S n a n =-∈.(1)计算123a a a 、、,并猜想n a 的通项公式; (2)用数学归纳法证明(1)中的猜想. 26.求证:()()2333*1212L n L n n N +++=+++∈.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D 【分析】先由乙不知道自己成绩出发得知甲、丙和乙、丁都是一优秀、一良好,那么甲、丁也就结合自己看的结果知道自己成绩了. 【详解】解:乙看后不知道自己成绩,说明甲、丙必然是一优秀、一良好,则乙、丁也必然是一优秀、一良好;甲看了丙的成绩,则甲可以知道自己和丙的成绩;丁看了乙的成绩,所以丁可以知道自己和乙的成绩,故选D. 【点睛】本题考查了推理与证明,关键是找到推理的切入点.2.A解析:A 【解析】分析:本题考查的知识点是数学归纳法,由归纳法的性质,我们由P (n )对n=k 成立,则它对n=k+1也成立,由此类推,对n >k 的任意整数均成立,结合逆否命题同真同假的原理,当P (n )对n=k 不成立时,则它对n=k-1也不成立,由此类推,对n <k 的任意正整数均不成立,由此不难得到答案.详解:由题意可知,原命题成立则逆否命题成立, P (n )对n=8不成立,P (n )对n=7也不成立, 否则n=7时成立,由已知推得n=8也成立. 与当n=7时该命题不成立矛盾 故选:A .点睛:当P (n )对n=k 成立,则它对n=k+1也成立,由此类推,对n >k 的任意整数均成立;结合逆否命题同真同假的原理,当P (n )对n=k 不成立时,则它对n=k-1也不成立,由此类推,对n <k 的任意正整数均不成立.3.B解析:B 【解析】分析:A 昨天值夜班,D 周四值夜班,得到今天不是周一也不是周五,假设今天是周二,则周二与周三B ,C 至少有一人值夜班,与已知从今天起B ,C 至少连续4天不值夜班矛盾;若今天是周三,则周五与下周一B ,C 至少有一人值夜班,与已知从今天起B ,C 至少连续4天不值夜班矛盾;由此得到今天是周四.详解:∵A 昨天值夜班,D 周四值夜班,∴今天不是周一也不是周五,若今天是周二,则周一A 值夜班,周四D 值夜班,则周二与周三B ,C 至少有一人值夜班,与已知从今天起B ,C 至少连续4天不值夜班矛盾;若今天是周三,则A 周二值夜班,D 周四值夜班,则周五与下周一B ,C 至少有一人值夜班,与已知从今天起B ,C 至少连续4天不值夜班矛盾;若今天是周四,则周三A 值夜班,周四D 值夜班,周五E 值夜班,符合题意. 故今天是周四. 故答案为:B .点睛:(1)本题主要考查推理证明,意在考查学生对该知识的掌握水平和分析推理能力.(2)类似这种题目,一般利用假设分析法,先逐一假设,找到矛盾,就否定这种假设.4.B解析:B 【解析】分析:由题意逐一考查所给命题的真假即可. 详解:逐一考查所给命题的真假:A . 由指数的运算法则可得x y x y a a a +=,原命题错误;B . 由向量的运算法则可知:()2a ab a a b ⋅+=+⋅,原命题正确; C . 由多项式的运算法则可知)n n n n x y z x y z ++≠++(,原命题错误; D . 由平面向量数量积的性质可知()()a b c c a b ⋅⋅≠⋅⋅,原命题错误; 本题选择B 选项.点睛:本题主要考查类比推理及其应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.5.D解析:D 【解析】n 阶幻方共有2n 个数,其和为()222112...,2n n n n ++++=阶幻方共有n 行,∴每行的和为()()2221122n n n n n++=,即()()2210110101,50522n n n N N+⨯+=∴==,故选D.6.B解析:B【详解】由题意,数表的每一行从右往左都是等差数列,且第一行公差为1,第二行公差为2,第三行公差为4,…,第2015行公差为20142, 故第1行的从右往左第一个数为:122-⨯, 第2行的从右往左第一个数为:032⨯, 第3行的从右往左第一个数为:142⨯, …第n 行的从右往左第一个数为:2(1)2n n -+⨯ , 表中最后一行仅有一个数,则这个数是201501822⨯.7.C解析:C 【解析】左边的特点:分母逐渐增加1,末项为121n -; 由n=k ,末项为121k -到n=k+1,末项为11121212k k k +=--+, ∴应增加的项数为2k . 故选C .8.A解析:A 【解析】四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,丙:丁会证明;丁:我不会证明,所以丙与丁中有一个是正确的;若丙说了真话,则甲必是假话,矛盾;若丁说了真话,则甲说的是假话,甲就是会证明的那个人,符合题意,以此类推,即可得到甲说真话,故选A.9.B解析:B 【解析】由图知,A 表示圆,B 表示三角形,C 表示竖线,D 表示矩形,()5∴表示B D *,()6表示A C *,故选B.10.A解析:A 【解析】四人中只有一人说了真话,只有一人会证明此题,丙:丁会证明;丁:我不会证明,所以丙与丁中有一个是正确的;若丙说了真话,则甲必是假话,矛盾;若丁说了真话,则甲说的是假话,甲就是会证明的那个人,符合题意,以此类推,即可得到甲说真话,故选A.11.C解析:C 【解析】“且”的否定为“或”,故选C : 0x ≠或0y ≠12.C解析:C 【解析】分析:由等式归纳得出m 和t 的关系,从而得出关于m 的恒等式,利用函数单调性得出最小值即可得出λ的范围.=21t m =-, 30m t λ--<恒成立,即220m m λ--<恒成立,m N *∈且2m ≥,222m m m mλ+∴<=+.令()2f m m m =+,()221f m m ='-,2m ≥,()0f m ∴'>,()f m ∴单调递增,∴当2m =时,()f m 取得最小值()23f =,3λ∴<.故选:C.点睛:若f (x )≥a 或g (x )≤a 恒成立,只需满足f (x )min ≥a 或g (x )max ≤a 即可,利用导数方法求出f (x )的最小值或g (x )的最大值,从而问题得解.二、填空题13.【解析】分析:观察下列式子右边分母组成以为首项为公差的对称数列分子组成以为首项以为公差的等差数列即可得到答案详解:由题意可得所以点睛:本题主要考查了归纳推理的应用其中归纳推理的步骤是:(1)通过观察解析:2011. 【解析】分析:观察下列式子,右边分母组成以3为首项,1为公差的对称数列,分子组成以4为首项,以2为公差的等差数列,即可得到答案. 详解:由题意11=,141123+=+,1131121232++=+++,111811212312345+++=++++++,可得111210201+12123123+1010111⨯+++==+++++++, 所以2011m =. 点睛:本题主要考查了归纳推理的应用,其中归纳推理的步骤是:(1)通过观察给定的式子,发现其运算的相同性或运算规律,(2)从已知的相同性或运算规律中推出一个明企鹅的一般性的题,着重考查了考生的推理与论证能力.14.31【解析】分析:由图形的特点只需看第10个图形中火柴的根数是在的基础上增加几个即可详解:第1个图形中有根火柴棒;第2个图形中有根火柴棒;第3个图形中有根火柴棒;第10个图形中有根火柴棒点睛:本题主解析:31 【解析】分析:由图形的特点,只需看第10个图形中火柴的根数是在4的基础上增加几个3即可. 详解:第1个图形中有4根火柴棒; 第2个图形中有437+= 根火柴棒; 第3个图形中有43210+⨯= 根火柴棒;第10个图形中有43931+⨯= 根火柴棒.点睛:本题主要考查了归纳推理的应用,齐总解答中根据图形的变化规律,得到火柴棒的根数是在4的基础上增加几个3的关系是解答的关键,着重考查了推理与运算能力.15.【解析】左边为等比数列右边为等差数列所以第个关系式为 解析:()11nx nx +≥+【解析】左边为等比数列,右边为等差数列,所以第n 个关系式为()11nx nx +≥+.16.13【解析】根据上面数表的数的排列规律13579…都是连续奇数第一行1个数第二行2=21个数且第1个数是3=22﹣1第三行4=22个数且第1个数是7=23﹣1第四行8=23个数且第1个数是15=24解析:13 【解析】根据上面数表的数的排列规律,1、3、5、7、9…都是连续奇数, 第一行1个数,第二行2=21个数,且第1个数是3=22﹣1 第三行4=22个数,且第1个数是7=23﹣1 第四行8=23个数,且第1个数是15=24﹣1 …第10行有29个数,且第1个数是210﹣1=1023,第2个数为1025,第三个数为1027;所以1027是第10行的第3个数,所以m=10,n=3,所以m+n=13;故填13.17.【解析】解析:111,,1232⎛⎫⎛⎫--⋃⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【解析】关于x的不等式111kx bxax cx-+<--可化为111bk xa cx x-+<--,则由题设中提供的解法可得:1111(2,1)(2,3)(,)(,1)232xx-∈--⋃⇒∈--⋃,则关于x的不等式111kx bx ax cx -+< --的解集为111(,)(,1)232--,应填答案111(,)(,1)232--.18.1×2+2×3+⋅⋅⋅+n×(n+1)<(n+1)22【解析】不等式左边共有n项相加第n项是n(n+1)不等式右边的数依次是4292162252⋯(n+1)22解析:【解析】不等式左边共有项相加,第项是,不等式右边的数依次是19.(写也给分)【解析】当n=2k时左式为当n=2k+2时左式为所以增加的代数式为解析:112122k k-++(写也给分)【解析】当n=2k时,左式为11111 1.234212k k -+-++--,当n=2k+2时,左式为1111111 1.2342122122k k k k-+-++-+--++所以增加的代数式为11 2122 k k-++.20.中没有能被整除的数【分析】反证法证明中假设时只需要对结论进行否定即可【详解】至少有个的否定是最多有个故应假设中没有一个能被5整除【点睛】本题考查了反证法的定义注意对于像含有至少至多都或且等特殊词语命解析:,a b中没有能被5整除的数【分析】反证法证明中,假设时只需要对结论进行否定即可. 【详解】“至少有n 个”的否定是“最多有1n -个”,故应假设a ,b 中没有一个能被5整除. 【点睛】本题考查了反证法的定义,注意对于像含有“至少”“至多”“都”“或”“且”等特殊词语命题的否定,属于简单题.三、解答题21.(1)11a =,23a =,37a =,415a =,21nn a =-;(2)当25n ≤<时,n n a b <:当5n ≥时,n n a b >,证明见解析.【分析】(1)直接由题意求得1234,,,a a a a 的值,并猜想出n a ;(2)求出12345,,,,a a a a a 的值,12345,,,,b b b b b 的值,可得当25n ≤<时,n n a b <,猜想:当5n ≥时,n n a b >,即221n n ->,然后利用数学归纳法证明即可. 【详解】(1)由题意得,11a =,23a =,37a ==,415a =, 猜想:21nn a =-.(2)11a =,23a =,37a =,415a =,531a =,11b =,24b =,39b =,416b =,525b =,则当25n ≤<时,n n a b <,猜想:当5n ≥时,n n a b >,即221n n ->, 下面利用数学归纳法证明:①当5n =时,531a =,525b =,55a b >,结论成立; ②假设(5,Z)n k k k =≥∈时结论成立,即221k k ->, 那么当1n k =+时,12221212(21)1211k k k a k k k +++=-=-+>+=++,而5k ≥时,(2)0k k ->,即22k k >, 所以12221212(21)1211k k k a k k k ++=-=-+>+=++22121(1)k k k k b +>++=+=,所以当1n k =+时,结论也成立. 由①②可知,当5n ≥时,结论成立.综上,当25n ≤<时,n n a b <,当5n ≥时,n n a b >,即221n n ->. 【点睛】本题考查了不完全归纳法,考查了利用数学归纳法证明不等式,属于中档题. 22.(1)31,2nn n a n b =-=;(2)见解析 【分析】(1) 设{}n a 的公差为{},n d b 的公比为q ,再利用基本量法根据题中所给的条件求,d q 即可.(2)先证明当1n =时结论成立.再假设当n k =时18(34)2k k S k +=+-⋅成立,再根据11k k k S S c ++=+,化简证明当1n k =+时也成立即可.【详解】(1)设{}n a 的公差为{},n d b 的公比为q ,由112a b ==,得12(1),2n n n a n d b q -=+-=.又由33154,a b a a b =+=,得23222,2242,d q d q ⎧+=⎨++=⎩解得3,2d q ==. 所以31,2nn n a n b =-=.(2)证明:由(1)知,(31)2nn c n =-⋅,则14c =. ①当1n =时,1118(314)24S +=+⨯-⋅=,结论成立.②假设当n k =时,18(34)2k k S k +=+-⋅成立,则当1n k =+时,11118(34)2(32)2k k k k k S S c k k ++++=+=+-⋅++⋅18(62)2k k +=+-⋅2(1)18(31)28[3(1)4]2k k k k +++=+-⋅=++-⋅,结论也成立.综合①②,由数学归纳法可知,18(34)2n n S n +=+-⋅.【点睛】本题主要考查了基本量法求解等差等比数列通项公式的方法,同时也考查了数学归纳法证明的问题.属于中档题.23.(1)1234,,2345,a a a a ====(2)猜想1n a n =+.见解析 【分析】(1)先求得1a 的值,然后根据已知条件求得122(2)n n a a n n -=++,由此求得234,,a a a 的值.(2)由(1)猜想数列{}n a 的通项公式为1n a n =+,然后利用数学归纳法进行证明. 【详解】 (1)由2425()n n S n n f a +=+,即22252n n S a n n +=++,① 所以12a =,由①得21122(1)5(1)2(2)n n S a n n n --+=-+-+,② -①②,得122(2)n n a a n n -=++.当2n =时,212212,3a a a =++=; 当3n =时,323232,4a a a =++=; 当4n =时,434242,5a a a =++=. (2)由(1)猜想1n a n =+. 下面用数学归纳法证明:①当1n =时,由(1)可知猜想成立; ②假设n k =时猜想成立,即1k a k =+,此时222132252,(52)222k k k k k S a k k S k k a k +=++=++-=+,当1n k =+时,221113(1)3(1)2222k k k k k k S S a k a k ++++=+=++=++,整理得1(1)1k a k +=++, 所以当1n k =+时猜想成立.综上所述,对任意*,1n n N a n ∈=+成立. 【点睛】本小题主要考查根据递推关系式求数列某些项的值,考查数学归纳法求数列的通项公式,属于中档题. 24.(1)4381,,,325;(2)21n n S n =+,证明见解析 【分析】(1)根据已知条件,计算出1234,,,S S S S 的值;(2)由(1)猜想21n nS n =+,根据数学归纳法证明方法,对猜想进行证明. 【详解】(1)计算12141,1123S S ==+=+, 341331232S =+=++,4318212345S =+=+++, (2)猜想21n nS n =+. 证明:①当1n =时,左边11S ==,右边21111⨯==+,猜想成立. ②假设()*n k k N =∈猜想成立.即111121*********k kS k k =+++⋯+=++++++⋯++成立,那么当1n k =+时,()()11221231112k k k S S k k k k k +=+=++++++++++, 而()()()()()()()22121221121211k k k k k k k k k +++==+++++++, 故当1n k =+时,猜想也成立.由①②可知,对于*n N ∈,猜想都成立. 【点睛】本小题主要考查合情推理,考查利用数学归纳法证明和数列有关问题,属于中档题.25.(1) 11a =;232a =;374a =;()*121N 2n n n a n --=∈.(2)证明见解析. 【详解】分析:(1)将n 进行赋值,分别求得前三项的数值,猜想归纳处通项;(2)利用数学归纳法的证明步骤,证明猜想即可. 详解:(1)当1n =时,1112a S a ==-, ∴11a =;当2n =时,122222a a S a +==⨯-, ∴232a =; 当3n =时,1233323a a a S a ++==⨯-, ∴374a =; 由此猜想()*121N 2n n n a n --=∈;(2)证明:①当1n =时,11a =结论成立,②假设n k =(1k ≥,且*N k ∈)时结论成立,即1212k k k a --=,当1n k =+时,()11121k k k k a S S k a +++=-=+- 122k k k k a a a +-+=+-,∴122k k a a +=+,∴1122122k k k ka a +++-==, ∴当1n k =+时结论成立,由①②可知对于一切的自然数*N n ∈,1212n n n a --=成立.点睛:这个题目考查的是数列通项公式的求法;数列通项的求法中有常见的已知n S 和n a 的关系,求n a 表达式,一般是写出1n S -做差得通项,但是这种方法需要检验n=1时通项公式是否适用;数列求和常用法有:错位相减,裂项求和,分组求和等 26.见解析. 【解析】试题分析:等式是关于正整数n 的一个式子,所以可以用数学归纳法证明,先检验n=1的情况,再假设当*n k,k 1,k N =≥∈时,等式成立,即()23331+2++k 1+2++k =,继而证明n k 1=+时, ()()()3233331+2++k +k 11+2++k +k 1+=+成立,即可。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(包含答案解析)(4)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第一章《推理与证明》检测(包含答案解析)(4)

一、选择题1.古希腊著名的毕达哥拉斯学派把1、3、6、10…这样的数称为“三角形数”,而把1、4、9、16…这样的数称为“正方形数”.从下图中可以发现,任何一个大于1的“正方形数”都可以看作两个相邻“三角形数”之和.下列等式中,符合这一规律的是 ( )A .B .C .D .2.期末考试结束后,甲、乙、丙、丁四位同学预测数学成绩 甲:我不能及格. 乙:丁肯定能及格. 丙:我们四人都能及格.丁:要是我能及格,大家都能及格.成绩公布后,四人中恰有一人的预测是错误的,则预测错误的同学是( ) A .甲 B .乙 C .丙 D .丁 3.设k 1111S k 1k 2k 32k=+++⋯++++,则1k S +=( ) A .()k 1S 2k 1++B .()k 11S 2k 12k 1++++ C .()k 11S 2k 12k 1+-++ D .()k 11S 2k 12k 1+-++4.甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中只有一位获奖.有人分别采访了四位歌手,甲说:“乙或丙获奖”;乙说:“甲、丙都未获奖”;丙说:“丁获奖”;丁说:“丙说的不对”.若四位歌手中只有一个人说的是真话,则获奖的歌手是( ) A .甲 B .乙 C .丙 D .丁5.已知一列数按如下规律排列,1,3,-2,5,-7,12,-19,31,…,则第9个数是( ) A .50B .42C .-50D .-426.用数学归纳法证明 11151236n n n ++⋅⋅⋅+≥++时,从n k =到1n k =+,不等式左边需添加的项是( ) A .111313233k k k +++++ B .112313233k k k +-+++ C .11331k k -++ D .133k + 7.“干支纪年法”是中国历法上自古以来使用的纪年方法,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸被称为“十天干”,子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥叫做“十二地支”.“天干”以“甲”字开始,“地支”以“子”字开始,两者按干支顺序相配,组成了干支纪年法,其相配顺序为:甲子、乙丑、丙寅,…,癸酉,甲戌,乙亥,丙子,…,癸未,甲申、乙酉、丙戌,…,癸巳,…,共得到60个组成,周而复始,循环记录,2014年是“干支纪年法”中的甲午年,那么2020年是“干支纪年法”中的( ) A .乙亥年B .戊戌年C .庚子年D .辛丑年8.用反证法证明命题:“若x ,那么(1)f ,(2)f ,(3)f 中至少有一个不小于12”时,反设正确的是( ) A .假设(1)f ,(2)f ,(3)f 至多有两个小于12 B .假设(1)f ,(2)f ,(3)f 至多有一个小于12C .假设(1)f ,(2)f ,(3)f 都不小于12D .假设(1)f ,(2)f ,(3)f 都小于129.圆有6条弦,两两相交,这6条弦将圆最多分割成( )个部分 A .16 B .21 C .22 D .2310.如果把一个多边形的所有便中的任意一条边向两方无限延长称为一直线时,其他个边都在此直线的同旁,那么这个多边形就叫凸多边形.平行内凸四边形由2条对角线,凸五边形有5条对角线,以此类推,凸16变形的对角线条为( ) A .65B .96C .104D .11211.根据给出的数塔猜测12345697⨯+( )19211⨯+=1293111⨯+= 123941111⨯+= 12349511111⨯+=1234596111111⨯+= …A .1111111B .1111110C .1111112D .111111312.请观察这些数的排列规律,数字1位置在第一行第一列表示为(1,1),数字14位置在第四行第三列表示为(4,3),根据特点推算出数字2019的位置A .(45,44)B .(45,43)C .(45,42)D .该数不会出现二、填空题13.如图是一个三角形数阵,满足第n 行首尾两数均为n ,(),A i j 表示第()2i i ≥行第j 个数,则()100,2A 的值为__________.14.数表的第1行只有两个数字3,7,从第2行开始,先按序照搬上一行的数再在相邻两数之间插入这两个数的和,如下图所示,那么第10行的各个数之和等于__________.15.将正整数对作如下分组,第1组为()(){}1,2,2,1,第2组为()(){}1,3,3,1,第3组为()()()(){}1,4,2,3,3,2,4,1,第4组为()()()(){}1,5,2,44,25,1⋅⋅⋅⋅⋅⋅则第30组第16个数对为__________.16.观察下面的数阵,则第40行最左边的数是__________.17.现有这么一列数,2,32,54,78,( ),1332,1764,…,按照规律,( )中的数应为__________.18.把“二进制”数(2)1011001化为“十进制”数是 . 19.研究cos n α的公式,可以得到以下结论:2cos )22cos )32cos )42cos )22cos )52cos )32cos )62cos )42cos )22cos )72cos )52cos )32cos 2(2,2cos3(3(2cos ),2cos 4(4(2,2cos5(5(5(2cos ),2cos 6(6(9(2,2cos 7(7(14(7(2cos ααααααααααααααααααααα=-=-=-+=-+=-+-=-+-),以此类推:422cos8(2cos )(2cos )(2cos )16(2cos )mpn q r ααααα=++-+,则m n p q r ++++=__________.20.观察下列不等式: (1)221sin cos 1αα≤≤+ (2)441sin cos 12αα≤≤+ (3)661sin cos 14αα≤≤+ …… …… …… …… …… ……由此规律推测,第n 个不等式为:__________.三、解答题21.已知正数列{}n a 满足233312n a n =+++.(1)求1a ,2a ,3a 的值;(2)试猜想数列{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明你的结论. 22.已知函数3()sin (,,1)1xf x a b a b R a x =+-∈>+的图象过点()0,1-. 求证:(1)函数()f x 在(1,)-+∞上为增函数; (2)函数()f x 没有负零点.23.(1)当1x >时,求2()1x f x x =-的最小值.(2)用数学归纳法证明:11111222n n n +++≥++*()n N ∈. 24.观察下列等式:11=;2349++=;3456725++++=;4567891049++++++=; ……(1)照此规律,归纳猜想第()*n n N ∈个等式; (2)用数学归纳法证明(1)中的猜想.25.证明:223333(1)1234n n n ++++⋯+=,其中*n N ∈.26.依次计算数列114⎛⎫-⎪⎝⎭,111149⎛⎫⎛⎫--⎪⎪⎝⎭⎝⎭,1111114916⎛⎫⎛⎫⎛⎫--- ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,11111111491625⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫---- ⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,的前4项的值,由此猜想21111111111491625(1)n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫----- ⎪⎪⎪⎪⎢⎥+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦(n *∈N )的结果,并用数学归纳法加以证明.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【分析】 结合题意可知,代入数据,即可.【详解】A 选项,13不满足某个数的平方,故错误;B 选项,,故错误;C 选项,故正确;D 选项,,故错误.故选C. 【点睛】本道题考查了归纳推理,关键抓住利用边长点数计算总点数,难度中等.2.A解析:A【解析】分析:若甲预测正确,显然导出矛盾.详解:若甲预测正确,则乙,丙 , 丁都正确,乙:丁肯定能及格.丙:我们四人都能及格.丁:要是我能及格,大家都能及格.,即四人都及格显然矛盾, 故甲预测错误. 故选A.点睛:本题考查推理与论证,根据已知分别假设得出矛盾进而得出是解题关键.3.C解析:C 【解析】分析:由题意将k 替换为1k +,然后和k S 比较即可.详解:由题意将k 替换为1k +,据此可得:()()()()1111111121321k S k k k k +=+++++++++++()111123421k k k k =++++++++()11111123422121k k k k k k =+++++++++++ ()111111111234221211k k k k k k k k =+++++++-+++++++ ()1111111123422121k k k k k k k =++++++-++++++ ()112121k S k k =+-++. 本题选择C 选项.点睛:本题主要考查数学归纳法中由k 到k +1的计算方法,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.4.A解析:A【解析】分析:因为四位歌手中只有一个人说的是真话,假设某一个人说的是真话,如果与条件不符,说明假设不成立,如果与条件相符,说明假设成立. 详解:若乙是获奖的歌手,则甲、乙、丁都说的真话,不符合题意; 若丙是获奖的歌手,则甲、丁都说的真话,不符合题意; 若丁是获奖的歌手,则乙、丙都说的真话,不符合题意;若甲是获奖的歌手,则甲、乙、丙都说的假话,丁说的真话,符合题意; 故选A.点睛:本题考查合情推理,属基础题.5.C解析:C 【解析】分析:由题意结合所给数据的特征确定第九个数即可. 详解:观察所给的数列可知,数列的特征为:121,3a a ==,()213n n n a a a n --=-≥,则978193150a a a =-=--=-. 本题选择C 选项.点睛:本题主要考查数列的递推关系,学生的推理能力等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.6.B解析:B 【详解】分析:分析n k =,1n k =+时,左边起始项与终止项,比较差距,得结果. 详解:n k =时,左边为111123k k k++⋅⋅⋅+++, 1n k =+时,左边为111111233313233k k k k k k ++⋅⋅⋅++++++++++, 所以左边需添加的项是11111123132331313233k k k k k k k ++-=+-+++++++,选B. 点睛:研究n k =到1n k =+项的变化,实质是研究式子变化的规律,起始项与终止项是什么,中间项是如何变化的.7.C解析:C 【解析】2015年是“干支纪年法”中的乙未年,2016年是“干支纪年法”中的丙申年,那么2017年是“干支纪年法”中的丁酉年,2018是戊戌年,2019年是己亥年,以此类推记得到2020年是庚子年. 故答案为C .8.D解析:D 【解析】试题分析:根据题意,由于反证法证明命题:“若2()f x x px q =++,那么(1)f ,(2)f ,(3)f 中至少有一个不小于12”时,即将结论变为否定就是对命题的反设,因此可知至少有一个的否定是一个也没有,或者说假设(1)f ,(2)f ,(3)f 都小于12,故选D.考点:反证法. 9.C解析:C【解析】可以用归纳思想,1条弦,分圆成2个部分。

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阶段质量检测(一)推理与证明(时间120分钟,满分150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.下列推理正确的是()A.把a(b+c)与log a(x+y)类比,则有log a(x+y)=log a x+log a yB.把a(b+c)与sin(x+y)类比,则有sin(x+y)=sin x+sin yC.把a(b+c)与a x+y类比,则有a x+y=a x+a yD.把(a+b)+c与(xy)z类比,则有(xy)z=x(yz)解析:选D(xy)z=x(yz)是乘法的结合律,正确.2.用反证法证明命题“若关于x的方程ax2+bx+c=0(a≠0,a,b,c∈Z)有有理根,那么a,b,c中至少有一个是奇数”时,下列假设正确的是()A.假设a,b,c都是奇数B.假设a,b,c都不是奇数C.假设a,b,c至多有一个奇数D.假设a,b,c至多有两个奇数解析:选B命题“a,b,c中至少有一个是奇数”的否定是“a,b,c都不是奇数”,故选B.3.求证:2+3> 5.证明:因为2+3和5都是正数,所以为了证明2+3>5,只需证明(2+3)2>(5)2,展开得5+26>5,即26>0,此式显然成立,所以不等式2+3>5成立.上述证明过程应用了()A.综合法B.分析法C.综合法、分析法配合使用D.间接证法解析:选B证明过程中的“为了证明……”,“只需证明……”这样的语句是分析法所特有的,是分析法的证明模式.4.利用数学归纳法证明不等式1+12+13+…+12n-1<n(n≥2,n∈N+)的过程中,由n=k变到n=k+1时,左边增加了()A.1项B.k项C.2k-1项D.2k项解析:选D当n=k时,不等式左边的最后一项为12k-1,而当n=k+1时,最后一项为12k+1-1=12k-1+2k,并且不等式左边和式的分母的变化规律是每一项比前一项加1,故增加了2k项.5.对命题“正三角形的内切圆切于三边的中点”,可类比猜想出:正四面体的内切球切于四面各正三角形的位置是()A.各正三角形内的任一点B.各正三角形的中心C.各正三角形边上的任一点D.各正三角形的某中线的中点解析:选B正三角形类比正四面体,正三角形的三边类比正四面体的四个面,三边的中点类比正三角形的中心.6.已知函数f(x)=5x,则f(2 019)的末四位数字为()A.3 125 B.5 625C.0 625 D.8 125解析:选D因为f(5)=55=3 125的末四位数字为3 125,f(6)=56=15 625的末四位数字为5 625,f(7)=57=78 125的末四位数字为8 125,f(8)=58=390 625的末四位数字为0 625,f(9)=59=1 953 125的末四位数字为3 125,故周期T=4.又由于2 019=504×4+3,因此f(2 019)的末四位数字与f(7)的末四位数字相同,即f(2 019)的末四位数字是8 125.7.用数学归纳法证明不等式“1+12+13+…+12n≤12+n(n∈N+)”时,第一步应验证()A.1+12≤12+1 B.1≤12+1C.1+12+13+14≤12+2 D.1<12+1解析:选A当n=1时不等式左边为1+12,右边为12+1,即需要验证:1+12≤12+1.8.(2019·全国卷Ⅱ)在“一带一路”知识测验后,甲、乙、丙三人对成绩进行预测.甲:我的成绩比乙高.乙:丙的成绩比我和甲的都高.丙:我的成绩比乙高.成绩公布后,三人成绩互不相同且只有一个人预测正确,那么三人按成绩由高到低的次序为()A.甲、乙、丙B.乙、甲、丙C.丙、乙、甲D.甲、丙、乙解析:选A (1)若甲预测正确,则乙、丙预测错误,即①甲的成绩比乙高;②丙的成绩不是最高的;③丙的成绩比乙低.由①②③可得甲、乙、丙成绩由高到低的顺序为甲、乙、丙,A 正确.(2)若乙预测正确,则甲、丙预测错误,即①乙的成绩比甲高;②丙的成绩最高;③丙的成绩比乙低.由上可知②③相矛盾,故此情况不成立.(3)若丙预测正确,则甲、乙预测错误,即①乙的成绩比甲高;②丙的成绩不是最高的;③丙的成绩比乙高.由①③得成绩由高到低的顺序为丙、乙、甲,与②相矛盾,此情况不成立.故选A. 9.对于函数f (x ),g (x )和区间D ,如果存在x 0∈D ,使|f (x 0)-g (x 0)|≤1,则称x 0是函数f (x )与g (x )在区间D 上的“友好点”.现给出下列四对函数:①f (x )=x 2,g (x )=2x -3; ②f (x )=x ,g (x )=x +2; ③f (x )=e -x ,g (x )=-1x ; ④f (x )=ln x ,g (x )=x -12.其中在区间(0,+∞)上存在“友好点”的是( ) A .①② B .②③ C .③④D .①④解析:选C 对于①,|f (x )-g (x )|=|x 2-(2x -3)|=|(x -1)2+2|≥2,所以函数f (x )与g (x )在区间(0,+∞)上不存在“友好点”,故①错,应排除A 、D ;对于②,|f (x )-g (x )|=|x -(x +2)|=⎪⎪⎪⎪⎝⎛⎭⎫x -122+74≥74,所以函数f (x )与g (x )在区间(0,+∞)上也不存在“友好点”,故②错,排除B ;同理,可知③④均正确.10.已知数列{a n }的前n 项和S n ,且a 1=1,S n =n 2a n (n ∈N +),可归纳猜想出S n 的表达式为( )A .S n =2nn +1 B .S n =3n -1n +1 C .S n =2n +1n +2D .S n =2nn +2解析:选A 由a 1=1,得a 1+a 2=22a 2,∴a 2=13,S 2=43;又1+13+a 3=32a 3,∴a 3=16,S 3=32=64;又1+13+16+a 4=16a 4,得a 4=110,S 4=85.由S 1=22,S 2=43,S 3=64,S 4=85可以猜想S n =2n n +1.11.已知f (x )=x 3+x ,若a ,b ,c ∈R ,且a +b >0,a +c >0,b +c >0,则f (a )+f (b )+f (c )的值( )A .一定大于0B .一定等于0C .一定小于0D .正负都有可能解析:选A ∵f ′(x )=3x 2+1>0,∴f (x )在R 上是增函数.又a +b >0,∴a >-b ,∴f (a )>f (-b ).又f (x )=x 3+x 是奇函数,∴f (a )>-f (b ),即f (a )+f (b )>0.同理,f (b )+f (c )>0,f (c )+f (a )>0,∴f (a )+f (b )+f (c )>0,故选A.12.下面的三角形数阵叫“莱布尼茨调和三角形”,它们是由整数的倒数组成的.第n 行有n 个数且两端的数均为1n (n ≥2),每个数是它下一行左右相邻两数的和,如11=12+12,12=13+16,13=14+112,…,则第10行第4个数(从左往右数)为( ) A.1360 B.1504 C.1840 D.11 260解析:选C 依题意,结合所给的数阵,归纳规律可知第8行的第一个数、第二个数分别等于18,17-18,第9行的第一个数、第二个数、第三个数分别等于19,18-19,⎝⎛⎭⎫17-18-⎝⎛⎭⎫18-19,第10行的第一个数、第二个数、第三个数、第四个数分别等于110,19-110,⎝⎛⎭⎫18-19-⎝⎛⎭⎫19-110,⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫17-18-⎝⎛⎭⎫18-19-⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫18-19-⎝⎛⎭⎫19-110=1840.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确的答案填在题中的横线上) 13.设f (n )=1+12+13+…+12n -1(n ∈N +),那么f (n +1)-f (n )=________.解析:∵f (n +1)=1+12+13+…+12n -1+12n +12n +1,∴f (n +1)-f (n )=12n +12n +1.答案:12n +12n +114.已知点A (x 1,3x 1),B (x 2,3x 2)是函数y =3x 的图像上任意不同两点,依据图像可知,线段AB 总是位于A ,B 两点之间函数图像的上方,因此有结论3x 1+3x 22>3x 1+x 22成立.运用类比思想方法可知,若点A (x 1,tan x 1),B (x 2,tan x 2)是函数y =tan x ⎝⎛⎭⎫-π2<x <0的图像上任意不同两点,则类似地有____________________成立.解析:因为y =tan x ⎝⎛⎭⎫-π2<x <0图像是上凸的,因此线段AB 的中点的纵坐标tan x 1+tan x 22总是小于函数y =tan x ⎝⎛⎭⎫-π2<x <0图像上的点⎝⎛⎭⎫x 1+x 22,tan x 1+x 22的纵坐标,即有tan x 1+tan x 22<tan x 1+x 22成立.答案:tan x 1+tan x 22<tan x 1+x 2215.观察下列等式: (1+1)=2×1,(2+1)(2+2)=22×1×3, (3+1)(3+2)(3+3)=23×1×3×5. ……照此规律,第n 个等式为________.解析:从给出的规律可看出,左边的连乘式中,连乘式个数以及每个连乘式中的第一个加数与右边连乘式中第一个乘数的指数保持一致,其中左边连乘式中第二个加数从1开始,逐项加1递增,右边连乘式中从第二个乘数开始,组成以1为首项,2为公差的等差数列,项数与第几等式保持一致,则照此规律,第n 个等式可为(n +1)(n +2)·…·(n +n )=2n ×1×3×…×(2n -1).答案:(n +1)(n +2)·…·(n +n )=2n ×1×3×…×(2n -1)16.现有一个关于平面图形的命题:如图,同一平面内有两个边长都是a 的正方形,其中一个的某顶点在另一个的中心,则这两个正方形重叠部分的面积恒为a 24.类比到空间,有两个棱长为a 的正方体,其中一个的某顶点在另一个的中心,则这两个正方体重叠部分的体积恒为________.解析:解法的类比(特殊化),易得两个正方体重叠部分的体积为a 38.答案:a 38三、解答题(本大题共6小题,共70分,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)用综合法或分析法证明:(1)如果a ,b >0,则lg a +b 2≥lg a +lg b2; (2)6+10>23+2.证明:(1)当a ,b >0时,有a +b2≥ab , ∴lg a +b2≥lg ab ,∴lg a +b 2≥12lg ab =lg a +lg b 2.(2)要证 6+10>23+2, 只要证(6+10)2>(23+2)2, 即260>248,这是显然成立的, 所以原不等式成立.18.(本小题满分12分)如图所示,设SA ,SB 是圆锥SO 的两条母线,O 是底面圆心,C 是SB 上一点,求证:AC 与平面SOB 不垂直.证明:假设AC ⊥平面SOB , 因为直线SO 在平面SOB 内, 所以SO ⊥AC ,因为SO ⊥底面圆O ,所以SO ⊥AB . 因为AB ∩AC =A ,所以SO ⊥平面SAB .所以平面SAB ∥底面圆O ,这显然与平面SAB 与底面圆O 相交矛盾,所以假设不成立,即AC 与平面SOB 不垂直.19.(本小题满分12分)已知a ,b ,c ∈(0,1). 求证:(1-a )b ,(1-b )c ,(1-c )a 不能都大于14.证明:假设(1-a )b ,(1-b )c ,(1-c )a 都大于14.因为0<a <1,0<b <1,0<c <1, 所以1-a >0.由基本不等式,得 (1-a )+b2≥(1-a )b >14=12. 同理,(1-b )+c 2>12, (1-c )+a 2>12. 将这三个不等式两边分别相加,得(1-a )+b 2+(1-b )+c 2+(1-c )+a 2>12+12+12,即32>32,这是不成立的, 故(1-a )b ,(1-b )c ,(1-c )a 不能都大于14.20.(本小题满分12分)用数学归纳法证明11×3+13×5+…+1(2n -1)×(2n +1)=n 2n +1(n∈N +).证明:①当n =1时,左边=11×3=13, 右边=12×1+1=13,左边=右边.所以当n =1时等式成立. ②假设当n =k (k ≥1,k ∈N +)时等式成立,即 11×3+13×5+…+1(2k -1)×(2k +1)=k 2k +1, 则当n =k +1时, 左边=11×3+13×5+…+1(2k -1)×(2k +1)+1(2k +1)×(2k +3)=k 2k +1+1(2k +1)×(2k +3)=k (2k +3)+1(2k +1)×(2k +3)=(2k +1)(k +1)(2k +1)×(2k +3)=k +12(k +1)+1=右边.所以当n =k +1时等式也成立.根据①和②可知,等式对任何n ∈N +都成立.21.(本小题满分12分)下列推理是否正确?若不正确,指出错误之处. (1)求证:四边形的内角和等于360°.证明:设四边形ABCD 是矩形,则它的四个角都是直角,有∠A +∠B +∠C +∠D =90°+90°+90°+90°=360°,所以四边形的内角和为360°.(2)已知 2 和 3 都是无理数,试证:2+3也是无理数.证明:依题设2和3都是无理数,而无理数与无理数之和是无理数,所以2+3必是无理数.(3)已知实数m 满足不等式(2m +1)(m +2)<0,用反证法证明:关于x 的方程x 2+2x +5-m 2=0无实根.证明:假设方程x 2+2x +5-m 2=0有实根.由已知实数m 满足不等式(2m +1)(m +2)<0,解得-2<m <-12,而关于x 的方程x 2+2x +5-m 2=0的判别式Δ=4(m 2-4),∵-2<m <-12,∴14<m 2<4,∴Δ<0,即关于x 的方程x 2+2x +5-m 2=0无实根. 解:(1)犯了偷换论题的错误,在证明过程中,把论题中的四边形改为矩形.(2)使用的论据是“无理数与无理数的和是无理数”,这个论据是假的,因为两个无理数的和不一定是无理数,因此原题的真实性仍无法判定.(3)利用反证法进行证明时,要把假设作为条件进行推理,得出矛盾,本题在证明过程中并没有用到假设的结论,也没有推出矛盾,所以不是反证法.22.(本小题满分12分)是否存在二次函数f (x ),使得对于任意n ∈N +,都有12+22+32+…+n 2n=f (n )成立,若存在,求出f (x );若不存在,说明理由. 解:假设存在二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),使得对于∀n ∈N +,都有12+22+32+…+n 2n=f (n )成立.当n =1时,a +b +c =1,① 当n =2时,4a +2b +c =12+222,②当n =3时,9a +3b +c =12+22+323,③联立①②③式得a =13,b =12,c =16,则由以上可假设存在二次函数f (x )=13x 2+12x +16,使得对于∀n ∈N +,都有12+22+32+…+n 2n=f (n )成立. 下面用数学归纳法证明:(1)当n =1时,121=1,f (1)=13+12+16=1,所以121=f (1)成立;(2)假设当n =k 时,12+22+32+…+k 2k =f (k )成立, 那么,当n =k +1时, 12+22+32+…+(k +1)2k +1=12+22+32+…+k 2k ·k k +1+(k +1)=f (k )·kk +1+(k +1)=⎝⎛⎭⎫13k 2+12k +16·k k +1+(k +1) =(k +1)(2k +1)6·kk +1+(k +1)=k (2k +1)6+(k +1) =k 23+76k +1 =13(k +1)2+12(k +1)+16 =f (k +1),故当n =k +1时,12+22+32+…+(k +1)2k +1=f (k +1)也成立.由(1)(2)知,对于∀n ∈N +,12+22+32+…+n 2n=f (n )都成立. 即存在二次函数f (x )=13x 2+12x +16,使得对于∀n ∈N +,都有12+22+32+…+n 2n =f (n )成立.由Ruize收集整理。

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