学案导学备课精选高中数学2.1.1合情推理与演绎推理同步练习(含解析)苏教版选修22

第2章 推理与证明§2.1 合情推理与演绎推理2．1.1 合情推理 课时目标 1.了解合情推理的含义，能利用归纳和类比等进行简单的推理.2.了解合情推理在数学发现中的作用．1．归纳推理(1)定义：从__________中推演出__________的结论，这样的推理称为归纳推理． (2)思维过程 → →2．类比推理(1)定义根据两个(或两类)对象之间在某些方面的________或________，推演出它们在其他方面也__________或________，像这样的推理通常称为类比推理，简称类比法．(2)思维过程观察、比较―→联想、类推―→猜测新的结论3．合情推理的含义合情推理是根据已有的事实和正确的结论，___________________________________等推测出某些结果的推理过程．____________和____________是数学活动中常用的合情推理．一、填空题1．数列2,5,11,20，x,47，…中的x 的值为________．2．如图由火柴杆拼成的一列图形中，第n 个图形由n 个正方形组成：通过观察可以发现：第4个图形中，火柴杆有______根；第n 个图形中，火柴杆有________根．3．已知a 1＝1，a n ＋1>a n ，且(a n ＋1－a n )2－2(a n ＋1＋a n )＋1＝0，通过计算a 2，a 3的值，猜想a n ＝________.4．在等差数列{a n }中，若a 10＝0，证明等式a 1＋a 2＋…＋a n ＝a 1＋a 2＋…＋a 19－n (n<19，n ∈N *)成立，并类比上述性质相应的在等比数列{b n }中，若b 9＝1，则有等式________________________________________成立．5．当a ，b ，c ∈(0，＋∞)时，由a ＋b 2≥ab ，a ＋b ＋c 3≥3abc ，运用归纳推理，可猜测出的合理结论是____________________．6．观察下列等式：1＝1,1－4＝－(1＋2)，1－4＋9＝1＋2＋3,1－4＋9－16＝－(1＋2＋3＋4)，…，由此推测第n 个等式为______________________________________．7．设n ≥2，n ∈N ，(2x ＋12)n －(3x ＋13)n ＝a 0＋a 1x ＋a 2x 2＋…＋a n x n ，将|a k |(0≤k ≤n )的最小值记为T n ，则T 2＝0，T 3＝123－133，T 4＝0，T 5＝125－135，…，T n ，…，其中T n ＝______________. 8．对于平面几何中的命题：“夹在两条平行线之间的平行线段相等”，在立体几何中，类比上述命题，可以得到命题：“_______________________________________________”；这个类比命题的真假性是__________．二、解答题9．平面内有n 个圆，其中每两个圆都相交于两点，且每三个圆都不相交于同一点，若f (n )表示这n 个圆把平面分割的区域数，试求f (n )．10.观察①tan 10°tan 20°＋tan 20°tan 60°＋tan 60°tan 10°＝1.②tan 5°tan 10°＋ta n 10°tan 75°＋tan 75°tan 5°＝1.由以上两式成立得到一个由特殊到一般的推广，此推广是什么？并证明你的推广．能力提升11．观察下列等式：①cos 2α＝2cos 2α－1；②cos 4α＝8cos 4α－8cos 2α＋1；③cos 6α＝32cos 6α－48cos 4α＋18cos 2α－1；④cos 8α＝128cos 8α－256cos 6α＋160cos 4α－32cos 2α＋1；⑤cos 10α＝m cos 10α－1 280cos 8α＋1 120cos 6α＋n cos 4α＋p cos 2α－1.可以推测，m －n ＋p ＝________.12．设平面内有n 条直线(n ≥3)，其中有且仅有两条直线互相平行，任意三条直线不过同一点，若用f (n )表示这n 条直线交点的个数．(1)求f (4)；(2)当n >4时，用n 表示出f (n )．1．归纳推理的一般步骤(1)通过观察个别事物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．2．类比推理的一般步骤(1)找出两类事物之间的相似性或一致性；(2)用一类事物的性质推测另一类事物的性质，得出一个明确的结论．3．合情推理获得的结论未必可靠，但能帮助我们猜测，发现结论．答案知识梳理1．(1)个别事实一般性(2)实验、观察概括、推广猜测一般性结论2．(1)相似相同相似相同3．实验和实践的结果以及个人的经验和直觉归纳推理类比推理作业设计1．32解析∵5－2＝3,11－5＝6,20－11＝9，∴x－20＝12，∴x＝32.2．13 3n＋13．n2解析计算得a2＝4，a3＝9.∴猜想a n＝n2.4．b1b2…b n＝b1b2…b17－n (n<17，n∈N*)解析在等差数列{a n}中，由a10＝0，得a1＋a19＝a2＋a18＝…＝a n＋a20－n＝a n＋1＋a19－n＝2a10＝0，∴a1＋a2＋…＋a n＋…＋a19＝0，即a1＋a2＋…＋a n＝－a19－a18－…－a n＋1，又∵a1＝－a19，a2＝－a18，…，a19－n＝－a n＋1，∴a1＋a2＋…＋a n＝－a19－a18－…－a n＋1＝a1＋a2＋…＋a19－n.若a9＝0，同理可得a1＋a2＋…＋a n＝a1＋a2＋…＋a17－n.相应地，类比此性质在等比数列{b n}中，可得b1b2…b n＝b1b2…b17－n (n<17，n∈N*)．5.a1＋a2＋…＋a nn≥na1a2…a n (a i>0，i＝1,2，…n)解析a1＋a2＋…＋a nn≥na1a2…a n (a i>0，i＝1,2，…n)是基本不等式的一般形式，这里等号当且仅当a1＝a2＝…＝a n时成立．结论的猜测没有定式，但合理的猜测是有目标的．6．12－22＋32－42＋…＋(－1)n－1·n2＝(－1)n－1(1＋2＋3＋…＋n)7.⎩⎪⎨⎪⎧ 0 (n 为偶数)12n －13n (n 为奇数)解析 观察T n 表达式的特点可以看出T 2＝0，T 4＝0，……，∴当n 为偶数时，T n ＝0；又∵T 3＝123－133，T 5＝125－135，……，∴当n 为奇数时，T n ＝12n －13n . 8．夹在两个平行平面间的平行线段相等 真命题9．解 ∵f (n )表示n 个圆把平面分割成的区域数，如果再有一个圆和这n 个圆相交，则增加2n 个交点，这些交点将增加的这个圆分成2n 段弧，且每一段弧又将原来的平面区域一分为二，因此，增加一个圆后，平面分成的区域数增加2n 个，即f (n ＋1)＝f (n )＋2n ，亦即f (n ＋1)－f (n )＝2n ，又f (1)＝2，由递推公式得f (2)－f (1)＝2×1，f (3)－f (2)＝2×2，f (4)－f (3)＝2×3，……，f (n )－f (n －1)＝2(n －1)．将以上n －1个等式累加得f (n )＝2＋2[1＋2＋3＋…＋(n －1)]＝n 2－n ＋2.10．解 观察到：10°＋20°＋60°＝90°，5°＋75°＋10°＝90°.猜想此推广为α＋β＋γ＝π2且α，β，γ都不为k π＋π2(k ∈Z )，则tan αtan β＋tan βtan γ＋tan γtan α＝1.证明：①γ＝0时，等式显然成立．②当γ≠0时，由α＋β＋γ＝π2， 得α＋β＝π2－γ， 所以tan(α＋β)＝1tan γ. 又因为tan(α＋β)＝tan α＋tan β1－tan αtan β， 所以tan α＋tan β＝tan(α＋β)·(1－ta n α·tan β)＝1tan γ(1－tan α·tan β)， 所以tan αtan β＋tan βtan γ＋tan γtan α＝tan αtan β＋tan γ(tan α＋tan β)＝tan αtan β＋tan γ·1 tan γ(1－tan αtan β)＝1. 综上所述，等式成立．11．962解析 观察得：式子中所有项的系数和为1，∴m －1 280＋1 120＋n ＋p －1＝1，∴m ＋n ＋p ＝162，又p ＝10×5＝50，m ＝29＝512，∴n ＝－400，∴m －n ＋p ＝962.12．解 (1)如图所示，可得f (4)＝5.(2)∵f (3)＝2；f (4)＝5＝f (3)＋3；f (5)＝9＝f (4)＋4；f (6)＝14＝f (5)＋5；……∴每增加一条直线，交点增加的个数等于原来直线的条数． ∴f (n )＝f (n －1)＋n －1，累加得f (n )＝f (3)＋3＋4＋5＋…＋(n －1)＝2＋3＋4＋5＋…＋(n －1)＝12(n ＋1)(n －2)．。