高中数学高考总复习推理与证明

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高中数学高考总复习推理与证明习题及详解

高中数学高考总复习推理与证明习题及详解

高中数学高考总复习推理与证明习题及详解一、选择题1.(2010·广东文,10)在集合{a ,b ,c ,d }上定义两种运算、⊗如下: 那么d ⊗(ac )=( )A .aB .bC .cD .d [答案] A[解析] 根据运算、⊗的定义可知,a c =c ,d ⊗c =a ,故选A.2.(文)(2010·福建莆田质检)如果将1,2,3,…,n 重新排列后,得到一个新系列a 1,a 2,a 3,…,a n ,使得k +a k (k =1,2,…,n )都是完全平方数,则称n 为“好数”.若n 分别取4,5,6,则这三个数中,“好数”的个数是( )A .3B .2C .1D .0 [答案] C[解析] 5是好数,4和6都不是,∵取a 1=3,a 2=2,a 3=1,a 4=5,a 5=4,则1+a 1=4=22,2+a 2=4=22,3+a 3=4=22,4+a 4=32,5+a 5=32.(理)(2010·寿光现代中学)若定义在区间D 上的函数f (x ),对于D 上的任意n 个值x 1,x 2,…,x n ,总满足f (x 1)+f (x 2)+…+f (x n )≥nf ⎝⎛⎭⎫x 1+x 2+…+x n n ,则称f (x )为D 上的凹函数,现已知f (x )=tan x 在⎝⎛⎭⎫0,π2上是凹函数,则在锐角三角形ABC 中,tan A +tan B +tan C 的最小值是( ) A .3 B.23 C .3 3 D. 3 [答案] C[解析] 根据f (x )=tan x 在⎝⎛⎭⎫0,π2上是凹函数,再结合凹函数定义得,tan A +tan B +tan C ≥3tan ⎝⎛⎭⎫A +B +C 3=3tan π3=3 3.故所求的最小值为3 3.3.(文)定义某种新运算“⊗”:S =a ⊗b 的运算原理为如图的程序框图所示,则式子5⊗4-3⊗6=( )A .2B .1C .3D .4 [答案] B[解析] 由题意知5⊗4=5×(4+1)=25,3⊗6=6×(3+1)=24,所以5⊗4-3⊗6=1. (理)如图所示的算法中,令a =tan θ,b =sin θ,c =cos θ,若在集合{θ|0<θ<3π2}中任取θ的一个值,输出的结果是sin θ的概率是( )A.13B.12C.23D.34 [答案] A[解析] 该程序框图的功能是比较a ,b ,c 的大小并输出最大值,因此要使输出的结果是sin θ,需sin θ>tan θ,且sin θ>cos θ,∵当θ∈⎝⎛⎭⎫0,π2时,总有tan θ>sin θ,当θ∈⎝⎛⎭⎫π2,π时,sin θ>0,tan θ<0,cos θ<0,当θ∈⎝⎛⎭⎫π,3π2时,tan θ>0,sin θ<0,故输出的结果是sin θ时,θ的范围是⎝⎛⎭⎫π2,π,结合几何概型公式得,输出sin θ的概率为π-π232π-0=13,故选A. 4.(2010·曲师大附中)设△ABC 的三边长分别为a 、b 、c ,△ABC 的面积为S ,内切圆半径为r ,则r =2S 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S 1、S 2、S 3、S 4,内切球的半径为r ,四面体S -ABC 的体积为V ,则r =( )A.VS 1+S 2+S 3+S 4 B.2VS 1+S 2+S 3+S 4 C.3VS 1+S 2+S 3+S 4 D.4VS 1+S 2+S 3+S 4 [答案] C[解析] 设三棱锥的内切球球心为O ,那么由V S -ABC =V O -ABC +V O -SAB +V O -SAC +V O -SBC ,即V =13S 1r +13S 2r +13S 3r +13S 4r ,可得r =3V S 1+S 2+S 3+S 4.5.(2010·辽宁锦州)类比“两角和与差的正余弦公式”的形式,对于给定的两个函数,S (x )=a x -a -x 2,C (x )=a x +a -x2,其中a >0,且a ≠1,下面正确的运算公式是( )①S (x +y )=S (x )C (y )+C (x )S (y ); ②S (x -y )=S (x )C (y )-C (x )S (y ); ③C (x +y )=C (x )C (y )-S (x )S (y ); ④C (x -y )=C (x )C (y )+S (x )S (y ). A .①③B.②④C.①④D.①②③④[答案] D[解析]实际代入逐个验证即可.如S(x)C(y)+C(x)S(y)=a x-a-x2·a y+a-y2+a x+a-x2·a y-a-y2=14(ax+y-a y-x+a x-y-a-x-y+a x+y+a y-x-a x-y-a-x-y)=14(2ax+y-2a-x-y)=a x+y-a-(x+y)2=S(x+y),故①成立.同理可验证②③④均成立.6.四个小动物换座位,开始是鼠、猴、兔、猫分别坐在1、2、3、4号位子上如图所示,第一次前后排动物互换座位,第二次左右列动物互换座位,…,这样交替进行下去,那么第2011次互换座位后,小兔的座位对应的是()第一次第二次第三次第四次A.编号1 B.编号2 C.编号3 D.编号4[答案] D[解析]根据动物换座位的规则,可得第四次、第五次、第六次、第七次换座后的结果如下图所示:第一次 第二次 第三次 第四次据此可以归纳得到:四个小动物在换座后,每经过四次换座后与原来的座位一样,即以4为周期,因此在第2011次换座后,四个小动物的位置应该是和第3次换座后的位置一样,即小兔的座位号是4,故选D.[点评] 因为问题只求小兔座位号,故可只考虑小兔座位号的变化,用1→2表示小兔从1号位换到2号位,则小兔座位的变化规律是:3→1→2→4→3→1→2→4→3…,显见变化周期为4,又2011=4×502+3,故经过2011次换座后,小兔位于4号座.7.(2010·山东文)观察(x 2)′=2x ,(x 4)′=4x 3,(cos x )′=-sin 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f (-x )=( )A .f (x )B .-f (x )C .g (x )D .-g (x ) [答案] D[解析] 观察所给例子可看出偶函数求导后都变成了奇函数,∴g (-x )=-g (x ),选D. 8.甲、乙两位同学玩游戏,对于给定的实数a 1,按下列方法操作一次产生一个新的实数:由甲、乙同时各掷一枚均匀的硬币,如果出现两个正面朝上或两个反面朝上,则把a 1乘以2后再加上12;如果出现一个正面朝上,一个反面朝上,则把a 1除以2后再加上12,这样就可得到一个新的实数a 2.对实数a 2仍按上述方法进行一次操作,又得到一个新的实数a 3.当a 3>a 1时,甲获胜,否则乙获胜.若甲获胜的概率为34,则a 1的取值范围是( )A .[-12,24]B .(-12,24)C .(-∞,-12)∪(24,+∞)D .(-∞,-12]∪[24,+∞) [答案] D[解析] 因为甲、乙同时各掷一枚均匀的硬币,出现的可能情形有4种:(正,正)、(正,反)、(反,正)、(反,反),所以每次操作后,得到两种新数的概率是一样的.故由题意得即4a 1+36,a 1+18,a 1+36,14a 1+18出现的机会是均等的,由于当a 3>a 1时,甲胜且甲胜的概率为34,故在上面四个表达式中,有3个大于a 1,∵a 1+18>a 1,a 1+36>a 1,故在其余二数中有且仅有一个大于a 1,由4a 1+36>a 1得a 1>-12,由14a 1+18>a 1得,a 1<24,故当-12<a 1<24时,四个数全大于a 1,当a 1≤-12或a 1≥24时,有且仅有3个大于a 1,故选D.9.(2010·广州市)如图所示的三角形数阵叫“莱布尼兹调和三角形”,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7行第4个数(从左往右数)为( )11 12 12 13 16 13 14 112 112 14 15 120 130 120 15 ………………………………A.1140B.1105C.160D.142 [答案] A[解析] 第6行从左到右各数依次为16,130,160,160,130,16,第7行从左到右各数依次为17,142,1105,1140,1105,142,17,故选A. 10.(2010·山东淄博一中)如图,在梯形ABCD 中,AB ∥DC ,AB =a ,CD =b (a >b ).若EF ∥AB ,EF 到CD 与AB 的距离之比为m n ,则可推算出:EF =ma +nb m +n ,试用类比的方法,推想出下述问题的结果.在上面的梯形ABCD 中,延长梯形两腰AD 、BC 相交于O 点,设△OAB 、△OCD 的面积分别为S 1、S 2,EF ∥AB ,且EF 到CD 与AB 的距离之比为m n ,则△OEF 的面积S 0与S 1、S 2的关系是( )A .S 0=mS 1+nS 2m +nB .S 0=nS 1+mS 2m +nC.S 0=m S 1+n S 2m +nD.S 0=n S 1+m S 2m +n[答案] C[解析] 根据面积比等于相似比的平方求解. 二、填空题11.(2010·盐城调研)请阅读下列材料:若两个正实数a 1,a 2满足a 12+a 22=1,那么a 1+a 2≤ 2.证明:构造函数f (x )=(x -a 1)2+(x -a 2)2=2x 2-2(a 1+a 2)x +1,因为对一切实数x ,恒有f (x )≥0,所以Δ≤0,从而得4(a 1+a 2)2-8≤0,所以a 1+a 2≤ 2.根据上述证明方法,若n 个正实数满足a 12+a 22+…+a n 2=1时,你能得到的结论为________.(不必证明)[答案] a 1+a 2+…+a n ≤n12.(文)如图甲,在△ABC 中,AB ⊥AC ,AD ⊥BC ,D 是垂足,则AB 2=BD ·BC ,该结论称为射影定理.如图乙,在三棱锥A -BCD 中,AD ⊥平面ABC ,AO ⊥平面BCD ,O 为垂足,且O 在△BCD 中,类比射影定理,探究S △ABC 、S △BCO 、S △BCD 之间满足的关系式是________.[答案] S △ABC 2=S △BCO ·S △BCD[解析] 根据类比推理,将线段的长推广为三角形的面积,从而得到答案.(理)(2010·湖南湘潭市)现有一个关于平面图形的命题:如图所示,同一个平面内有两个边长都是a 的正方体,其中一个的某顶点在另一个的中心,则这两个正方形重叠部分的面积恒为a 24,类比到空间,有两个棱长均为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______.[答案] a 3813.(文)(2010·陕西理)观察下列等式:13+23=32,13+23+33=62,13+23+33+43=102,…,根据上述规律,第五个等式为________________.[答案] 13+23+33+43+53+63=212 [解析] 观察所给等式可以发现: 13+23=32=(1+2)2 13+23+33=62=(1+2+3)2 13+23+33+43=102=(1+2+3+4)2 ……推想:13+23+33+…+n 3=(1+2+3+…+n )2∴第五个等式为:13+23+33+43+53+63=(1+2+…+6)2=212. (理)(2010·广东省佛山顺德区质检)已知一系列函数有如下性质: 函数y =x +1x 在(0,1]上是减函数,在[1,+∞)上是增函数;函数y =x +2x 在(0,2]上是减函数,在[2,+∞)上是增函数;函数y =x +3x 在(0,3]上是减函数,在[3,+∞)上是增函数;…………利用上述所提供的信息解决问题:若函数y =x +3mx (x >0)的值域是[6,+∞),则实数m 的值是________.[答案] 2[解析] 由题目提供信息可知y =x +3mx (x >0)在(0,3m ]上是减函数,在[3m ,+∞)上是增函数,∴当x =3m 时,y min =6,∴m =2.14.(文)(2010·湖南衡阳八中)如图(1)有关系S △P A ′B ′S △P AB=P A ′·PB ′P A ·PB ,则如图(2)有关系V P -A ′B ′C ′V P -ABC=________.[答案]P A ′·PB ′·PC ′P A ·PB ·PC[解析] 根据类比推理,将平面上三角形的结论,推广到空间,即V P -A ′B ′C ′V P -ABC=P A ′·PB ′·PC ′P A ·PB ·PC.简证如下:设B ′、B 到平面P AC 的距离分别为h 、H ,则h H =PB ′PB .又已知S △P A ′C ′S △P AC=P A ′·PC ′P A ·PC ,∴V P -A ′B ′C ′V P -ABC=13S △P A ′C ′·h13S △P AC·H =P A ′·PC ′·PB ′P A ·PC ·PB .(理)(2010·江苏姜堰中学)如图①,数轴上A (x 1)、B (x 2),点P 分AB 成两段长度之比APPB =λ,则点P 的坐标x P =x 1+λx 21+λ成立;如图②,在梯形ABCD 中,EF ∥AD ∥BC ,且AEEB =λ,则EF =AD +λ·BC 1+λ. 根据以上结论作类比推理,如图③,在棱台A 1B 1C 1-ABC 中,平面DEF 与平面ABC 平行,且A 1DDA =λ,△A 1B 1C 1、△DEF 、△ABC 的面积依次是S 1,S ,S 2,则有结论:________________________.[答案]S =S 1+λS 21+λ[解析] 将三棱台补成棱锥P -ABC ,不妨令P A 1=m ,DA =n ,则A 1D =nλ,那么, 由S 1S =m m +nλ,得m =n S 1S -S 1, 又由S S 2=m +nλm +n (λ+1),得m +nλ=n SS 2-S, ∴nλS 1S -S 1+nλ=n SS 2-S,∴S λS -S 1=SS 2-S,由此得S =S 1+λS 21+λ.三、解答题15.(2010·瑞安中学)用分析法...证明:3-2>5- 4. [证明] 证法1:要证3-2>5-4成立, ∵3-2>0,5-4>0,∴只要证(3-2)2>(5-4)2成立. 即证5-26>9-220成立. 即证-26>4-220成立, 只须证6<-2+20成立.∵20-2>0,故只须证6<24-420成立. 即证9>220成立,即证81>80成立.最后一个不等式显然成立,以上步步可逆,故原不等式成立.证法2:要证3-2>5-4成立,只须证3+4>5+2成立,只须证7+212>7+210成立,即证12>10成立,即证12>10成立,最后一个不等式显然成立,故原结论成立.16.(文)设数列{a n }的首项a 1=a ≠14,且a n +1=⎩⎨⎧12a n,n 为偶数a n+14,n 为奇数.记b n =a 2n -1-14,n=1,2,3,….(1)求a 2,a 3;(2)判断{b n }是否为等比数列,并证明你的结论. [解析] (1)a 2=a 1+14=a +14,a 3=12a 2=12a +18.(2)∵a 4=a 3+14=12a +38.∴a 5=12a 4=14a +316. ∴b 1=a 1-14=a -14≠0, b 2=a 3-14=12⎝⎛⎭⎫a -14, b 3=a 5-14=14⎝⎛⎭⎫a -14. 猜想{b n }是公比为12的等比数列. 证明如下:∵b n +1=a 2n +1-14=12a 2n -14=12⎝⎛⎭⎫a 2n -1+14-14 =12⎝⎛⎭⎫a 2n -1-14=12b n (n ∈N *). ∴{b n }是首项为a -14,公比为12的等比数列. (理)(2010·湖南文)给出下面的数表序列:表1 表2 表3 …1 1 3 1 3 54 4 812其中表n (n =1,2,3,…)有n 行,第1行的n 个数是1,3,5,…,2n -1,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各行中的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n (n ≥3)(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{b n }.求和:b 3b 1b 2+b 4b 2b 3+…+b n +2b n b n +1(n ∈N *). [解析] (1)表4为1 3 5 74 8 1212 2032它的第1,2,3,4行中的数的平均数分别是4,8,16,32,它们构成首项为4,公比为2的等比数列.将这一结论推广到表n (n ≥3),即表n (n ≥3)各行中的数的平均数按从上到下的顺序构成首项为n ,公比为2的等比数列.简证如下(对考生不作要求)首先,表n (n ≥3)的第1行1,3,5,…,2n -1是等差数列,其平均数为1+3+…+(2n -1)n=n ;其次,若表n 的第k (1≤k ≤n -1)行a 1,a 2,…,a n -k +1是等差数列,则它的第k +1行a 1+a 2,a 2+a 3,…,a n -k +a n -k +1也是等差数列.由等差数列的性质知,表n 的第k 行中的数的平均数与第k +1行中的数的平均数分别是a 1+a n -k +12,a 1+a 2+a n -k +a n -k +12=a 1+a n -k +1.由此可知,表n (n ≥3)各行中的数都成等差数列,且各行中的数的平均数按从上到下的顺序构成首项为n ,公比为2的等比数列.(2)表n 的第1行是1,3,5,…,2n -1,其平均数是1+3+5+…+(2n -1)n=n . 由(1)知,它的各行中的数的平均数按从上到下的顺序构成首项为n ,公比为2的等比数列(从而它的第k 行中的数的平均数是n ·2k -1),于是,表n 中最后一行的唯一一个数为b n =n ·2n -1.因此b k +2b k b k +1=(k +2)2k +1k ·2k -1·(k +1)·2k =k +2k (k +1)·2k -2=2(k +1)-k k (k +1)·2k -2=1k ·2k -3-1(k +1)·2k -2(k =1,2,3,…,n ) 故b 3b 1b 2+b 4b 2b 3+…+b n +2b n b n +1=⎝⎛⎭⎫11×2-2-12×2-1+⎝⎛⎭⎫12×2-1-13×20+…+⎣⎡⎦⎤1n ×2n -3-1(n +1)×2n -2 =11×2-2-1(n +1)×2n -2=4-1(n +1)×2n -2. 17.(文)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a m ,a m +2,a m +1(m ∈N *)成等差数列,试判断S m ,S m +2,S m +1是否成等差数列,并证明你的结论.[解析] 设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q (a 1≠0,q ≠0),若a m ,a m +2,a m +1成等差数列,则2a m +2=a m +a m +1.∴2a 1q m +1=a 1q m -1+a 1q m .∵a 1≠0,q ≠0,∴2q 2-q -1=0.解得q =1或q =-12. 当q =1时,∵S m =ma 1,S m +1=(m +1)a 1,S m +2=(m +2)a 1,∴2S m +2≠S m +S m +1.∴当q =1时,S m ,S m +2,S m +1不成等差数列.当q =-12时,S m ,S m +2,S m +1成等差数列. 证明如下:证法1:∵(S m +S m +1)-2S m +2=(S m +S m +a m +1)-2(S m +a m +1+a m +2)=-a m +1-2a m +2=-a m +1-2qa m +1=-a m +1-2a m +1⎝⎛⎭⎫-12=0, ∴2S m +2=S m +S m +1.∴当q =-12时,S m ,S m +2,S m +1成等差数列. 证法2:∵2S m +2=2a 1⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫-12m +21+12=43a 1⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫-12m +2, 又S m +S m +1=a 1⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫-12m 1+12+a 1⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫-12m +11+12=23a 1⎣⎡⎦⎤2-⎝⎛⎭⎫-12m -⎝⎛⎭⎫-12m +1 =23a 1⎣⎡⎦⎤2-4⎝⎛⎭⎫-12m +2+2⎝⎛⎭⎫-12m +2 =43a 1⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫-12m +2, ∴2S m +2=S m +S m +1.∴当q =-12时,S m ,S m +2,S m +1成等差数列. (理)已知函数f (x )对任意的实数x 、y 都有f (x +y )=f (x )+f (y )-1,且当x >0时,f (x )>1.(1)求证:函数f (x )在R 上是增函数;(2)若关于x 的不等式f (x 2-ax +5a )<2的解集为{x |-3<x <2},求f (2010)的值;(3)在(2)的条件下,设a n =|f (n )-14|(n ∈N *),若数列{a n }从第k 项开始的连续20项之和等于102,求k 的值.[解析] (1)证明:设x 1>x 2,则x 1-x 2>0,从而f (x 1-x 2)>1,即f (x 1-x 2)-1>0. f (x 1)=f [x 2+(x 1-x 2)]=f (x 2)+f (x 1-x 2)-1>f (x 2),故f (x )在R 上是增函数.(2)设f (b )=2,于是不等式化为f (x 2-ax +5a )<f (b ).则x 2-ax +5a <b ,即x 2-ax +5a -b <0.∵不等式f (x 2-ax +5a )<2的解集为{x |-3<x <2}.∴方程x 2-ax +5a -b =0的两根为-3和2,于是⎩⎪⎨⎪⎧ -3+2=a -3×2=5a -b ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1b =1,∴f (1)=2. 在已知等式中令x =n ,y =1得,f (n +1)-f (n )=1.所以{f (n )}是首项为2,公差为1的等差数列.f (n )=2+(n -1)×1=n +1,故f (2010)=2011.(3)a k =|f (k )-14|=|(k +1)-14|=|k -13|.设从第k 项开始的连续20项之和为T k ,则T k =a k +a k +1+…+a k +19.当k ≥13时,a k =|k -13|=k -13,T k ≥T 13=0+1+2+3+…+19=190>102.当k <13时,a k =|k -13|=13-k .T k =(13-k )+(12-k )+…+1+0+1+…+(k +6)=k 2-7k +112.令k 2-7k +112=102,解得k =2或k =5.[点评] 当k ≥13时,a k =|k -13|=k -13,令T k =20(k -13)+20×192×1=102,无正整数解,故k ≥13时,T k 不可能取值为102.。

高中数学推理与证明

高中数学推理与证明

高中数学推理与证明
高中数学推理与证明是数学学科中的一个重要的分支,是对数学知识进行深入理解和
应用的过程。

它主要涉及数学概念、定理、公式的推导和证明,以及解决相关问题的
推理过程。

高中数学推理与证明的内容主要包括以下几个方面:
1. 数学概念的推导与证明:这部分内容主要涉及数学概念的定义和性质的推导与证明,比如数列的定义和性质、三角函数的定义和性质等。

2. 定理和公式的推导与证明:这部分内容主要涉及数学中的重要定理和公式的推导和
证明,比如数列极限的性质、导数的定义和性质、三角函数的和差化积公式等。

3. 问题的推理和证明:这部分内容主要涉及数学问题的推理和证明,比如证明题、数
学建模题等。

高中数学推理与证明的方法主要包括以下几种:
1. 直接证明法:即通过已知条件和基本推理规则,直接推导出需要证明的结论。

2. 反证法:即假设需要证明的结论不成立,然后通过逻辑推理,推导出矛盾的结论,
从而证明原命题成立。

3. 数学归纳法:用于证明对于一切自然数都满足的性质,通过证明当n取某个特定值
时结论成立,再证明如果n取某个值时结论成立,则结论对一切自然数都成立。

4. 矛盾法:即假设结论不成立,然后通过逻辑推理得到矛盾的结论,从而证明结论成立。

总结来说,高中数学推理与证明是通过运用数学知识、逻辑推理和推导方法,对数学概念、定理、公式等进行深入理解和应用的过程,旨在培养学生的逻辑思维能力和创新精神。

高中数学中的数学推理与证明方法讲解

高中数学中的数学推理与证明方法讲解

高中数学中的数学推理与证明方法讲解数学是一门严谨而又精确的学科,其中的推理与证明方法是数学学习中的重要内容。

在高中数学中,学生需要通过推理和证明来解决问题,提高数学思维能力和逻辑思维能力。

本文将从数学推理的基本概念开始,逐步介绍高中数学中常用的数学推理与证明方法。

一、数学推理的基本概念数学推理是指通过逻辑推理和演绎法来得出结论的过程。

在数学中,推理分为直接推理和间接推理两种形式。

1. 直接推理直接推理是通过已知的命题和已知的推理规则,从已知的前提出发,推导出结论的过程。

直接推理是数学证明中最基本和常用的推理方法之一。

例如,已知命题“若a=b,b=c,则a=c”,我们可以通过直接推理得出结论“若a=b,b=c,则a=c”。

2. 间接推理间接推理是通过反证法来进行推理的方法。

当我们无法通过直接推理得出结论时,可以尝试使用间接推理。

间接推理的基本思想是假设所要证明的结论不成立,然后通过推理推导出矛盾的结论,从而证明所要证明的结论是成立的。

例如,要证明命题“根号2是无理数”,可以采用反证法,假设根号2是有理数,然后通过推理得出矛盾的结论,从而证明根号2是无理数。

二、数学推理与证明方法在高中数学中,有许多常用的数学推理与证明方法。

下面将介绍其中几种常见的方法。

1. 数学归纳法数学归纳法是一种常用的证明方法,适用于证明一些具有递推关系的命题。

数学归纳法的基本思想是:首先证明当n=1时命题成立,然后假设当n=k时命题成立,再证明当n=k+1时命题也成立,由此可得出结论:对于任意正整数n,命题都成立。

例如,要证明命题“1+2+3+...+n=n(n+1)/2”,可以使用数学归纳法。

首先,当n=1时,命题成立;然后假设当n=k时命题成立,即1+2+3+...+k=k(k+1)/2成立;再证明当n=k+1时命题也成立,即1+2+3+...+k+(k+1)=(k+1)(k+2)/2成立。

由此可得出结论:对于任意正整数n,命题都成立。

高三数学证明题推理方法

高三数学证明题推理方法

高三数学证明题推理方法数学学科担负着培养运算能力、逻辑思维能力、空间想象能力,以及运用所学知识分析问题、解决问题的能力的重任。

下面就是小编给大家带来的高三数学证明题推理方法,希望大家喜欢!一、合情推理1.归纳推理是由部分到整体,由个别到一般的推理,在进行归纳时,要先根据已知的部分个体,把它们适当变形,找出它们之间的联系,从而归纳出一般结论;2.类比推理是由特殊到特殊的推理,是两类类似的对象之间的推理,其中一个对象具有某个性质,则另一个对象也具有类似的性质。

在进行类比时,要充分考虑已知对象性质的推理过程,然后类比推导类比对象的性质。

二、演绎推理演绎推理是由一般到特殊的推理,数学的证明过程主要是通过演绎推理进行的,只要采用的演绎推理的大前提、小前提和推理形式是正确的,其结论一定是正确,一定要注意推理过程的正确性与完备性。

三、直接证明与间接证明直接证明是相对于间接证明说的,综合法和分析法是两种常见的直接证明。

综合法一般地,利用已知条件和某些数学定义、定理、公理等,经过一系列的推理论证,最后推导出所要证明的结论成立,这种证明方法叫做综合法(或顺推证法、由因导果法)。

分析法一般地,从要证明的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直至最后,把要证明的结论归结为判定一个明显成立的条件(已知条件、定理、定义、公理等)为止,这种证明方法叫做分析法。

间接证明是相对于直接证明说的,反证法是间接证明常用的方法。

假设原命题不成立,经过正确的推理,最后得出矛盾,因此说明假设错误,从而证明原命题成立,这种证明方法叫做反证法。

四、数学归纳法数学上证明与自然数 N 有关的命题的一种特殊方法,它主要用来研究与正整数有关的数学问题,在高中数学中常用来证明等式成立和数列通项公式成立。

一、分类记忆法遇到数学公式较多,一时难于记忆时,可以将这些公式适当分组。

例如求导公式有 18 个,就可以分成四组来记: (1)常数与幂函数的导数(2 个); (2)指数与对数函数的导数(4 个); (3)三角函数的导数(6 个); (4)反三角函数的导数(6 个)。

高中数学推理与证明在数学中的重要性

高中数学推理与证明在数学中的重要性

高中数学推理与证明在数学中的重要性在数学学习中,推理与证明是非常重要的部分。

它们不仅帮助我们深入理解数学的基本概念,还培养了我们的逻辑思维和分析能力。

本文将探讨高中数学推理与证明的重要性,并说明如何在学习中加以应用。

一、推理与证明的定义与概念推理是以已知事实或前提为基础,通过逻辑推演得出结论的过程。

证明是利用推理方法和规则,用逻辑推理的方法给出结论的过程。

推理与证明在数学中具有重要地位,是数学发展的基础。

二、推理与证明的重要性1. 培养逻辑思维能力:推理与证明能够激发学生的逻辑思维,使其在解决问题时能够运用正确的思维方法。

通过推理与证明,学生能够培养出严谨、缜密的思考方式,提高解决问题的能力。

2. 巩固数学知识:推理与证明是对数学知识进行运用和巩固的重要手段。

通过推理与证明,学生能够深入理解数学概念和定理,巩固自己的数学基础。

3. 提高问题解决能力:推理与证明能够培养学生的问题解决能力。

在推理与证明的过程中,学生需要进行问题分析、思考和推导,在不断思考问题的过程中提高了自己的问题解决能力。

4. 培养创新意识:推理与证明能够培养学生的创新意识。

在推理与证明的过程中,学生需要运用自己的思维和创新能力来解决问题,从而培养出创新的思维方式和方法。

三、推理与证明的应用示例1. 数学定理证明:通过推理与证明,学生可以给出数学定理的证明过程,展示数学问题的解决思路和方法。

2. 几何问题解决:在几何学中,推理与证明是解决问题的重要手段。

通过推理与证明,学生能够解决诸如相似三角形、平行线性质等几何问题。

3. 数学问题求解:在数学解题中,学生常常需要利用推理与证明的方法来解决问题。

通过推理与证明,学生能够更好地解决各类数学问题,提高解题效率。

四、推理与证明在高考中的重要性在高考中,推理与证明是数学考试的重点内容之一。

通过解答推理与证明题目,考生需要运用自己的推理能力和证明方法来解决问题,展示出对数学的理解和运用能力。

高中数学推理证明题的常用证明方法及实例解析

高中数学推理证明题的常用证明方法及实例解析

高中数学推理证明题的常用证明方法及实例解析在高中数学中,推理证明题是一种常见的题型,要求学生运用已知的条件和基本的数学知识,通过逻辑推理和证明方法来得出结论。

这类题目不仅考察学生的数学思维能力,还培养了学生的逻辑思维和分析问题的能力。

本文将介绍一些常用的证明方法,并通过具体的题目解析,帮助读者更好地理解和应用这些方法。

一、直接证明法直接证明法是最常见的证明方法之一,它通过逻辑推理和运用已知条件来得出结论。

具体步骤如下:1. 首先,我们要明确问题的要求,即要证明的结论是什么。

2. 其次,我们要分析已知条件,找到与结论相关的条件和信息。

3. 然后,我们要根据已知条件和结论,通过逻辑推理和数学运算,一步一步地推导出结论。

4. 最后,我们要对证明过程进行总结,确保每一步的推理都是合理的,并且符合数学规律。

下面通过一个具体的例子来说明直接证明法的应用。

【例题】已知:直角三角形ABC中,∠B=90°,AB=BC。

证明:∠ABC=45°。

【解析】根据已知条件,我们可以得到∠B=90°和AB=BC。

接下来,我们通过直接证明法来证明∠ABC=45°。

由于∠B=90°,所以∠ABC+∠BCA=90°。

(三角形内角和定理)又因为AB=BC,所以∠BCA=∠ABC。

(等腰三角形的性质)将上述两个等式带入∠ABC+∠BCA=90°中,得到∠ABC+∠ABC=90°。

化简得到2∠ABC=90°,即∠ABC=45°。

因此,我们通过直接证明法证明了∠ABC=45°。

二、间接证明法间接证明法是一种通过反证法来证明结论的方法。

它假设结论不成立,然后通过逻辑推理推导出矛盾的结论,从而反驳了假设,证明了结论的正确性。

具体步骤如下:1. 首先,我们要明确问题的要求,即要证明的结论是什么。

2. 其次,我们要假设结论不成立,即假设反面命题成立。

2020高中数学 第二章 推理与证明 2. 数学归纳法讲义 2-2

2020高中数学 第二章 推理与证明 2. 数学归纳法讲义 2-2

2.3 数学归纳法1.数学归纳法的内容如下:一个错误!与正整数有关的命题,如果(1)错误!当n取第一个值n0(例如n0=1或n0=2等)时结论正确,(2)错误!假设当n=k(k∈N*,且k≥n0)时结论正确,能够证明当n=k+1时结论也正确,那么可以断定错误!这个命题对n∈N*且n≥n0的所有正整数都成立.2.数学归纳法的步骤中,第一步的作用是错误!递推的基础,第二步的作用是错误!递推的依据.3.数学归纳法实质上是错误!演绎推理法的一种,它是一种错误!严格的证明方法,它只能错误!证明结论,不能发现结论,并且只能证明错误!与正整数相关的命题.4.常把归纳法和数学归纳法结合起来,形成错误!归纳—猜想-证明的思想方法,既可以错误!发现结论,又能错误!给出严格的证明,组成一套完整的数学研究的思想方法.5.用数学归纳法证明命题时,两步错误!缺一不可,并且在第二步的推理证明中必须用错误!归纳假设,否则不是数学归纳法.对数学归纳法本质的理解数学归纳法可能与同学们以前所接触的证明方法差别很大,为了达到“知其然,知其所以然”的效果,可对比以下问题理解数学归纳法的实质.(1)有n个骨牌排成如图所示的一排,现推倒第一张骨牌,会有什么现象?(2)要使骨牌全部倒下,骨牌的摆放有什么要求?(骨牌的间距不大于骨牌的高度)(3)这样做的原因是什么?这样摆放可以达到什么样的效果?(前一张骨牌倒下,适当的间距导致后一张骨牌也倒下)(4)如果推倒的不是第一张骨牌,而是其他位置上的某一张骨牌,能使所有的骨牌倒下吗?(5)能够成功地推倒排成一排的骨牌的条件是什么?(通过观察和思考,可以得到的结论是:①第一张骨牌被推倒;②若某一张骨牌倒下,则其后面的一张骨牌必定倒下)错误!错误!错误!错误!错误!错误!…运用类比的方法,我们不难将推倒骨牌的原理进行迁移、升华,进而得到数学归纳法证明的步骤:(1)当n=1时,结论成立;(2)假设当n=k时结论成立,证明n=k+1时结论也必定成立.错误!错误!错误!错误!错误!错误!…1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×")(1)与正整数n有关的数学命题的证明只能用数学归纳法.()(2)数学归纳法的第一步n0的初始值一定为1.()(3)数学归纳法的两个步骤缺一不可.( )答案(1)×(2)×(3)√2.做一做(1)已知f(n)=错误!+错误!+错误!+…+错误!,则f(n)共有________项,f(2)=________。

【高中数学】推理与证明

【高中数学】推理与证明

【高中数学】推理与证明知识讲解归纳推理把从个别事实中推演出一般性结论的推理,称为归纳推理(简称归纳)。

简言之,归纳推理是由部分到整体、由特殊到一般的推理。

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命题(猜想);(3)证明(视题目要求,可有可无)。

类比推理由两类对象具有某些类似特征和其中一类对象的某些已知特征,推出另一类对象也具有这些特征的推理称为类比推理(简称类比)。

简言之,类比推理是由特殊到特殊的推理.类比推理的一般步骤:(1)找出两类对象之间可以确切表述的相似特征;(2)用一类对象的已知特征去推测另一类对象的特征,从而得出一个猜想;(3)检验猜想。

合情推理归纳推理和类比推理都是根据已有的事实,经过观察、分析、比较、联想,再进行归纳、类比,然后提出猜想的推理。

归纳推理和类比推理统称为合情推理,通俗地说,合情推理是指“合乎情理”的推理.2. 演绎推理从一般性的原理出发,推出某个特殊情况下的结论,这种推理称为演绎推理。

简言之,演绎推理是由一般到特殊的推理。

演绎推理的一般模式---“三段论”,包括:(1)大前提----已知的一般原理;(2)小前提----所研究的特殊情况;(3)结论----据一般原理,对特殊情况做出的判断.3. 直接证明与间接证明(1)综合法:利用已知条件和某些数学定义、公理、定理等,经过一系列的推理论证,最后推导出所要证明的结论成立。

要点:顺推证法,由因导果。

(2)分析法:从要证明的结论出发,逐步寻找使它成立的充分条件,直至最后,把要证明的结论归结为判定一个明显成立的条件(已知条件、定理、定义、公理等)为止.要点:逆推证法,执果索因。

(3)反证法:一般地,假设原命题不成立,经过正确的推理,最后得出矛盾,因此说明假设错误,从而证明了原命题成立的证明方法,它是一种间接的证明方法。

反证法法证明一个命题的一般步骤: ①(反设)假设命题的结论不成立;②(推理)根据假设进行推理,直到导出矛盾为止; ③(归谬)断言假设不成立;④(结论)肯定原命题的结论成立.4. 数学归纳法:数学归纳法是证明关于正整数n 的命题的一种方法.用数学归纳法证明命题的步骤:(1)(归纳奠基)证明当n 取第一个值*00()n n N ∈时命题成立;(2)(归纳递推)假设*0(,)n k k n k N =≥∈时命题成立,推证当1n k =+时命题也成立. 只要完成了这两个步骤,就可以断定命题对从0n 开始的所有正整数n 都成立.课堂练习1.下列推理是归纳推理的是( )A .A ,B 为定点,动点P 满足|P A |+|PB |=2a >|AB |,则P 点的轨迹为椭圆 B .由a 1=1,a n =3n -1,求出S 1,S 2,S 3,猜想出数列的前n 项和S n 的表达式C .由圆x 2+y 2=r 2的面积πr 2,猜想出椭圆x 2a 2+y 2b2=1的面积S =πabD .科学家利用鱼的沉浮原理制造潜艇2.设n 为正整数,f (n )=1+12+13+…+1n ,经计算得f (2)=32,f (4)>2,f (8)>52,f (16)>3,f (32)>72,观察上述结果,可推测出一般结论( )A .f (2n )>2n +12B .f (n 2)≥n +22C .f (2n )≥n +22D .以上都不对3.有一段演绎推理是这样的:“若直线平行于平面,则该直线平行于平面内所有直线;已知直线b ∥平面α,直线a ⊂平面α,则直线b ∥直线a ”,结论显然是错误的,这是因为( )A .大前提错误B .小前提错误C .推理形式错误D .非以上错误4.若点P 是正四面体A -BCD 的面BCD 上一点,且P 到另三个面的距离分别为h 1,h 2,h 3,正四面体A -BCD 的高为h ,则( )A .h >h 1+h 2+h 3B .h =h 1+h 2+h 3C .h <h 1+h 2+h 3D .h 1,h 2,h 3与h 的关系不定5.下图1是一个水平摆放的小正方体木块,图2、图3是由这样的小正方体木块叠放而成,按照这样的规律继续逐个叠放下去,那么在第七个叠放的图形中小正方体木块数应是( )A .25B .66C .91D .1206.已知等差数列{a n }中,a 10=0,则有等式a 1+a 2+…+a n =a 1+a 2+…+a 19-n (n <19,n ∈N *)成立,那么等比数列{b n }中,若b 9=1,则有等式_ 成立。

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高考总复习推理与证明
一、选择题
1.设1250a a a ,,,是从101-,,
这三个整数中取值的数列,若12509a a a +++=,
且2221250(1)(1)(1)107a a a ++++
++=,则1250a a a ,,,中为0的个数为( )
A .10
B .11
C .12
D .13
2.平面内有n 条直线,最多可将平面分成)(n f 个区域,则()f n 的表达式为( ) A . 1+n B . n 2
C . 12++n n
3.某人进行了如下的“三段论”推理:如果0)('0=x f ,则0x x =是函数)(x f 的极值点,因为函数3
)(x x f =在0=x 处的导数值0)0('=f ,所以0=x 是函数3
)(x x f =的极值点。

你认为以上推理的
A. 大前提错误
B. 小前提错误
C. 推理形式错误
D. 结论正确
4.观察(x 2)′=2x ,(x 4)′=4x 3,()′=-,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(x) B .-f(x) C .g(x) D .-g(x) 5.已知2()
(1),(1)1()2
f x f x f f x +=
=+ *x N ∈()
,猜想(f x )的表达式为( ) A.4()22x
f x =
+ B.2
()1f x x =+ C.1()1f x x =+ D.2
()21
f x x =+
6.用反证法证明命题“三角形的内角中最多只有一个内角是钝角”时 ,应先假设( )
A. 没有一个内角是钝角
B. 有两个内角是钝角
C. 有三个内角是钝角
D. 至少有两个内角是钝角 7.设
N
n x f x f x f x f x f x f x x f n n ∈====+),()(,),()(),()(,sin )('1'12'010 ,则
=
)(2007x f ( )
A. x sin
B. x sin -
C. x cos
D. x cos -
8.已知整数对按如下规律排成一列:(1,1),(1,2),(2,1),(1,3),(2,2),(3,1),(1,4),(2,3),(3,2),(4,1),……,则第60个数对是( ) A (10,2) B.(2,10) C. (5,7) D .(7,5)
9.设数列
{}
n a 的前n 项和为
n
S ,n
S n
+
+称
n
T 为数列
1a ,2
a ,……,
n
a 的“理想数”,已知数列1
a ,
2
a ,……,
500
a 的“理想数”为2004,那么数列2,
1
a ,
2a ,……,
500
a 的“理想数”为( )
A 、2008
B 、 2004
C 、 2002
D 、2000
10.对于任意的两个实数对(,)a b 和(,)c d ,规定:(,)(,)a b c d =,当且仅当,a c b d ==;运算“⊗”为:(,)(,)(,)a b c d ac bd bc ad ⊗=-+;运算“⊕”为:(,)(,)(,)a b c d a c b d ⊕=++,设,p q R ∈,若(1,2)(,)(5,0)p q ⊗=,则(1,2)(,)p q ⊕=………( ) A .(4,0) B .(2,0) C .(0,2) D .(0,4)-
二、填空题
11.用反证法证明命题:“三角形的内角中至少有一个不大于60度”时,反设是 12.观察下列等式:1121233⨯=
⨯⨯⨯,1
12232343
⨯+⨯=⨯⨯⨯, 1
1223343453
⨯+⨯+⨯=⨯⨯⨯ ,…, 照此规律,计算1223(1)n n ⨯+⨯+
++=
(n ∈N*).
13.在平面几何里,已知直角三角形中,角C 为90 ,,运用类比方法探求空间中三棱锥的有关结论:有三角形的勾股定理,给出空间中三棱锥的有关结论:
若三角形的外接圆的半径为22
a b r +=,给出空间中三棱锥的有关结论:
14.将全体正奇数排成一个三角形数阵: 1 3 5
7 9 11 13 15 17 19 ……
按照以上排列的规律,第n 行(n ≥3)从左向右的第3个数为 .
15.如图所示,从中间阴影算起,图1表示蜂巢有1层只有一个室,图2表示蜂巢有2层共有7个室,图3表示蜂巢有3层共有19个室,图4表示蜂巢有4层共有37个室. 观察蜂巢的室的规律,指出蜂巢有n 层时共有个室.
三、解答题
16
17. ,求证:,,a b c 中至少有
一个大于0.
18.已知3
2
a ≤-
,求证:关于x 的三个方程24340x ax a ++-=,()2210x a x a +-+=,241540x ax a +-+=中至少有一个方程有实数根.
19.已知a ,b ,c 是全不相等的正实数,求证3>-++-++-+c
c
b a b b
c a a a c b 。

20.已知a >0>0,且1,试用分析法证明不等式⎪⎭

⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝
⎛+b b a a 11≥
4
25.
21.已知数列{}中,是它的前n 项和,并且1=42(1,2,…),a 1=1. (1)设1-2(1,2,…),求证:数列{}是等比数列; (2)设
n
n a 2(1,2,…),求证:数列{}是等差数列;
(3)求数列{}的通项公式及前n 项和公式. 22.设数列
的前项和为
,且满足


.
(1)猜想的通项公式,并加以证明;
(2)设
,且
,证明:
.
高中数学高考总复习---推理与证明
1 / 5
参考答案
1.B 2.C 3.A 4.D 5.B 6.D 7.D 8.C 9.C 10.B 11.三角形的内角都大于60度 12.1(1)(2)3
n n n ++
13.在三棱锥中,若三个侧面两两垂直,则2222
OAB OAC OBC ABC S S S S ∆∆∆∆++=;在三棱锥中,
若三个侧面两两垂直,且三条侧棱长分别为,则其外接球的半径为222
2
a b c r ++=
14.2
5n n -+ 15.2331n n -+ 16.首先,我们知道

则有
, 所以,
同理,得,

则有

17.证明略18.见解析19.证明见解析20.证明略 21.(1)证明略(2)证明略(3){}的前n 项和公式为(34)·21+2 22. (1)由
,得
,两式作差得,
即 ∵ ∴
,即

是首项为1,公差为1的等差数列,∴
(2)要证,
只要证
代入
,即证
即证
∵,且∴即得证。

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