2.2.1综合法与分析法 (5)
人教a版数学【选修2-2】备选练习:2.2.1综合法与分析法(含答案)
选修2-2 第二章 2.2 2.2.11.(2013·江西理,3)等比数列x,3x +3,6x +6,…的第四项等于( )A .-24B .0C .12D .24 [答案] A[解析] 由等比中项公式(3x +3)2=x (6x +6),即x 2+4x +3=0.∴x =-1(舍去) x =-3.∴数列为-3,-6,-12,-24.故选A.2.若a 、b 、c ∈R ,且ab +bc +ca =1,则下列不等式成立的是( )A .a 2+b 2+c 2≥2B .(a +b +c )2≥3C .1a +1b +1c≥23 D .abc (a +b +c )≤13[答案] B[解析] ∵a 、b 、c ∈R ,∴a 2+b 2≥2ab ,b 2+c 2≥2bc ,a 2+c 2≥2ac ,∴a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ac =1,又(a +b +c )2=a 2+b 2+c 2+2ab +2bc +2ac=a 2+b 2+c 2+2≥3.3.已知a 、b 是不等正数,且a 3-b 3=a 2-b 2,求证:1<a +b <43. [证明] ∵a 3-b 3=a 2-b 2且a ≠b ,∴a 2+ab +b 2=a +b ,由(a +b )2=a 2+2ab +b 2>a 2+ab +b 2得(a +b )2>a +b ,又a +b >0,∴a +b >1,要证a +b <43,即证3(a +b )<4, ∵a +b >0,∴只需证明3(a +b )2<4(a +b ),又a +b =a 2+ab +b 2,即证:3(a +b )2<4(a 2+ab +b 2),也就是证明(a -b )2>0.因为a 、b 是不等正数,故(a -b )2>0成立.故a +b <43成立. 综上,得1<a +b <43.4.已知函数f (x )=tan x ,x ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,若x 1、x 2∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且x 1≠x 2. 求证:12[f (x 1)+f (x 2)]>f ⎝⎛⎭⎫x 1+x 22.[证明] 欲证12[f (x 1)+f (x 2)]>f ⎝⎛⎭⎫x 1+x 22,即证12(tan x 1+tan x 2)>tan x 1+x 22, 只需证12⎝⎛⎭⎫sin x 1cos x 1+sin x 2cos x 2>sinx 1+x 22cos x 1+x 22, 即证12×sin (x 1+x 2)cos x 1cos x 2>sin (x 1+x 2)2cos 2⎝⎛⎭⎫x 1+x 22 =sin (x 1+x 2)1+cos (x 1+x 2). 因为x 1、x 2∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以x 1+x 2∈(0,π), 所以sin(x 1+x 2)>0,1+cos(x 1+x 2)>0,cos x 1cos x 2>0,所以只需证1+cos(x 1+x 2)>2cos x 1cos x 2,即证cos(x 1-x 2)<1.因为x 1、x 2∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且x 1≠x 2, 所以cos(x 1-x 2)<1显然成立,所以原不等式成立.[点评] (1)本题主要考查了三角函数与不等式证明的综合应用,题目中的条件与结论之间的关系不明显,因此可以用分析法挖掘题目中的隐含条件,在证明过程中注意分析法的格式与步骤.对于与三角函数有关的证明题,在证明过程中注意角的取值范围及三角恒等变形公式的灵活应用.(2)本题的几何意义是见而易见的,如图A (x 1,tan x 1),B (x 2,tan x 2),AB 的中点,C x 1+x 22,tan x 1+tan x 22,D ⎝⎛⎭⎫x 1+x 22,tan x 1+x 22,则有tan x 1+tan x 22>tan x 1+x 22,其中x 1、x 2∈⎝⎛⎭⎫0,π2.。
2014-2015学年高中数学(人教版选修2-2)配套课件第二章 2.2 2.2.1 综合法和分析法
综合法是中学数学证明中最常用的方法. 综合法是 从已知到未知、从题设条件到结论的逻辑推理方法. 综合法是一种由因导果的证明方法. 用 P 表示已知条件、已有的定义、公理、定理等, Q 表示所要证明的结论,则综合法用框图表示为: P⇒Q1 → Q1⇒Q2 → Q2⇒Q3 →„→ Qn⇒Q
栏 目 链 接
栏 目 链 接
πL2 L2 πL2 L2 4 式成立, 只需证明 2 > 成立, 即证明 2 > , 两边同乘以 2, 4π 16 4π 16 L
L 2 L2 1 1 得 > ,因为上式成立,所以 π2π > 4 . π 4
所以,如果一个圆与一个正方形的周长相等,那么这 个圆的面积比这个正方形的面积大. 点评:分析法.
栏 目 链 接
从要证明的结论出发,逐步寻求推证过程中使每一步
结论成立的充分条件,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,这种证明的方法叫做分析法.
分析法是从未知到已知、从结论到条件的逻辑推理 方法. 分析法是一种执果索因的证明方法. 用 P 表示已知条件、已有的定义、公理、定理等, Q 表示所要证明的结论,则分析法用框图表示为:
跟 踪 训 练
1 2 3 1.证明: + + <2. log519 log319 log219
1 证明: 因为 logab= , 所以左式=log195+2log193 logba +3log192= log19(5×32×23)=log19360. 因为 log19360<log19361=2, 1 2 3 所以 + + <2. log519 log319 log219
第二章
推理与证明
2.2 直接证明与间接证明 2.2.1 综合法和分析法
2.2.1《综合法和分析法》区教研课课件
充分条件
思考6:上述证明方法叫做分析法. 一般 地,分析法的基本含义是什么? 从所证结论出发,逐步寻求使它成立的 充分条件,直到归结为判定一个显然成 立的条件(已知条件、定义、公理、定 理、性质、法则等)为止.
分析法又叫“逆推证法”或“执果索因法”, 其基本思想是:由未知探需知,逐步推向 已知.
2
2
2
2
4abc
其左右两边的结构有什么特点? 右边是3个数a,b,c的乘积的4倍,左边 为两项之和,其中每一项都是一个数与 另两个数的平方和之积.
思考2:利用哪个知识点可以沟通两个数 的平方和与这两个数的积的不等关系?
基本不等式 x + y
2 2
2xy
思考3:若已知a>0,b>0,如何利用不 等式性质证明
证明过程中我们要善于观察变形,合理利用已 知条件、定理、公式,把文字语言转化为符号 语言或者图形语言,由因导果!
探究(二):分析法
回顾基本不等式: a + b 2 (a>0,b>0)的证明.
ab 证明 : 要证 2 ab ,
ab
只需证
a b 2 ab
只需证
只需证
a+b-2 ab 0
例1.已知 a, b, c 是不全相等的正数 bc a c a b a b c 求证: 3 a b c
(综合法)
R ∵a,b,c ,
符号语言
b a c a c b 与 , 与 , 与 均为正实数且不能同时相等, a b a c b c b a c a c b 2, + 2 , + 2 , 由重要不等式得: + a b a c b c
2.2直接证明与间接证明
2.2.1 综合法和分析法(1)
2014-2015学年高中数学(人教版选修1-2)课时训练第二章 2.2.1 综合法和分析法
基础 自测
( 1.设 x,y∈R+,且 x+y=6,则 lg x+lg y 的取值范围是 ) A.(-∞,lg 6] B.(-∞,2lg 3] 栏 C.[lg 6,+∞) 目 链 D.[2lg 3,+∞) 接
解析:∵x,y∈R+,x+y=6,∴2 xy≤6,即 0<xy≤9,∴lg xy≤lg 9,即 lg x+lg y≤2lg 3.故选 B. 答案:B
基础 自测
2.分析法又称执果索因法,若用分析法证明:“设 a>b >c, 且 a+b+c=0, 求证: b2-ac< 3a”索的因应是( ) A.a-b>0 B.a-c>0 栏 C.(a-b)(a-c)>0 目 链 D.(a-b)(a-c)<0
接
解析: b2-ac< 3 a ⇐ b2 - ac < 3a2⇐ 3a2+ ac- (a + c)2 > 0⇐ (2a + c)(a-c)>0⇐(a-b)(a-c)>0.故选 C. 答案:C
栏 目 链 接
跟 踪 训 练
证明:(1)∵ sin θ 与 cos θ 的等差中项是 sin x, 等比中项是 sin y, ∴ sin θ+cos θ=2sin x,① 2 sin θcos θ=sin y,② ①2-②×2,可得 (sin θ+cos θ)2-2sin θcos θ=4sin2x-2sin2y, 即 4sin2x-2sin2y=1. 1-cos 2x 1-cos 2y ∴ 4× -2× =1, 2 2 即 2-2cos 2x-(1-cos 2y)=1. 故证得 2cos 2x=cos 2y.
第二章
推理与证明
2.2 直接证明与间接证明 2.2.1 综合法和分析法
栏 目 链 接
1.结合已经学习过的数学实例,了解直接证明的两种最基 本的方法:综合法和分析法. 2.了解用综合法和分析法解决问题的思考特点和过程,会 栏 目 用综合法和分析法证明具体的问题.通过实例充分认识这两种证 链 接 明方法的特点,认识证明的重要性
步步高选修2-2第二章 2.2.1
2.2.1 综合法和分析法学习目标 1.理解综合法、分析法的意义,掌握综合法、分析法的思维特点.2.会用综合法、分析法解决问题.知识点一 综合法思考 阅读下列证明过程,总结此证明方法有何特点? 已知a ,b >0,求证:a (b 2+c 2)+b (c 2+a 2)≥4abc . 证明:因为b 2+c 2≥2bc ,a >0,所以a (b 2+c 2)≥2abc . 又因为c 2+a 2≥2ac ,b >0,所以b (c 2+a 2)≥2abc . 因此a (b 2+c 2)+b (c 2+a 2)≥4abc .答案 利用已知条件a >0,b >0和重要不等式,最后推导出所要证明的结论.梳理 (1)定义:一般地,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,这种证明方法叫做综合法. (2)综合法的框图表示P ⇒Q 1―→Q 1⇒Q 2―→Q 2⇒Q 3―→…―→Q n ⇒Q(P 表示已知条件、已有的定义、公理、定理等,Q 表示所要证明的结论)知识点二 分析法思考 阅读证明基本不等式的过程,试分析证明过程有何特点? 已知a ,b >0,求证:a +b 2≥ab .证明:要证a +b2≥ab ,只需证a +b ≥2ab , 只需证a +b -2ab ≥0, 只需证(a -b )2≥0,因为(a -b )2≥0显然成立,所以原不等式成立.答案 从结论出发开始证明,寻找使证明结论成立的充分条件,最终把要证明的结论变成一个明显成立的条件.梳理 (1)定义: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. (2)分析法的框图表示Q ⇐P 1―→P 1⇐P 2―→P 2⇐P 3―→…―→得到一个明显成立的条件类型一 综合法命题角度1 用综合法证明不等式例1 (1)已知a ,b ,c ∈R ,且它们互不相等,求证a 4+b 4+c 4>a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2.证明 ∵a 4+b 4≥2a 2b 2,b 4+c 4≥2b 2c 2,a 4+c 4≥2a 2c 2,∴2(a 4+b 4+c 4)≥2(a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2), 即a 4+b 4+c 4≥a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2. 又∵a ,b ,c 互不相等, ∴a 4+b 4+c 4>a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2.(2)在△ABC 中,三边a ,b ,c 成等比数列.求证:a cos 2C 2+c cos 2A 2≥32b .证明 因为a ,b ,c 成等比数列,所以b 2=ac . 因为左边=a (1+cos C )2+c (1+cos A )2=12(a +c )+12(a cos C +c cos A ) =12(a +c )+12(a ·a 2+b 2-c22ab +c ·b 2+c 2-a 22bc) =12(a +c )+12b ≥ac +b 2 =b +b 2=32b =右边,所以a cos 2C 2+c cos 2A 2≥32b .反思与感悟 (1)用综合法证明有关角、边的不等式时,要分析不等式的结构,利用正弦定理、余弦定理将角化为边或边化为角.通过恒等变形、基本不等式等手段,可以从左证到右,也可以从右证到左,还可两边同时证到一个中间量,一般遵循“化繁为简”的原则. (2)用综合法证明不等式时常用的结论: ①ab ≤(a +b 2)2≤a 2+b 22(a ,b ∈R );②a +b ≥2ab (a ≥0,b ≥0).跟踪训练1 已知a ,b ,c 为不全相等的正实数.求证:b +c -a a +c +a -b b +a +b -cc >3.证明 因为b +c -a a +c +a -b b +a +b -cc=b a +a b +c b +b c +a c +ca -3, 又a ,b ,c 为不全相等的正实数, 而b a +a b ≥2,c b +b c ≥2,a c +ca ≥2, 且上述三式等号不能同时成立, 所以b a +a b +c b +b c +a c +ca -3>6-3=3,即b +c -a a +c +a -b b +a +b -cc>3. 命题角度2 用综合法证明等式例2 求证:sin(2α+β)=sin β+2sin αcos(α+β). 证明 因为sin(2α+β)-2sin αcos(α+β) =sin[(α+β)+α]-2sin αcos(α+β)=sin(α+β)cos α+cos(α+β)sin α-2sin αcos(α+β) =sin(α+β)cos α-cos(α+β)sin α =sin[(α+β)-α]=sin β, 所以原等式成立.反思与感悟 证明三角恒等式的主要依据(1)三角函数的定义、诱导公式及同角基本关系式. (2)和、差、倍角的三角函数公式.(3)三角形中的三角函数及三角形内角和定理. (4)正弦定理、余弦定理和三角形的面积公式. 跟踪训练2 在△ABC 中,AC AB =cos Bcos C,证明:B =C . 证明 在△ABC 中,由正弦定理及已知,得sin B sin C =cos Bcos C. 于是sin B cos C -cos B sin C =0, 即sin(B -C )=0.因为-π<B -C <π, 从而B -C =0,所以B =C .类型二 分析法例3 (1)已知a >0,求证:a 2+1a 2-2≥a +1a-2;(2)已知△ABC 三边a ,b ,c 的倒数成等差数列,求证:B 为锐角. 证明 (1)要证a 2+1a 2-2≥a +1a-2,只需要证a 2+1a 2+2≥a +1a+ 2.因为a >0,故只需要证( a 2+1a 2+2)2≥(a +1a+2)2,即a 2+1a 2+4a 2+1a 2+4≥a 2+2+1a 2+22(a +1a )+2,从而只需要证2a 2+1a 2≥2(a +1a),只需要证4(a 2+1a 2)≥2(a 2+2+1a2),即a 2+1a 2≥2,而上述不等式显然成立,故原不等式成立.(2)要证B 为锐角,根据余弦定理, 只需证明cos B =a 2+c 2-b 22ac >0,即证a 2+c 2-b 2>0. 由于a 2+c 2-b 2≥2ac -b 2, 要证a 2+c 2-b 2>0, 只需证2ac -b 2>0.∵a ,b ,c 的倒数成等差数列, ∴1a +1c =2b ,即2ac =b (a +c ). 要证2ac -b 2>0,只需证b (a +c )-b 2>0,即b (a +c -b )>0, 上述不等式显然成立,∴B 为锐角.反思与感悟分析法的应用范围及方法跟踪训练3(1)求证:a-a-1<a-2-a-3 (a≥3);(2)在锐角△ABC中,求证:tan A tan B>1.证明(1)方法一要证a-a-1<a-2-a-3,只需证a+a-3<a-2+a-1,只需证(a+a-3)2<(a-2+a-1)2,只需证2a-3+2a2-3a<2a-3+2a2-3a+2,只需证a2-3a<a2-3a+2,只需证0<2,而0<2显然成立,∴a-a-1<a-2-a-3(a≥3).方法二∵a+a-1>a-2+a-3,∴1a+a-1<1a-2+a-3,∴a-a-1<a-2-a-3.(2)要证tan A tan B>1,只需证sin A sin Bcos A cos B>1,∵A、B均为锐角,∴cos A>0,cos B>0.即证sin A sin B>cos A cos B,即cos A cos B-sin A sin B<0,只需证cos(A+B)<0.∵△ABC为锐角三角形,∴90°<A+B<180°,∴cos(A+B)<0,因此tan A tan B>1.1.设a=lg2+lg5,b=e x (x<0),则a与b的大小关系为() A.a>b B.a=bC.a<b D.无法确定答案 A解析 ∵a =lg2+lg5=lg10=1, b =e x <e 0=1,∴a >b .2.设0<x <1,则a =2x ,b =x +1,c =11-x 中最大的是( )A .cB .bC .aD .随x 取值不同而不同答案 A解析 ∵0<x <1,∴b =x +1>2x >2x =a , ∵11-x -(x +1)=1-(1-x 2)1-x =x 21-x >0,∴c >b >a . 3.欲证2-3<6-7成立,只需证( ) A .(2-3)2<(6-7)2 B .(2-6)2<(3-7)2 C .(2+7)2<(3+6)2 D .(2-3-6)2<(-7)2 答案 C解析 根据不等式性质,当a >b >0时,才有a 2>b 2, ∴只需证2+7<6+3, 即证(2+7)2<(3+6)2.4.3-2________2-1.(填“>”或“<”) 答案 <5.设x ,y 是正实数,且x +y =1,求证:(1+1x )(1+1y )≥9.证明 方法一 (综合法)左边=(1+x +y x )(1+x +y y )=(2+y x )(2+xy )=4+2(y x +xy )+1≥5+4=9=右边,原不等式得证. 方法二 (分析法)要证(1+1x )(1+1y)≥9成立,∵x ,y 是正实数,且x +y =1,∴y =1-x , 只需证明(1+1x )(1+11-x)≥9,即证(1+x )(1-x +1)≥9x (1-x ), 即证2+x -x 2≥9x -9x 2, 即证4x 2-4x +1≥0,即证(2x -1)2≥0,此式显然成立. ∴原不等式成立.1.综合法证题是从条件出发,由因导果;分析法是从结论出发,执果索因. 2.分析法证题时,一定要恰当地运用“要证”、“只需证”、“即证”等词语. 3.在解题时,往往把综合法和分析法结合起来使用.课时作业一、选择题1.若实数x ,y 满足不等式xy >1,x +y ≥0,则( ) A .x >0,y >0 B .x <0,y <0 C .x >0,y <0 D .x <0,y >0答案 A解析 ⎩⎪⎨⎪⎧ x +y ≥0,xy >1⇒⎩⎪⎨⎪⎧x >0,y >0.2.在非等边三角形ABC 中,A 为钝角,则三边a ,b ,c 满足的条件是( ) A .b 2+c 2≥a 2 B .b 2+c 2>a 2 C .b 2+c 2≤a 2 D .b 2+c 2<a 2答案 D解析 由余弦定理的推论,得cos A =b 2+c 2-a 22bc ,∵A 为钝角,∴cos A <0,则b 2+c 2<a 2.3.若P =a +a +7,Q =a +3+a +4 (a ≥0),则P 与Q 的大小关系为( ) A .P >Q B .P =QC .P <QD .由a 的取值确定 答案 C解析 ∵P 2=2a +7+2a 2+7a , Q 2=2a +7+2a 2+7a +12, ∴P 2<Q 2,即P <Q .4.若A、B为△ABC的内角,则A>B是sin A>sin B的() A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件答案 C解析由正弦定理知asin A=bsin B=2R,又A、B为三角形的内角,∴sin A>0,sin B>0,∴sin A>sin B⇔2R sin A>2R sin B⇔a>b⇔A>B.5.分析法又叫执果索因法,若使用分析法证明:设a>b>c,且a+b+c=0,求证:b2-ac <3a索的因应是()A.a-b>0 B.a-c>0C.(a-b)(a-c)>0 D.(a-b)(a-c)<0答案 C解析要证b2-ac<3a,只需证b2-ac<3a2,只需证b2-ac-3a2<0.∵a+b+c=0,∴a+c=-b,∴只需证(a+c)2-ac-3a2<0,即(a-c)(2a+c)>0,即证(a-c)(a-b)>0.6.下列不等式不成立的是()A.a2+b2+c2≥ab+bc+caB.a+b>a+b(a>0,b>0)C.a+a+5<a+2+a+3(a≥0)D.2+10>2 6答案 D解析对A选项,要证a2+b2+c2≥ab+bc+ca,只需证2a2+2b2+2c2-2ab-2bc-2ac≥0,只需证(a-b)2+(b-c)2+(a-c)2≥0,显然成立,故A正确.对B选项,要证a+b>a+b(a>0,b>0),只需证(a+b)2>a+b,只需证2ab>0,显然成立,故B正确.对C选项,要证a+a+5<a+2+a+3,只需证(a+a+5)2<(a+2+a+3)2,只需证2a +5+2a (a +5)<2a +5+2a 2+5a +6, 只需证a (a +5)<a 2+5a +6, 显然a 2+5a <a 2+5a +6, 故C 正确. 二、填空题7.如果a a >b b ,则实数a ,b 应满足的条件是________. 答案 a >b >0解析 由a a >b b ,得a 3>b 3, 则a ,b 需满足a >b >0.8.已知函数f (x )=2x ,a ,b ∈(0,+∞).A =f (a +b 2),B =f (ab ),C =f (2aba +b ),且a ≠b ,则A ,B ,C 从小到大排列为______________. 答案 C <B <A解析 ∵a +b 2>ab >2aba +b,又∵f (x )=2x 在R 上为增函数,∴A >B >C .9.比较大小:设a >0,b >0,则lg(1+ab )____________12[lg(1+a )+lg(1+b )].答案 ≤解析 ∵(1+ab )2-(1+a )(1+b ) =2ab -(a +b )≤0, ∴(1+ab )2≤(1+a )(1+b ), 则lg(1+ab )2≤lg(1+a )(1+b ), 即lg(1+ab )≤12[lg(1+a )+lg(1+b )].10.在△ABC 中,∠C =60°,a ,b ,c 分别为∠A ,∠B ,∠C 的对边,则a b +c +bc +a =________.答案 1解析 由余弦定理,c 2=a 2+b 2-2ab cos C , ∴c 2=a 2+b 2-ab ,①a b +c +ba +c =a 2+ac +b 2+bc (b +c )(a +c )=a 2+b 2+ac +bc ab +ac +bc +c 2, ② 将①式代入②式,得a b +c +b a +c=1.11.如图所示,在直四棱柱A 1B 1C 1D 1-ABCD 中,当底面四边形ABCD 满足条件________时,有A 1C ⊥B 1D 1(注:填上你认为正确的一个条件即可,不必考虑所有可能的情形).答案 对角线互相垂直(答案不唯一) 解析 要证A 1C ⊥B 1D 1,只需证B 1D 1垂直于A 1C 所在的平面A 1CC 1, 因为该四棱柱为直四棱柱,所以B 1D 1⊥CC 1, 故只需证B 1D 1⊥A 1C 1即可. 三、解答题12.已知a >0,b >0且a +b =1,求证:a +12+b +12≤2. 证明 要证a +12+b +12≤2, 只需证a +12+b +12+2(a +12)(b +12)≤4,又a +b =1, 即只需证明(a +12)(b +12)≤1.而(a +12)(b +12)≤(a +12)+(b +12)2=1+12+122=1成立,所以a +12+b +12≤2成立. 13.在△ABC 中,三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且A ,B ,C 成等差数列,a ,b ,c 成等比数列,求证:△ABC 为等边三角形. 证明 由A ,B ,C 成等差数列,有2B =A +C . ① 由于A ,B ,C 为△ABC 的三个内角, ② 由①②,得B =π3.③ 由a ,b ,c 成等比数列,得b 2=ac ,④由余弦定理及③,可得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =a 2+c 2-ac ,再由④,得a 2+c 2-ac =ac ,即(a -c )2=0,从而a =c ,所以A =C .⑤由②③⑤,得A =B =C =π3, 所以△ABC 为等边三角形.四、探究与拓展14.对于30个互异的实数,可以排成m 行n 列的矩形数阵,如图所示的5行6列的矩形数阵就是其中之一.将30个互异的实数排成m 行n 列的矩形数阵后,把每行中最大的数选出,记为a 1,a 2,…,a m ,并设其中最小的数为a ;把每列中最小的数选出,记为b 1,b 2,…,b n ,并设其中最大的数为b ,两位同学通过各自的探究,分别得出两个结论如下:①a 和b 必相等;②a 和b 可能相等; ③a 可能大于b; ④b 可能大于a .以上四个结论中,正确结论的序号是________.(请写出所有正确结论的序号)答案 ②③解析 由题知,a =min{a 1,a 2,…,a m }=a i (1≤i ≤m ),b =max{b 1,b 2,…,b n }=b j (1≤j ≤n ),显然a i ≥b j ,当且仅当a i ,b j 在同一行同一列时,有a i =b j ,所以②③正确.15.设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,2S n n =a n +1-13n 2-n -23,n ∈N *. (1)求a 2的值;(2)求数列{a n }的通项公式;(3)证明:对一切正整数n ,有1a 1+1a 2+…+1a n <74. (1)解 当n =1时,2S 11=2a 1=a 2-13-1-23=2, 解得a 2=4.(2)解 2S n =na n +1-13n 3-n 2-23n , ①当n ≥2时,2S n -1=(n -1)a n -13(n -1)3-(n -1)2-23(n -1),② ①-②得2a n =na n +1-(n -1)a n -n 2-n ,整理得na n +1=(n +1)a n +n (n +1),即a n +1n +1=a n n +1,a n +1n +1-a n n=1,当n =1时,a 22-a 11=2-1=1.所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是以1为首项,1为公差的等差数列, 所以a n n=n ,即a n =n 2. 所以数列{a n }的通项公式为a n =n 2,n ∈N *.(3)证明 因为1a n =1n 2<1(n -1)n =1n -1-1n(n ≥2), 所以1a 1+1a 2+…+1a n =112+122+132+…+1n 2 <1+14+⎝⎛⎭⎫12-13+⎝⎛⎭⎫13-14+…+⎝⎛⎭⎫1n -1-1n =1+14+12-1n =74-1n <74.。
2.2.1综合法和分析法
ab成立
思考:上述两种证法有什么异同?
相同
不同
都是直接证明 证法1 从已知条件出发,以已知的定义、公理、 定理为依据,逐步下推,直到推出要证明的结论 为止 综合法 证法2 从问题的结论出发,追溯导致结论成立的 条件,逐步上溯,直到使结论成立的条件和已知 条件吻合为止 分析法
综合法和分析法的推证过程如下: 综合法
此时,如果能把角和边统一起来,那么就可以进一 步寻找角和边之间的关系,进而判断三角形的形状,余 弦定理正好满足要求.于是,可以用余弦定理进行证明.
b = ac.
2
证明: 由A,B,C成等差数列,有
2B=A+C. ①
因为A,B,C为△ABC的内角,所以 A+B+C=180°. ②
π 由① ① ②,得 B = . 3
2
③
由a,b,c成等比数列,有
b = ac.
④
注:解决数学问题时,学会语言转换;还要细致,找出隐含条件。
文字语言 图形语言 符号语言
由余弦定理及③,可得
b = a + c - 2accosB = a + c - ac.
再由④,得 即 因此 从而
2
2
2
2
2
a + c - ac = ac, 2 (a - c) = 0.
高中数学选修1-1
第三章 导数及其应用
引入
我们知道事物分成正面和方面。证明题目的方法很多, 不管有多少,从正面看从大宏观与大高度看只分成两类。
2.2.1综合法和分析法(一) ——综合法
练习.已知a>0,b>0,求证a(b2+c2)+b(c2+a2)≥4abc 分析: 首先,分析待证不等式的特点:不 等式的右端是3个数a,b,c乘积的4倍, 左端为两项之和,其中每一项都是一个 数与另两个数的平方和之积.据此,只要 把两个数的平方和转化为这两个数的积 的形式,就能使不等式左、右两端具有 相同的形式. 其次,寻找转化的依据及证明中要用的 其他知识:应用不等式x2+y2≥2xy就能实 现转化,不等式的基本性质是证明的依 据.
2.2.2综合法与分析法
两边同乘以正数
4 ,得 2 L 因此,只需证明 4
L L2 2 4 16
L 2 L 2 因为上式是成立的,所以 ( ) ( ) 2 4 即,如果一个圆与一个正方形的周长相等,那么这个圆的面积
比正方形的面积大
思维升华:
1、从寻找解题思路看:综合法是由因导果,探路艰难; 分析法是执果索因,便于寻找解题思路 2、从表达过程看:综合法形式简洁,条理清晰; 分析法叙述繁琐。 因此,在实际解题时,常把二者结合使用。先用分析法寻找解题思 路,再用综合法有条理的表述过程。
三、典例分析:
例3:求证:当一个圆与一个正方形的周长相等时,这个圆的面积 比正方形的面积大。
L 2 证明:设圆和正方形的周长为L,依题意,圆的面积为 ( ) , 2
L 2 正方形的面积为 ( ) 4
因此本题只需证明
L 2 L 2 ( ) ( ) 2 4 2
1 1 4
为了证明上式成立,只需证明
P3 P4(结论)
一、综合法:
定义: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,这种证明方法叫综合法。 【问题一】 :综合法的主要特点是什么? 主要特点:由“已知”看“可知”,逐步推 向“未知”,即“由因导果 ” 。 【问题二】 :如果用P表示已知条件,Q表示要证 明的结论,那么综合法证明的符号表示是什么?
所以PAD PBD PCD.
于是PDA PDB PDC , 而PDA PDC=90 , 所以PDB=90
P2P3 P0(已知) P1 A
P
D
C
B
而PD是PAD, PBD, PCD的公共边,
P1 P2
2.2.1 综合法与分析 2014年】
汗水点燃希望,信念成就梦想!
2.2.1 综合法与分析法
班级:___ 姓名:______ 重点处理的问题(预习存在的问 2、常用的直接证明方法有 3、综合法是 4、分析法是 因此综合法是 分析法 二、课前检测
和
。 。
思维方法;用框图表示为 P Q1 Q2 ... Qn Q 思维方法。用框图表示为 (Q P .(显然成立) 1 ) (P 1 P 2 ) ..
b2 1 ,则 a 1 b 2 的最大值为 设 a 0, b 0, a 2
2
。
备课札记 学习笔记
三、例题讲解: 题型一 综合法证明: 例 1、求证:
1 2 3 2。 log5 19 log3 19 log2 19
054-1
人教 B 选修 2-2 学案
汗水点燃希望,信念成就梦想! 备课札记
ab
D.
2ab ab ab
二次批 阅时间
054-2
教后反思(学后反思)
题型二 分析法证明: 例 2、求证: 3 7 2 5 。
学习笔记
题型三 分析----综合法 例 3、已知 , k
2
(k Z ) ,且 sin cos 2 sin ,
sin cos sin 2 。求证:
1 tan2 1 tan2 。 1 tan2 2(1 tan2 )
四、当堂检测: 1.分析法是( ) A. 执果索因的逆推法 C. 因果分别互推得两头凑法
B. 由因导果的顺推法 D.逆命题的证明方法 )
2. a 0, b 0 ,则下列不等式中不成立的是 ( A. a b
2.2.1综合法与分析法
证法1:对于正数a,b, 有
( a
2 b ) ≥0
证法2:要证 ab ≤ a b 2 只要证 2 ab ≤ a b 只要证 0 ≤ a 2 ab b
2 0 ≤ ( a b ) 只要证
a b 2 ab ≥ 0 a b ≥ 2 ab ab ≥ 2 ab
只需证a
而
a b b b a a b 0
a ( a b ) b( a b ) ( a b )( a b ) 2 0
a b b 2 a , a 2 b 所以 b a
当且仅当a=b时取等号
当且仅当 a=b 成立 所以
a b a b成立 b a
(a+b)(a2 ab b2 ) ab(a b)
即 a3 b3 a2b ab2 , 所以命题得证.
(变式练习)
1 1. 若a 0, b 0, 求证:a b 2 2. ab
ab 2. 若 a 1, b 1, 求证: 1. 1 ab
直接证明
1 概念 直接从原命题的条件逐步推得命题成立 2 直接证明的一般形式:
本题条件 已知定义 本题结论 已知公理 已知定理
引例一:证明不等式: x2 2 2 x( x R) 证法1:由 x2 2 2 x ( x 1)2 1 1 0 x2 2 2 x 2 ( x 1) 0 ( x 1)2 1 1 0 证法2:由
分析:由A,B,C成等差数列可得什么?
由a,b,C成等比数列可得什么?
怎样把边,角联系起来? 点评:解决数学问题
文字语言
时,学会语言转换; 还要细致,找出隐含 条件。
图形语言
2.2.1综合法和分析法
分析法 又叫逆推证法或执果索 . , 因法
用Q表示要证明的结论 则分析法可用框图表示 : , 为
Q P1
P1 P2
P2 P3
得到一个明显 成立的条件
例 2 如图 2.2 1 所示 , SA 平面ABC, AB BC, 过A作SB 的垂线, 垂足为E , 过E作SC的 垂线, 垂足为F.求证 AF SC.
a,b, c成等比数列转化为符号语言就是 ac. , b 此时,如果能把角和边统一起 ,那么就可以进一 来 步寻找角和边之间的关 , 进而判断三角形的形 系 状, 余弦定理正好满足要求 .于是,可以用余弦定理 为工具进行证明 .
2
证明 由A,B, C成等差数列有2B A C. , 因为A,B, C为ΔABC的内角 所以A B C π. , π 由 ① ②, 得B . 3 2 由a,b, c成等比数列有b ac. ,
1 即证 cos α sin α cos2 β sin2 β , 2 1 2 即证1 2 sin α 1 2 sin2 β , 2 即证4 sin2 α 2 sin2 β 1.
2 2
由于上式与③ 相同,于是问题得证.
用P表示已知条件定义、定 理、公理 等 , 用Q 表示要证明的结论 则上述过 , 程可用框图表示为:
π 例3 已知α, β kπ k Z , 且 2 sin θ cos θ 2 sin α , ① sin θ cos θ sin β ,
2 2 2
②
1 tan α 1 tan β 求证 : . 2 2 1 tan α 2 1 tan β
高中数学2.2.1 综合法和分析法
-16-
2.2.1 综合法与分析法
探究一
探究二
探究三
课前篇自主预习 课课堂堂篇篇探探究究学学习习 规范解答 当堂检测
综合法与分析法的综合应用 例3已知a、b、c是不全相等的正数,且0<x<1.
求证:logx������+2������+logx������+2 ������+logx������+2 ������<logxa+logxb+logxc. 分析:解答本题的关键是利用对数运算法则和对数函数性质将题 目转化成整式不等式证明.
①综合法的特点是从“已知”看“未知”,其逐步推理实际上是寻找
已知条件的必要条件.
②综合法从命题的条件出发,利用定义、公理、定理和运算法则,
通过演绎推理,一步一步完成命题的证明.
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2.2.1 综合法与分析法
课前篇自主预习 课堂篇探究学习
【做一做 1】 命题“求证:tan θ+ta1n������ = sin22������”的证明过程“tan
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2.2.1 综合法与分析法
课前篇自主预习 课课堂堂篇篇探探究究学学习习
探究一
探究二
探究三
规范解答 当堂检测
解:要证明 logx������+2������+logx������+2 ������+logx������+2 ������<logxa+logxb+logxc,
只需要证明 logx
①分析法的特点是从“未知”看“需知”,逐步靠拢“已知”,其逐步推
理实际上是寻找使结论成立的充分条件.
②分析法从命题的结论入手,寻求结论成立的条件,直至归结为
2.2.1综合法和分析法试题
即2sin(α+β)cosα=4cos(α+β)sinα, 所以tan(α+β)=2tanα
练习1: 已知AD是∠BAC的平分线,DE∥CA,且交 AB于E(如图).求证:DE=AE
分析: 已知 AD平分∠BAC 已知1
∠1=∠2 ∠1=∠3 DE=AE DE∥CA ∠2=∠3 A B F
E
3 1 2
2.2
直接证明与间接证明
2.2.1综合法和分析法
例1:已知a>0,b>0,求证a(b2+c2)+b(c2+a2)≥4abc
证明:因为b2+c2
≥2bc,a>0
所以a(b2+c2)≥2abc. 又因为c2+b2
≥2bc,b>0
所以b(c2+a2)≥ 2abc.
因此a(b2+c2)+b(c2+a2)≥4abc. 练习: 例:.已知a、b、c为不全相等的正数,
4 两边同乘以正数 2 L
1
这就证明了如果一个圆与一个正方形的 周长相等,那么这个圆的面积比这个正方 形的面积大。
练习A 1.已知n是大于1的自然数,求证:
logn (n 1) logn1(n 2)
证明:因为 log n (n 1)
1
log( n1) n
0
所以要证原式成立,只需证明
P A D B
C
而PD是△PDA、△PBD、△PCD的公共边, 所以△PDA≌△PBD≌△PCD,
于是∠PDA=∠PDB=∠PDC, 而∠PDA=∠PDC=90°, 可见PD⊥AC,PD⊥BD, 由此可知,PD垂直于△ABC所在的平面.
A D B
(完整版)数学:2..2..1《综合法和分析法》教案(新人教A版选修2-2)
数学:2.2.1《综合法和分析法》教案教学目标:<一)知识与技能:结合已经学过的数学实例,了解直接证明的两种基本方法:分析法和综合法;了解分析法和综合法的思考过程、特点。
<二)过程与方法:培养学生的辨析能力和分析问题和解决问题的能力;<三)情感、态度与价值观:通过学生的参与,激发学生学习数学的兴趣。
第一课时 2.2.1 综合法和分析法<一)教学要求:结合已经学过的数学实例,了解直接证明的两种基本方法:分析法和综合法;了解分析法和综合法的思考过程、特点.tFAx82mkCG教学重点:会用综合法证明问题;了解综合法的思考过程.教学难点:根据问题的特点,结合综合法的思考过程、特点,选择适当的证明方法.教学过程:一、复习准备:1. 已知“若,且,则”,试请此结论推广猜想.<答案:若,且,则)2. 已知,,求证:.先完成证明→ 讨论:证明过程有什么特点?二、讲授新课:1. 教学例题:① 出示例1:已知a, b, c是不全相等的正数,求证:a(b2 + c2> + b(c2 + a2> + c(a2 + b2> > 6abc.tFAx82mkCG分析:运用什么知识来解决?<基本不等式)→ 板演证明过程<注意等号的处理)→ 讨论:证明形式的特点② 提出综合法: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.tFAx82mkCG框图表示:要点:顺推证法;由因导果.③ 练习:已知a,b,c是全不相等的正实数,求证.④ 出示例2:在△ABC中,三个内角A、B、C的对边分别为a、b、c,且A、B、C成等差数列,a、b、c成等比数列. 求证:为△ABC 等边三角形.tFAx82mkCG分析:从哪些已知,可以得到什么结论?如何转化三角形中边角关系?→ 板演证明过程→ 讨论:证明过程的特点.→ 小结:文字语言转化为符号语言;边角关系的转化;挖掘题中的隐含条件<内角和)2. 练习:①为锐角,且,求证:. <提示:算)② 已知求证:3. 小结:综合法是从已知的P出发,得到一系列的结论,直到最后的结论是Q. 运用综合法可以解决不等式、数列、三角、几何、数论等相关证明问题.tFAx82mkCG三、巩固练习:1. 求证:对于任意角θ,. <教材P100 练习 1题)<两人板演→ 订正→ 小结:运用三角公式进行三角变换、思维过程)2. 的三个内角成等差数列,求证:.3. 作业:教材P102 A组 2、3题.第二课时 2.2.1 综合法和分析法<二)教学要求:结合已经学过的数学实例,了解直接证明的两种基本方法:分析法和综合法;了解分析法和综合法的思考过程、特点.tFAx82mkCG教学重点:会用分析法证明问题;了解分析法的思考过程.教学难点:根据问题的特点,选择适当的证明方法.教学过程:一、复习准备:1. 提问:基本不等式的形式?2. 讨论:如何证明基本不等式.<讨论→ 板演→ 分析思维特点:从结论出发,一步步探求结论成立的充分条件)二、讲授新课:1. 教学例题:① 出示例1:求证.讨论:能用综合法证明吗?→ 如何从结论出发,寻找结论成立的充分条件?→ 板演证明过程 <注意格式)→ 再讨论:能用综合法证明吗?→ 比较:两种证法② 提出分析法: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.tFAx82mkCG框图表示:要点:逆推证法;执果索因.③ 练习:设x > 0,y > 0,证明不等式:.先讨论方法→ 分别运用分析法、综合法证明.④ 出示例2:见教材P97. 讨论:如何寻找证明思路?<从结论出发,逐步反推)⑤ 出示例3:见教材P99. 讨论:如何寻找证明思路?<从结论与已知出发,逐步探求)2. 练习:证明:通过水管放水,当流速相等时,如果水管截面<指横截面)的周长相等,那么截面的圆的水管比截面是正方形的水管流量大.tFAx82mkCG提示:设截面周长为l,则周长为l的圆的半径为,截面积为,周长为l的正方形边长为,截面积为,问题只需证:> .tFAx82mkCG3. 小结:分析法由要证明的结论Q思考,一步步探求得到Q所需要的已知,直到所有的已知P都成立;比较好的证法是:用分析法去思考,寻找证题途径,用综合法进行书写;或者联合使用分析法与综合法,即从“欲知”想“需知”(分析>,从“已知”推“可知”<综合),双管齐下,两面夹击,逐步缩小条件与结论之间的距离,找到沟通已知条件和结论的途径. <框图示意)tFAx82mkCG三、巩固练习:1. 设a, b, c是的△ABC三边,S是三角形的面积,求证:.略证:正弦、余弦定理代入得:,即证:,即:,即证:<成立).2. 作业:教材P100 练习 2、3题.第三课时 2.2.2 反证法教学要求:结合已经学过的数学实例,了解间接证明的一种基本方法——反证法;了解反证法的思考过程、特点.教学重点:会用反证法证明问题;了解反证法的思考过程.教学难点:根据问题的特点,选择适当的证明方法.教学过程:一、复习准备:1. 讨论:三枚正面朝上的硬币,每次翻转2枚,你能使三枚反面都朝上吗?<原因:偶次)2. 提出问题:平面几何中,我们知道这样一个命题:“过在同一直线上的三点A、B、C不能作圆”. 讨论如何证明这个命题?tFAx82mkCG3. 给出证法:先假设可以作一个⊙O过A、B、C三点,则O在AB的中垂线l上,O又在BC的中垂线m上,即O是l与m的交点。
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一、学习目标
让学生理解分析法与综合法的概念并能够应用
二、学习过程:
例1.已知a,b∈R+,求证:
例2.已知a,b∈R+,求证:
例3.已知a,b,c∈R,求证(I)
课后练习与提高
1.(A级)函数 ,若
则 的所有可能值为 ( )
A. B. C. D.
2.(A级)函数 在下列哪个区间内是增函数()
第二章第2节直接证明与间接证明
一、综合法与分析法
课前预习学案
一、预习目标:
了解综合法与分析法的概念,并能简单应用。
二、预习内容:
证明方法可以分为直接证明和间接证明
1.直接证明分 为和
2.直接证明是从命题的或出发,根据以知的定义,
公里,定理,推证结论的真实性。
3.综合法是从推导到的方法。而分析法是一种从
追溯到的思维方法,具体的说,综合法是从已知的条件出发,经过逐步的推理,最后达到待证结论,分析法则是从待证的结论出发,一步一步寻求结论成立的条件,最后达到题设的以知条件或以被证明的事实。综合法是由导,分析法是执索。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点
疑惑内容
7.(A级 )已知 是不相等的正数, ,则 的大小关系是_________。
8.(B)若正整数 满足 ,则
9.(B)设 图像的 一条对称轴是 .
(1)求 的值;
(2)求 的增区间;
(3)证明直线 与函数 的图象 不相切。
10.(B) 的三个内角 成等差数列,求证:
综合法与分析法
一、教材分析
综合法与分析法作为高中数学中常用的两种基本方法,一直被学 生所熟悉和应用,通过这节课的学习,学生将对这两种方法的掌握更加系统。同时也复习了有关的其他数学知识。
A. B.
C. D.
3.(A级)设 的最小值是( )
A. B. C.-3 D.
4.(A级)下列函数中,在 上为增函数的是()
A. B.
C. D.
5.(A级)设 三数成等比数列,而 分别为 和 的等差中项,则 ( )
A. B. C. D.不确定
6.(A级)已知实数 ,且函数 有最小值 ,则 =__________。
二、教学目标
知识目标:让学生理解分析法与综合法的概念并能够应用。
能力目标:提高证明问题的能力。
情感、态度、价值观:养成言之有理论证有据的习惯。
三、教学重点难点
教学重点:让学生理解分析法与综合法的概念并能够应用。
教学难点:提高证明问题的能力。
四、教学方法:探究 法
五、课时安排:1课时
六、教学过程
例1.已知a,b∈R+,求证:
例2.已知a,b∈R+,求证:
例3.已知a,b,c∈R,求证(I)
课后练习与提高
1.(A级)函数 ,若
则 的所有可能值为()
A. B. C. D.
2.(A级)函数 在下列哪个区间内是增函数()
A. B.
C. D.
3.(A级)设 的最小值是()
A. B. C.-3 D.
4.(A级) 下列函数中,在 上为增函数的是()
A. B.
C. D.
5.(A级)设 三数成等比数列,而 分别为 和 的等差中项,则 ( )
A. B. C. D.不确定
6.(A级)已知实数 ,且函数 有最小值 ,则 =__________。
7.(A级)已知 是不相等的正数, ,则 的大小关系是_________。
8.(B)若正整数 满足 ,则
9.(B)设 图像的一条对称轴是 .
(1)求 的值;
(2)求 的增区间;
(3)证明直线 与函数 的图象不相切。
10.(B) 的三个内角 成等差数列,求证:
七、板书设计
八、教 学反思