2019-2020学年人教A版高中选修2-2数学浙江专版第二章 习题课二 推理与证明 Word版含
2019-2020版高中数学人教A版(浙江)选修2-2文档:1.2.1~2 第2课时导数的运算法则 Word版含答案
第2课时 导数的运算法则目标定位 1.理解函数的和、差、积、商的求导法则.2.理解求导法则的证明过程,能够综合运用导数公式和导数运算法则求函数的导数.3.能运用复合函数的求导法则进行复合函数的求导.自 主 预 习1.导数运算法则2.复合函数的求导法则即 时 自 测1.思考题(1)在导数的运算法则中,f (x ),g (x )是否能是常数函数?提示 可以.例如,①若y =f (x )±c ,则y ′=f ′(x );②若y =af (x ),则y ′=af ′(x );③⎣⎢⎡⎦⎥⎤k f (x )′=-kf ′(x )[f (x )]2(f (x )≠0).(2)复合函数y =f (g (x )),用中间变量y =f (u ),u =g (x )代换后求导的顺序是什么? 提示 根据复合函数的求导法则y ′x =y ′u ·u ′x ,求导的顺序是从外向内逐层求导. 2.函数f (x )=π2x 2的导数是( ) A.f ′(x )=4πx B.f ′(x )=2πx C.f ′(x )=2π2x D.f ′(x )=2πx 2+2π2x答案 C3.已知f (x )=ax 3+9x 2+6x -7,若f ′(-1)=4,则a 的值等于( ) A.193 B.163C.103D.133答案 B4.函数y =x 2x +1导数为________.解析 y ′=2x (x +1)-x 2(x +1)2=x 2+2x (x +1)2.答案x 2+2x(x +1)2类型一 导数的运算法则【例1】 求下列函数的导数: (1) y =x 3-2x +3; (2)y =(x 2+1)(x -1); (3)y =3x -lg x .解 (1)y ′=(x 3)′-(2x )′+3′=3x 2-2. (2)∵y =(x 2+1)(x -1)=x 3-x 2+x -1, ∴y ′=(x 3)′-(x 2)′+x ′-1′=3x 2-2x +1.(3)函数y =3x -lg x 是函数f (x )=3x 与函数g (x )=lg x 的差.由导数公式表分别得出f ′(x )=3x ln 3,g ′(x )=1x ln 10,利用函数差的求导法则可得 (3x -lg x )′=f ′(x )-g ′(x )=3x ln 3-1x ln 10.规律方法 本题是基本函数和(差)的求导问题,求导过程要紧扣求导法则,对于不具备求导法则结构形式的可先进行适当的恒等变形转化为较易求导的结构形式再求导数.【训练1】 求下列函数的导数:(1)y =x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+2x +2x 2;(2)y =1+sin x 2cos x2;(3)y =(x +1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -1.解 (1)y =x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+2x +2x 2=x +2+2x ,∴y ′=1-2x 2.(2)y =1+sin x 2cos x 2=1+12sin x ,∴y ′=12cos x .(3)∵y =(x +1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -1=-x +1x ,∴y ′=(-x )′+⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ′=-12x -12-12x -32=-12x ⎝⎛⎭⎪⎫1+1x . 类型二 复合函数的导数(互动探究) 【例2】 求下列函数的导数: (1)y =(x 2+1)2; (2)y =e 5+4x 2;(3)y =sin(-2x )+cos(-2x ). [思路探究]探究点一 (1)中函数由哪些基本函数复合而成? 提示 由y =t 2与t =x 2+1复合而成.探究点二 (1)(3)函数求导时,可以先化简吗?提示 可以.y =(x 2+1)2=x 4+2x 2+1,y =sin(-2x )+cos(-2x )=-sin 2x +cos 2x =2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4.解 (1)法一 y ′=[(x 2+1)2]′=2(x 2+1)·(x 2+1)′=4x (x 2+1)=4x 3+4x . 法二 y =(x 2+1)2=x 4+2x 2+1 y ′=(x 4+2x 2+1)′=4x 3+4x .(2)y ′=(e 5+4x 2)′=e5+4x 2·(5+4x 2)′=8x e 5+4x 2. (3)法一 y ′=[sin(-2x )+cos(-2x )]′ =cos(-2x )·(-2x )′-sin(-2x )·(-2x )′=-2cos 2x -2sin 2x =-22sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4.法二 y =sin(-2x )+cos(-2x )=2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4y ′=⎣⎢⎡⎦⎥⎤2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4′=-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4·⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4′=-22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4.规律方法 应用复合函数的求导法则求导,应注意以下几个方面: (1)中间变量的选取应是基本函数结构.(2)正确分析函数的复合层次,并要弄清每一步是哪个变量对哪个变量的求导. (3)一般是从最外层开始,由外及里,一层层地求导. (4)善于把一部分表达式作为一个整体.(5)最后要把中间变量换成自变量的函数.熟练后,就不必再写中间步骤. 【训练2】 求下列函数的导数: (1)y =ln x 2+1;(2)y =⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 3-x +1x 4.解 (1)∵y =12ln(x 2+1),∴y ′=12(x 2+1)(x 2+1)′=x x 2+1.(2)设u =2x 3-x +1x ,则y =u 4,所以y ′x =y ′u ·u ′x =4u 3·⎝ ⎛⎭⎪⎫6x 2-1-1x 2=4⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 3-x +1x 3⎝ ⎛⎭⎪⎫6x 2-1-1x 2. [课堂小结]求函数的导数要准确把函数分割为基本函数的和、差、积、商,再利用运算法则求导数.在求导过程中,要仔细分析出函数解析式的结构特征,根据导数运算法则,联系基本函数的导数公式.对于不具备导数运算法则结构形式的要进行适当恒等变形,转化为较易求导的结构形式,再求导数,进而解决一些切线斜率、瞬时速度等问题.1.已知f (x )=x 3+3x +ln 3,则f ′(x )=( ) A.3x 2+3x B.3x 2+3x ·ln 3+13 C.3x 2+3x ·ln 3D.x 3+3x ·ln 3解析 因为f (x )=x 3+3x +ln 3,则f ′(x )=3x 2+3x ·ln 3. 答案 C2.函数y =cos x1-x的导数是( ) A.-sin x +x sin x (1-x )2B.x sin x -sin x -cos x (1-x )2C.cos x -sin x +x sin x (1-x )2D.cos x -sin x +x sin x1-x解析 y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x 1-x ′=(-sin x )(1-x )-cos x ·(-1)(1-x )2 =cos x -sin x +x sin x(1-x )2. 答案 C3.若直线y =kx +b 是曲线y =ln x +2的切线,也是曲线y =ln(x +1)的切线,则b =________.解析 y =ln x +2的切线为:y =1x 1·x +ln x 1+1(设切点横坐标为x 1).y =ln(x +1)的切线为:y =1x 2+1x +ln(x 2+1)-x 2x 2+1,(设切点横坐标为x 2) ∴⎩⎨⎧1x 1=1x 2+1,ln x 1+1=ln (x 2+1)-x2x 2+1解得x 1=12,x 2=-12,∴b =ln x 1+1=1-ln 2. 答案 1-ln 24.求下列各函数的导数: (1)y =(2x 2+3)(3x -1); (2)y =ln x +1x -x ; (3)y =x cos 2x .解 (1)y =6x 3-2x 2+9x -3,y ′=18x 2-4x +9. (2)y ′=1x -1x 2-12x.(3)y ′=cos 2x -x sin 2x ·2=cos 2x -2x sin 2x .基 础 过 关1.曲线y =x e x -1在点(1,1)处切线的斜率等于( ) A.2e B.e C.2D.1解析 y ′=e x -1+x e x -1=(x +1)e x -1, 故曲线在点(1,1)处的切线斜率为y ′|x =1=2. 答案 C2.当函数y =x 2+a 2x (a >0)在x =x 0处的导数为0时,那么x 0=( ) A.a B.±a C.-aD.a 2解析 y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+a 2x ′=2x ·x -(x 2+a 2)x 2=x 2-a 2x 2, 由x 20-a 2=0得x 0=±a .答案 B3.曲线y =x 3在原点处的切线( ) A.不存在B.有1条,其方程为y =0C.有1条,其方程为x =0D.有2条,它们的方程分别为y =0,x =0 解析 ∵y ′=3x 2,∴k =y ′|x =0=0, ∴曲线y =x 3在原点处的切线方程为y =0. 答案 B4.已知f (x )=13x 3+3xf ′(0),则f ′(1)=________. 解析 由于f ′(0)是一常数,所以f ′(x )=x 2+3f ′(0),。
2019-2020数学人教A版选修2-2课件:第二章推理与证明2.2 2.2.1 课后课时精练
5.已知直线 l,m,平面 α,β,且 l⊥α,m⊂β,给出下列四个命题: ①若 α∥β,则 l⊥m;②若 l⊥m,则 α∥β;③若 α⊥β,则 l⊥m;④若 l∥m,则 α⊥β. 其中正确的命题的个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案 B
答案
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课后课时精练
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一、选择题
A 级:基础巩固练
1.设 a,b∈R,定义运算“∧”和“∨”如下:a∧b=ab, ,aa≤ >bb,,
a∨b=ba, ,aa≤ >bb. , 若正数 a,b,c,d 满足 ab≥4,c+d≤4,则(
)
A.a∧b≥2,c∧d≤2 B.a∨b≥2,c∧d≤2
答案
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(2)∵AE2=AB2-14BC2,ED2=BD2-14BC2,AD2=AB2+BD2, ∴cos∠AED=AE2+2AEED·E2-D AD2=-4ABEC·E2 D<0. ∴∠AED 是钝角,故△AED 是钝角三角形.
答案
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3.若 P= a+ a+7,Q= a+3+ a+4(a≥0),则 P,Q 的大小关系
是( )
A.P>Q
B.P=Q
C.P<Q
D.由 a 的取值确定
答案 C
答案
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解析 假设 P<Q,要证 P<Q,只要证 P2<Q2,只要证:2a+7+2 aa+7 <2a+7+2 a+3a+4,只要证:a2+7a<a2+7a+12,只要证:0<12,因 为 0<12 成立,所以 P<Q,即假设成立.
2019秋新版高中数学人教A版选修2-2习题:第二章推理与证明 2.1.1 Word版含解析.docx
第二章推理与证明2.1合情推理与演绎推理2.1.1合情推理课时过关·能力提升基础巩固1数列5,9,17,33,x,…中x的值为()A.47B.65C.63D.128解析5=22+1,9=23+1,17=24+1,33=25+1,猜想x=26+1=65.答案B2下列类比推理恰当的是()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(ab)n与(a+b)n类比,则有(a+b)n=a n+b nD.把a(b+c)与a·(b+c)类比,则有a·(b+c)=a·b+a·c解析选项A,B,C没有从本质上类比,是简单类比,从而出现错误.答案D3下列关于归纳推理的说法错误的是()A.归纳推理是由一般到一般的推理过程B.归纳推理是由特殊到一般的推理过程C.由归纳推理得出的结论不一定正确D.归纳推理具有由具体到抽象的认识功能解析由归纳推理的定义与特征可知选项A错误,选项B,C,D均正确,故选A.答案A4如图所示的三角形数组是我国古代数学家杨辉发现的,称为杨辉三角.根据数组中数的构成规律,知a所表示的数是()A.2B.4C.6D.8解析经观察、分析杨辉三角形可以发现:从第3行开始,每行除1外,每个数都是它肩上的两数之和,如第6行的第2个数为5,它肩上的两数为1和4,且5=1+4.由此可推知a=3+3=6,故选C.答案C5若在数列{a n}中,a1=1,a2=3+5,a3=7+9+11,a4=13+15+17+19,……,则a10=.解析前10项共使用了1+2+3+…+10=55个奇数,a10由第46个到第55个共10个奇数的和组成,即a10=(2×46-1)+(2×47-1)+…+(2×55-1)==1 000.答案1 0006观察下列等式:13+23=(1+2)2,13+23+33=(1+2+3)2,13+23+33+43=(1+2+3+4)2,……根据上述规律,第四个等式为.答案13+23+33+43+53=(1+2+3+4+5)27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.解析利用类比推理可知,平面中的直线应类比空间中的平面.答案夹在两个平行平面间的平行线段相等8在平面△ABC中,角C的内角平分线CE分△ABC面积所成的比为△△,将这个结论类比到空间:在三棱锥A-BCD中,平面DEC平分二面角A-CD-B,且与AB交于点E,则类比的结论为.解析平面中的面积类比到空间为体积,故△△ 类比成--.平面中的线段长类比到空间为面积, 故类比成△△.故有--△ △.答案--△△能力提升1下列说法正确的是()A.合情推理得到的结论是正确的B.合情推理就是归纳推理C.归纳推理是从一般到特殊的推理D.类比推理是从特殊到特殊的推理解析归纳推理和类比推理统称为合情推理,合情推理得到的结论不一定正确,故选项A,B错误;因为归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理,故选项C错误;类比推理就是从特殊到特殊的推理,故选项D正确.答案D2定义A*B,B*C,C*D,D*B依次对应下列4个图形:下列4个图形中,可以表示A*D,A*C的图形分别是()A.(1)(2)B.(1)(3)C.(2)(4)D.(1)(4)解析由已知的4个图形可归纳得出:符号“*”表示图形的叠加,字母A代表竖线,字母B代表大矩形,字母C代表横线,字母D代表小矩形,所以表示A*D的是图形(2),表示A*C的是图形(4),故选C.答案C3已知数列1,a+a2,a2+a3+a4,a3+a4+a5+a6,…,则此数列的第k项是()A.a k+a k+1+…+a2kB.a k-1+a k+…+a2k-1C.a k-1+a k+…+a2kD.a k-1+a k+…+a2k-2解析利用归纳推理可知,第k项中的第一个数为a k-1,且第k项中有k项,幂指数连续,故第k项为a k-1+a k+…+a2k-2,故选D.答案D4观察下列各式:55=3 125,56=15 625,57=78 125,58=390 625,59=1 953 125,……,52 017的末四位数字为()A.3 125B.5 625C.0 625D.8 125解析由观察易知55的末四位数字为3 125,56的末四位数字为5 625,57的末四位数字为8 125,58的末四位数字为0 625,59的末四位数字为3 125,故周期T=4.又由于2 017=504×4+1,因此52 017的末四位数字是3 125.答案A5观察下列等式1-1-1-……据此规律,第n个等式可为.解析经观察知,第n个等式的左侧是数列--的前2n项和,而右侧是数列的第n+1项到第+…+.2n项的和,故为1-+…+-+…+答案1-+…+-6一个二元码是由0和1组成的数字串x1x2…x n(n∈N*),其中x k(k=1,2,…,n)称为第k位码元.二元码是通信中常用的码,但在通信过程中有时会发生码元错误(即码元由0变为1,或者由1变为0).已知某种二元码x1x2…x7的码元满足如下校验方程组:其中运算定义为:00=0,01=1,10=1,11=0.现已知一个这种二元码在通信过程中仅在第k位发生码元错误后变成了1101101,则利用上述校验方程组可判定k=.答案57图①是某届国际数学教育大会的会徽图案,会徽的主体图案是由图②的一连串直角三角形演化而成的,其中|OA1|=|A1A2|=|A2A3|=…=|A7A8|=1.如果把图②中的直角三角形依此规律继续作下去,记OA1,OA2,…,OA n,…的长度构成数列{a n},那么推测数列{a n}的通项公式为a n=.解析根据|OA1|=|A1A2|=|A2A3|=…=|A7A8|=1和题图②中的各直角三角形,由勾股定理,可得a1=|OA1|=1,a2=|OA2|=,a3=|OA3|=,……故可归纳推测a n=.答案★8有一个雪花曲线序列,如图所示.其产生规则是:将正三角形P0的每一边三等分,而以其中间的那一条线段为一底边向外作等边三角形,再擦去中间的那条线段,便得到第1条雪花曲线P1;再将P1的每条边三等分,按照上述规则,便得到第2条雪花曲线P2,……将P n-1的每条边三等分,按照上述规则,便得到第n条雪花曲线P n(n=1,2,3,4,…).(1)设P0的周长为L0,试猜想P n的周长L n;(2)设P0的面积为S0,试猜想P n的面积S n.解(1)在雪花曲线序列中,前后两条曲线之间的基本关系如图所示,易得L n=L n-1(n∈N*),故可猜想L n=L n-1=…=L0,n∈N*.(2)由雪花曲线的构造规则比较P0和P1,易得P1比P0的每边增加一个小等边三角形(缺少一边),其面积为,而P0有3条边,故有S1=S0+3·=S0+.再比较P2与P1,可知P2在P1的每条边上增加了一个小等边三角形(缺少一边),其面积为,而P1有3×4条边,故有S2=S1+3×4×=S0+.同理可得S3=S2+3×42×=S0+,故可猜想S n=S0++…+--=S0+--S0=-S0.。
2019-2020年数学人教A版选修2-2优化课件:第二章 2.1 2.1.2 演绎推理
数.以上推理( )
A.结论正确
B.大前提不பைடு நூலகம்确
C.小前提不正确
D.全不正确
解析:函数 f(x)=sin(x2+1)不是正弦函数,故小前提不正确.故选 C.
答案:C
2.推理“①矩形是平行四边形,②正方形是矩形,③所以正方形是平行四边
形”中的小前提是( )
A.①
B.②
C.③
D.①和②
解析:∵三段论的形式是:①M 是 P,②S 是 M,③S 是 P,∴小前提为②.
[解析] (1)∵x=π8是函数 y=f(x)的图象的对称轴, ∴sin(2×π8+φ)=±1. ∴π4+φ=kπ+π2,k∈Z. ∵-π<φ<0,∴φ=-34π. (2)由(1)知 φ=-34π,因此 y=sin(2x-34π). 由题意,得 2kπ-π2≤2x-34π≤2kπ+π2,k∈Z, ∴kπ+π8≤x≤58π+kπ,k∈Z.
小前提 结论
用符号表示为:△ABC≌△CDA⇒∠1=∠2 且∠3=∠4 且∠B=∠D.
(4)两条直线被第三条直线所截,如果内错角相等,那么这两条直线平行, 大前提
直线 AB、DC 被直线 AC 所截,内错角∠1=∠2,小前提(已证)
则 AB∥DC.
结论
同理有:BC∥AD.
(5)如果四边形两组对边分别平行,那么这个四边形是平行四边形,
大前提 小前提 结论 大前提 小前提 结论 大前提 小前提 结论
用“三段论”表述演绎推理: 用三段论写推理过程时,关键是明确大、小前提.三段论中的大前提 提供了一个一般性的原理,小前提指出了一种特殊情况,两个命题结 合起来,揭示了一般原理与特殊情况的内在联系.有时可以省略小前 提,有时甚至也可以把大前提与小前提都省略.在寻找大前提时,可 找一个使结论成立的充分条件.
【专业资料】新版高中数学人教A版选修2-2习题:第二章推理与证明 2.3 含解析
2.3 数学归纳法课时过关·能力提升 基础巩固1用数学归纳法证明3n ≥n 3(n ≥3,n ∈N *),第一步应验证( ) A.当n=1时,不等式成立B.当n=2时,不等式成立C.当n=3时,不等式成立D.当n=4时,不等式成立解析由题知n 的最小值为3,所以第一步验证当n=3时,不等式成立,选C .答案C2已知f (n )=1n +1n+1+1n+2+…+1n 2,则( ) A.f (n )共有n 项,当n=2时,f (2)=12+13B.f (n )共有(n+1)项,当n=2时,f (2)=12+13+14C.f (n )共有(n 2-n )项,当n=2时,f (2)=12+13D.f (n )共有(n 2-n+1)项,当n=2时,f (2)=12+13+14 解析由题意知f (n )的最后一项的分母为n 2,故f (2)=12+13+122,排除选项A,选项C. 又f (n )=1n+0+1n+1+…+1n+(n 2-n ), 所以f (n )的项数为n 2-n+1.故选D.答案D3已知n 为正偶数,用数学归纳法证明1-12+13−14+…+1n -1−1n =2(1n+2+1n+4+ (12))时,若已假设当n=k (k ≥2,且为偶数)时,命题为真,则还需要用归纳假设再证( )A.当n=k+1时,等式成立B.当n=k+2时,等式成立C.当n=2k+2时,等式成立D.当n=2(k+2)时,等式成立解析因为假设n=k (k ≥2,且为偶数),故下一个偶数为k+2,故选B.答案B4用数学归纳法证明不等式1+12+14+…+12n -1>12764(n ∈N *)成立,其初始值至少应取( )A.7B.8C.9D.10 解析左边=1+12+14+…+12n -1=1-12n 1-12=2-12n -1,代入验证可知n 的最小值是8. 答案B 5用数学归纳法证明1-12+13−14+…+12n -1−12n =1n+1+1n+2+…+12n ,则当n=k+1时,等式左边应在n=k 的基础上加上( )A.12k+2 B.-12k+2 C.12k+1−12k+2 D.12k+1+12k+2 解析当n=k 时,左边=1-12+13−14+…+12k -1−12k ,当n=k+1时,左边=1-12+13−14+…+12k -1−12k +12k+1−12k+2. 答案C 6用数学归纳法证明“当n 为正奇数时,x n +y n 能被x+y 整除”,当第二步假设n=2k-1(k ∈N *)命题为真时,进而需证n= 时,命题为真.解析因为n 为正奇数,所以奇数2k-1之后的奇数是2k+1.答案2k+17在用数学归纳法证明“34n+2+52n+1(n ∈N *)能被14整除”的过程中,当n=k+1时,式子34(k+1)+2+52(k+1)+1应变形为 .答案(34k+2+52k+1)34+52k+1(52-34)8用数学归纳法证明122+132+142+…+1n 2<1-1n (n ≥2,n ∈N *). 分析验证当n=2时不等式成立→假设当n=k 时不等式成立→证明当n=k+1时不等式成立→结论证明(1)当n=2时,左边=122=14,右边=1-12=12. 因为14<12,所以不等式成立.(2)假设当n=k (k ≥2,k ∈N *)时,不等式成立,即122+132+142+ (1)2<1-1k , 则当n=k+1时,122+132+142+ (1)2+1(k+1)2<1-1k +1(k+1)2=1-(k+1)2-k k (k+1)2=1-k 2+k+1k (k+1)2<1-k (k+1)k (k+1)2 =1-1k+1. 所以当n=k+1时,不等式也成立.综上所述,对任意n ≥2的正整数,不等式都成立.9用数学归纳法证明1×4+2×7+3×10+…+n (3n+1)=n (n+1)2(其中n ∈N *).证明(1)当n=1时,左边=1×4=4,右边=1×22=4,左边=右边,等式成立.(2)假设当n=k (k ∈N *)时等式成立,即1×4+2×7+3×10+…+k (3k+1)=k (k+1)2,则当n=k+1时,1×4+2×7+3×10+…+k (3k+1)+(k+1)·[3(k+1)+1]=k (k+1)2+(k+1)[3(k+1)+1]=(k+1)(k 2+4k+4)=(k+1)[(k+1)+1]2, 即当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.能力提升1某同学解答“用数学归纳法证明√n (n +1)<n+1(n ∈N *)”的过程如下:证明:①当n=1时,显然命题是正确的;②假设当n=k (k ≥1,k ∈N *)时,有√k (k +1)<k+1,则当n=k+1时,√(k +1)2+(k +1)=√k 2+3k +2<√k 2+4k +4=(k+1)+1,所以当n=k+1时命题是正确的.由①②可知对于n ∈N *,命题都是正确的.以上证法是错误的,错误的原因在于( )A.从n=k 到n=k+1的推理过程中没有使用归纳假设B.假设的写法不正确C.从n=k 到n=k+1的推理不严密D.当n=1时,验证过程不具体解析由分析证明过程中的②可知,从n=k 到n=k+1的推理过程中没有使用归纳假设,故该证法不能叫数学归纳法,选A . 答案A2用数学归纳法证明“凸n (n ≥3,n ∈N *)边形的内角和公式”时,由n=k 到n=k+1增加的是( )A.π2B.πC.3π2D.2π解析如图,由n=k 到n=k+1时,凸n 边形的内角和增加的是∠1+∠2+∠3=π,故选B.答案B3用数学归纳法证明(n+1)(n+2)·…·(n+n )=2n ·1·3·…·(2n-1),从n=k 到n=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解析当n=k 时,等式左边为(k+1)(k+2)·…·(k+k ),而当n=k+1时,等式左边为(k+1+1)(k+1+2)·…·(k+1+k+1)=(k+2)·(k+3)·…·(k+k+2),前边少了一项(k+1),后边多了两项(k+k+1)(k+k+2),故增乘的代数式为(k+k+1)(k+k+2)k+1=2(2k+1). 答案B★4某个与正整数有关的命题:若当n=k (k ∈N *)时,命题成立,则可以推出当n=k+1时,该命题也成立.现已知当n=5时,命题不成立,则可以推得( )A.当n=4时,命题不成立B.当n=6时,命题不成立C.当n=4时,命题成立D.当n=6时,命题成立解析“若n=k 时,命题成立,则n=k+1时,该命题也成立”的等价命题是“若n=k+1时,命题不成立,则n=k 时,命题也不成立.”故选A.答案A★5用数学归纳法证明“n 3+5n 能被6整除”的过程中,当n=k+1时,式子(k+1)3+5(k+1)应变形为 .解析采取凑配法,凑出归纳假设k 3+5k 来,(k+1)3+5(k+1)=k 3+3k 2+3k+1+5k+5=(k 3+5k )+3k (k+1)+6.答案(k 3+5k )+3k (k+1)+66设实数c>0,整数p>1,n ∈N *.(1)用数学归纳法证明:当x>-1,且x ≠0时,(1+x )p >1+px ;(2)数列{a n }满足a 1>c 1p ,a n+1=p -1p a n +c p a n 1-p ,证明:a n >a n+1>c 1p . 证明(1)①当p=2时,(1+x )2=1+2x+x 2>1+2x ,原不等式成立.②假设当p=k (k ≥2,k ∈N *)时,不等式(1+x )k >1+kx 成立.则当p=k+1时,(1+x )k+1=(1+x )(1+x )k >(1+x )(1+kx )=1+(k+1)x+kx 2>1+(k+1)x.所以当p=k+1时,原不等式也成立.综合①②可得,当x>-1,x ≠0时,对一切整数p>1,不等式(1+x )p >1+px 均成立.(2)先用数学归纳法证明a n >c 1p .①当n=1时,由题设a 1>c 1p 知a n >c 1p 成立.②假设当n=k (k ≥1,k ∈N *)时,不等式a k >c 1p 成立.由a n+1=p -1p a n +c p a n 1-p 及a 1>c 1p >0,易知a n >0,n ∈N *.则当n=k+1时,a k+1a k =p -1p +c p a k -p =1+1p (c a k p -1). 由a k >c 1p >0,得-1<-1p <1p (c a k p -1)<0. 由(1)中的结论得(a k+1a k )p =[1+1p (c a k p -1)]p >1+p ·1p (c a k p -1)=c a k p .因此a k+1p >c ,即a k+1>c 1p . 所以当n=k+1时,不等式a n >c 1p 也成立.综合①②可得,对一切正整数n ,不等式a n >c 1p 均成立.因此a n+1>c 1p 也成立. 再由a n+1a n =1+1p (c a n p -1)可得a n+1a n <1, 即a n+1<a n .综上所述,a n >a n+1>c 1p ,n ∈N *.7已知集合X={1,2,3},Y n ={1,2,3,…,n }(n ∈N *),设S n ={(a ,b )|a 整除b 或b 整除a ,a ∈X ,b ∈Y n }.令f (n )表示集合S n 所含元素的个数.(1)写出f (6)的值;(2)当n ≥6时,写出f (n )的表达式,并用数学归纳法证明.解(1)f (6)=13.(2)当n ≥6时,f (n )={ n +2+(n 2+n 3),n =6t ,n +2+(n -12+n -13),n =6t +1,n +2+(n 2+n -23),n =6t +2,n +2+(n -12+n 3),n =6t +3,n +2+(n 2+n -13),n =6t +4,n +2+(n -12+n -23),n =6t +5(t ∈N *). 下面用数学归纳法证明: ①当n=6时,f (6)=6+2+62+63=13,结论成立;②假设当n=k (k ≥6)时结论成立,那么n=k+1时,S k+1在S k 的基础上新增加的元素在(1,k+1),(2,k+1),(3,k+1)中产生,分以下情形讨论:1)若k+1=6t ,则k=6(t-1)+5,此时有f (k+1)=f (k )+3=k+2+k -12+k -23+ 3=(k+1)+2+k+12+k+13,结论成立;2)若k+1=6t+1,则k=6t ,此时有f (k+1)=f (k )+1=k+2+k 2+k 3+1=(k+1)+2+(k+1)-12+(k+1)-13,结论成立;3)若k+1=6t+2,则k=6t+1,此时有 f (k+1)=f (k )+2=k+2+k -12+k -13+2 =(k+1)+2+k+12+(k+1)-23,结论成立;4)若k+1=6t+3,则k=6t+2,此时有 f (k+1)=f (k )+2=k+2+k 2+k -23+2=(k+1)+2+(k+1)-12+k+13,结论成立;5)若k+1=6t+4,则k=6t+3,此时有 f (k+1)=f (k )+2=k+2+k -12+k 3+2=(k+1)+2+k+12+(k+1)-13,结论成立;6)若k+1=6t+5,则k=6t+4,此时有 f (k+1)=f (k )+1=k+2+k 2+k -13+1=(k+1)+2+(k+1)-12+(k+1)-23,结论成立.综上所述,结论对满足n ≥6的自然数n 均成立.。
2019-2020学年数学选修2-2人教A版课件:第2章 推理与证明 2.1.2
(2)就数学而言,演绎推理是证明数学结论、建立数学体系的重要思维过程, 但数学结论、证明思路等的发现,主要靠合情推理.因此,我们不仅要学会证 明,更要学会猜想.
第八页,编辑于星期六:二十三点 五十六分。
3.三段论 (1)“三段论”是演绎推理的一般模式,包括: ①大前提——已知的一_般__原__理___; ②小前提——所研究的特__殊_情__况___; ③结论——根据一般原理,对特殊情况做出的_判__断_____. 其一般推理形式为 大前提:M是P. 小前提:S是M. 结 论:__S_是__P___. (2)利用集合知识说明“三段论”:若集合M的所有元素都具有性质P,S是M 的一个子集,那么_____S_中__所__有__元__素__也__都__具__有__性__质__P__________.
②如果一条直线与一个平面垂直,那么这条直线和这个平面内的任意一条
直线都垂直,
大前提
l⊥α,a⊂α,
小前提
所以l⊥a.
结论
③如果一条直线和两条平行线中的一条垂直,那么它也与另一条垂直,大前
提
a∥b,且l⊥a,
小前提
所以l⊥b.
结论
④如果一条直线和一个平面内的任意一条直线都垂直,那么这条直线和这
个平面垂直,
第二十七页,编辑于星期六:二十三点 五十六 分。
〔跟踪练习 3〕 设 a>0,f(x)=eax+eax是 R 上的偶函数. (1)求 a 的值; (2)证明:f(x)在(0,+∞)上为增函数.
第二十八页,编辑于星期六:二十三点 五十六 分。
[解析] (1)因为 f(x)是 R 上的偶函数, 所以对一切 x∈R,都有 f(x)=f(-x), 即eax+eax=ea-x+ea-x=a1ex+aex, 整理得(1a-a)(ex-e1x)=0 对一切 x∈R 恒成立. 因 ex-e1x不恒为 0,故1a-a=0,所以 a=±1. 又 a>0,所以 a=1.
2019-2020数学人教A版选修2-2课件:第二章推理与证明2.1 2.1.1 课后课时精练
答案
第十七页,编辑于星期日:点 二十一分。
(2)由想 an=2n1-1(n ∈N*).
第十八页,编辑于星期日:点 二十一分。
B 级:能力提升练 11.过△ABC 边 AB 上任一点 O 分别作 OA1∥AC,OB1∥BC,与 BC, AC 分别交于点 A1,B1,则OAAC1+OBBC1为定值 1.试写出类比到空间的结论.
答案
第二十三页,编辑于星期日:点 二十一分。
答案
解析
第十三页,编辑于星期日:点 二十一分。
8.等差数列{an}中,an>0,公差 d>0,则有 a4·a6>a3·a7,类比上述性质, 在等比数列{bn}中,若 bn>0,q>1,写出 b5,b7,b4,b8 的一个不等关系: ________.
答案 b4+b8>b5+b7
解析 在等差数列{an}中,an>0,公差 d>0, ∴{an}是各项均为正数的递增数列, ∵4+6=3+7,且 a4·a6>a3·a7, ∴在等比数列{bn}中,bn>0,q>1,则{bn}为各项均为正数的递增数列. 又∵4+8=5+7,∴b4+b8>b5+b7.
适的是( )
A.三角形
B.梯形
C.平行四边形 D.矩形
答案 C 解析 类比空间中的平行六面体,平面中有平行四边形.
答案
解析
第六页,编辑于星期日:点 二十一分。
4.下面使用类比推理,得出正确结论的是( ) A.“若 a·3=b·3,则 a=b”类比出“若 a·0=b·0,则 a=b” B.“若(a+b)c=ac+bc”类比出“(a·b)c=ac·bc” C.“若(a+b)c=ac+bc”类比出“a+c b=ac+bc(c≠0)” D.“(ab)n=anbn”类比出“(a+b)n=an+bn”
高中数学人教A版选修2-2习题 第2章 推理与证明2.3 Word版含答案
选修第二章选择题.(·郑州市高二检测)用数学归纳法证明+++…++=(∈*,≠),在验证=时,左边所得的项为( )..++.+.+++[答案][解析]因为当=时,+=,所以此时式子左边=++.故应选..用数学归纳法证明+++…+(-)=(-)过程中,由=递推到=+时,不等式左边增加的项为( ).() .(+).(+) .(+)[答案][解析]用数学归纳法证明+++…+(-)=(-)的过程中,第二步,假设=时等式成立,即+++…+(-)=(-),那么,当=+时,+++…+(-)+(+)=(-)+(+),等式左边增加的项是(+),故选..对于不等式≤+(∈+),某学生的证明过程如下:()当=时,≤+,不等式成立.()假设=(∈+)时,不等式成立,即<+,则=+时,=<==(+)+,∴当=+时,不等式成立,上述证法( ).过程全都正确.=验证不正确.归纳假设不正确.从=到=+的推理不正确[答案][解析]=的验证及归纳假设都正确,但从=到=+的推理中没有使用归纳假设,而通过不等式的放缩法直接证明,不符合数学归纳法的证题要求.故应选..用数学归纳法证明命题“当是正奇数时,+能被+整除”,在第二步的证明时,正确的证法是( ).假设=(∈*)时命题成立,证明=+时命题也成立.假设=(是正奇数)时命题成立,证明=+时命题也成立.假设=(是正奇数)时命题成立,证明=+时命题也成立.假设=+(∈)时命题成立,证明=+时命题也成立[答案][解析]∵为正奇数,当=时,下面第一个正奇数应为+,而非+.故应选..凸边形有()条对角线,则凸+边形对角线的条数(+)为( ).()++.()+.()+-.()+-[答案][解析]增加一个顶点,就增加+-条对角线,另外原来的一边也变成了对角线,故(+)=()+++-=()+-.故应选..观察下列各式:已知+=,+=,+=,+=,+=,…,则归纳猜测+=( ) ....[答案][解析]观察发现,+=+=+=+=+=,∴+=.二、填空题.用数学归纳法证明“当为正偶数时,-能被+整除”,第一步应验证=时,命题成立;第二步归纳假设成立应写成[答案]-能被+整除[解析]因为为正偶数,故第一步取=,第二步假设取第个正偶数成立,即=,故应假设成-能被+整除..(·九江高二检测)观察下列等式,照此规律,第个等式为=++=++++=++++++=…[答案]+(+)+(+)+…+(-)=(-)[解析]将原等式变形如下:==++==++++==++++++==…由图知,第个等式的左边有-项,第一个数是,是-个连续整数的和,则最后一个数为+(-)-=-,右边是左边项数-的平方,。
2019-2020数学人教A版选修2-2课件:第二章推理与证明2.1 2.1.2 课后课时精练
9.设 f(x)=(x-a)(x-b)(x-c)(a,b,c 是两两不等的常数),则f′aa+ f′bb+f′cc的值是________.
答案 0
答案
第十七页,编辑于星期日:点 二十一分。
解析 f′(x)=(x-b)(x-c)+(x-a)(x-c)+(x-a)·(x-b),
第十页,编辑于星期日:点 二十一分。
sinπx2,-1<x<0,
6.函数 f(x)=ex-1,x≥0,
若 f(1)+f(a)=2,则 a 的所有可能
值为( )
A.1
B.-
2 2
C.1
或-
2 2
D.1
或
2 2
答案 C
答案
第十一页,编辑于星期日:点 二十一分。
解析 ∵f(1)+f(a)=2,f(1)=e0=1,∴f(a)=1. 当 a≥0 时,f(a)=ea-1=1⇒a=1; 当-1<a<0 时,f(a)=sin(πa2)=1⇒a2=12, ∴a=- 22或 a= 22(舍去).
5.圆 2x2+2y2=1 与直线 xsinθ+y-1=0θ∈R,θ≠π2+kπ,k∈Z的位 置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.不确定 答案 C
答案
第九页,编辑于星期日:点 二十一分。
解析
∵圆心到直线的距离 d=
|-1| sin2θ+1
>
22=
rθ∈R,θ≠π2+kπ,k∈Z,∴直线与圆相离.故选 C.
∴f′(a)=(a-b)(a-c),f′(b)=(b-a)(b-c),
f′(c)=(c-a)(c-b).
∴
a f′a
+
浙江人教A版数学高二选修2-2学案第二章推理与证明习题课数学归纳法
学习目标 1.进一步掌握数学归纳法的实质与步骤,掌握用数学归纳法证明等式、不等式、整除问题、几何问题等数学命题的方法.2.掌握证明n=k+1成立的常见变形技巧:提公因式、添项、拆项、合并项、配方等.知识点一归纳法归纳法是一种由特殊到一般的推理方法,分完全归纳法和不完全归纳法两种,而不完全归纳法得出的结论不具有可靠性,必须用数学归纳法进行严格证明.知识点二数学归纳法(1)应用范围:作为一种证明方法,用于证明一些与正整数n有关的数学命题;(2)基本要求:它的证明过程必须是两步,最后还有结论,缺一不可;(3)注意点:在第二步归纳递推时,从n=k到n=k+1必须用上归纳假设.类型一求参数问题例1是否存在常数a,b,c,使等式1·(n2-12)+2(n2-22)+…+n(n2-n2)=an4+bn2+c对一切正整数n成立?并证明你的结论.解分别将1,2,3代入,得⎩⎪⎨⎪⎧a+b+c=0,16a+4b+c=3,81a+9b+c=18,解得⎩⎪⎨⎪⎧a=14,b=-14,c=0.下面用数学归纳法证明:1·(n2-12)+2(n2-22)+…+n(n2-n2)=14n4-14n2(n∈N*).(1)当n=1时,左边=1·(12-12)=0,右边=14-14+0=0,左边=右边,等式成立.(2)假设当n =k (k ∈N *,k ≥1)时,等式成立,则当n =k +1时,左边=1·[(k +1)2-12]+2·[(k +1)2-22]+…+k ·[(k +1)2-k 2]+(k +1)[(k +1)2-(k +1)2]=1·(k 2-12)+2·(k 2-22)+…+k (k 2-k 2)+1·(2k +1)+2(2k +1)+…+k (2k +1) =14k 4-14k 2+(2k +1)·k (k +1)2 =14(k +1)4-14(k +1)2. 由(1)(2)知,等式对一切正整数都成立.反思与感悟 这类猜测存在性问题的思路:若存在a ,b ,c 使等式成立,首先在n =1,2,3时,等式应成立,因此由n =1,2,3,先把a ,b ,c 求出,再代回等式,最后用数学归纳法证明存在常数a ,b ,c ,使等式成立.跟踪训练1 是否存在常数a ,b ,使得等式121×3+223×5+…+n 2(2n -1)·(2n +1)=an 2+n bn +2对一切正整数n 都成立?并证明你的结论. 解 令n =1,得3a -b =-1, 令n =2,得10a -3b =-2,联立⎩⎪⎨⎪⎧ 3a -b =-1,10a -3b =-2, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =4.以下用数学归纳法证明:121×3+223×5+…+n 2(2n -1)(2n +1)=n 2+n 4n +2(n ∈N *). (1)当n =1时,易知结论成立.(2)假设当n =k (k ≥1,k ∈N *)时,结论成立,则 121×3+223×5+…+k 2(2k -1)(2k +1)=k 2+k 4k +2. 则当n =k +1时,121×3+223×5+…+k 2(2k -1)(2k +1)+(k +1)2(2k +1)(2k +3) =k 2+k 4k +2+(k +1)2(2k +1)(2k +3) =k (k +1)(2k +3)+2(k +1)22(2k +1)(2k +3)=(k +1)(2k 2+3k +2k +2)2(2k +1)(2k +3)=(k +1)(2k +1)(k +2)2(2k +1)(2k +3)=k 2+3k +24k +6=(k +1)2+(k +1)4(k +1)+2.故当n =k +1时,结论也成立.根据(1)(2)知,对一切正整数n ,结论成立. 类型二 整除问题例2 求证:当n ∈N *时,a n +1+(a +1)2n -1能被a 2+a +1整除.证明 (1)当n =1时,a 1+1+(a +1)2×1-1=a 2+a +1,命题显然成立.(2)假设当n =k (k ∈N *)时,a k +1+(a +1)2k-1能被a 2+a +1整除,则当n =k +1时,a k +2+(a +1)2k +1=a ·a k +1+(a +1)2·(a +1)2k -1 =a [a k +1+(a +1)2k -1]+(a +1)2(a +1)2k -1-a (a +1)2k -1 =a [a k +1+(a +1)2k -1]+(a 2+a +1)(a +1)2k -1. 由归纳假设,上式中的两项均能被a 2+a +1整除, 故当n =k +1时,命题成立.由(1)(2)知,对任意n ∈N *,命题成立.反思与感悟 证明整除性问题的关键是“凑项”,先采用增项、减项、拆项和因式分解等手段,凑成当n =k 时的情形,再利用归纳假设使问题获证. 跟踪训练2 用数学归纳法证明(3n +1)·7n -1(n ∈N *)能被9整除. 证明 (1)当n =1时,4×7-1=27,能被9整除. (2)假设当n =k (k ∈N *)时,命题成立, 即(3k +1)·7k -1能被9整除,则当n =k +1时,(3k +4)·7k +1-1=7·(3k +1)·7k +21·7k -1=[(3k +1)·7k -1]+18k ·7k +6·7k +21·7k=[(3k +1)·7k -1]+18k ·7k +27·7k ,由假设知,(3k +1)·7k -1能被9整除,又因为18k ·7k +27·7k 能被9整除,所以当n =k +1时,命题成立.由(1)(2)知,对一切n ∈N *,(3n +1)·7n -1都能被9整除. 类型三 有关几何问题例3 平面内有n (n ∈N *,n ≥2)条直线,其中任何两条不平行,任何三条不过同一点,证明:交点的个数为f (n )=n (n -1)2.证明 (1)当n =2时,两条直线的交点只有一个, 又f (2)=12×2×(2-1)=1,∴当n =2时,命题成立.(2)假设n =k (k >2,k ∈N *)时,命题成立, 即平面内满足题设的任何k 条直线交点个数为 f (k )=12k (k -1),那么当n =k +1时,任取一条直线l ,除l 以外其他k 条直线交点个数为f (k )=12k (k -1),l 与其他k 条直线交点个数为k , 从而k +1条直线共有f (k )+k 个交点, 即f (k +1)=f (k )+k =12k (k -1)+k=12k (k -1+2) =12k (k +1)=12(k +1)[(k +1)-1], ∴当n =k +1时,命题成立.由(1)(2)可知,对任意n ∈N *,n ≥2,命题都成立.反思与感悟 用数学归纳法证明几何问题时,一要注意数形结合,二要注意有必要的文字说明.跟踪训练3 平面内有n (n ∈N *)个圆,其中每两个圆相交于两点,并且每三个圆都不相交于同一点,求证:这n 个圆把平面分成f (n )=n 2-n +2部分. 证明 (1)当n =1时,分为2块,f (1)=2,命题成立; (2)假设当n =k (k ∈N *)时, 被分成f (k )=k 2-k +2部分, 那么当n =k +1时,依题意,第k +1个圆与前k 个圆产生2k 个交点,第k +1个圆被截为2k 段弧,每段弧把所经过的区域分为两部分,所以平面上净增加了2k 个区域. 所以f (k +1)=f (k )+2k =k 2-k +2+2k =(k +1)2-(k +1)+2, 即当n =k +1时,命题成立. 由(1)(2)知命题成立.1.用数学归纳法证明n 边形的内角和为(n -2)·180°时,其初始值n 0为( ) A .1 B .2 C .3D .4答案 C2.已知1+2×3+3×32+4×33+…+n ×3n -1=3n (na -b )+c 对一切n ∈N *都成立,那么a ,b ,c 的值为( ) A .a =12,b =c =14B .a =b =c =14C .a =0,b =c =14D .a ,b ,c 不存在 答案 A解析 令n 等于1,2,3,得⎩⎪⎨⎪⎧1=3(a -b )+c ,1+2×3=9(2a -b )+c ,1+2×3+3×32=27(3a -b )+c , 解得a =12,b =c =14.3.用数学归纳法证明1+12+13+…+12n -1<n (n ∈N *且n >1)时,假设当n =k 时,不等式成立,则当n =k +1时,应推证的目标不等式是________________________. 答案 1+12+13+…+12k +1-1<k +14.用数学归纳法证明“n 3+5n 能被6整除”的过程中,当n =k +1时,对式子(k +1)3+5(k +1)应变形为________________________. 答案 (k 3+5k )+3k (k +1)+6解析 采取配凑法,凑出归纳假设k 3+5k 来,(k +1)3+5(k +1)=k 3+3k 2+3k +1+5k +5=(k 3+5k )+3k (k +1)+6.5.用数学归纳法证明:当n 是非负整数时,34n +2+52n+1能被14整除.证明 (1)当n =0时,34n +2+52n +1=14,能被14整除. (2)假设当n =k (k ≥0,k ∈N )时,34k +2+52k +1能被14整除,则当n =k +1时,34(k+1)+2+52(k+1)+1=34k +6+52k +3=81×34k +2+25×52k +1 =25×(34k +2+52k +1)+56×34k +2.显然25×(34k +2+52k +1)是14的倍数,56×34k +2也是14的倍数,故34k +6+52k+3是14的倍数,即当n =k +1时,34(k+1)+2+52(k+1)+1能被14整除.综合(1)(2)知,当n 是非负整数时,34n +2+52n+1能被14整除.1.数学归纳法证明与正整数有关的命题,包括等式、不等式、数列问题、整除问题、几何问题等.2.证明问题的初始值n 0不一定为1,可根据题目要求和问题实际确定n 0.3.从n =k 到n =k +1要搞清“项”的变化,不论是几何元素,还是式子;一定要用到归纳假设.课时作业一、选择题1.用数学归纳法证明“2n >n 2+1对于n ≥n 0的自然数n 都成立”时,第一步证明中的起始值n 0应取( ) A .2 B .3 C .5 D .6答案 C解析 当n 取1、2、3、4时,2n >n 2+1不成立,当n =5时,25=32>52+1=26,第一个能使2n >n 2+1的n 值为5,故选C.2.用数学归纳法证明1+12+13+…+12n -1<n (n ∈N *,n >1)时,第一步应验证不等式( )A .1+12<2B .1+12+13<2C .1+12+13<3D .1+12+13+14<3答案 B解析 ∵n >1且n ∈N *,∴n 取的第一个值为n 0=2. ∴第一步应验证1+12+13<2,故选B.3.在应用数学归纳法证明凸n 边形的对角线为12n (n -3)条时,第一步检验n 等于( )A .1B .2C .3D .4 答案 C解析 凸n 边形边数最小时是三角形, 故第一步检验n =3.4.设n 为正整数,f (n )=1+12+13+…+1n ,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 .以上都不正确答案 C解析 由f (2)=32,f (22)=42,f (23)=52,f (24)=62,f (25)=72,可推测出f (2n )≥n +22.5.用数学归纳法证明不等式1+12+14+…+12n -1>12764(n ∈N *)成立,其初始值至少应取( )A .7B .8C .9D .10答案 B解析 左边=1+12+14+…+12n -1=1-12n1-12=2-12n -1,代入验证可知n 的最小值是8.6.用数学归纳法证明“n 3+(n +1)3+(n +2)3(n ∈N *)能被9整除”,要利用归纳假设证明当n =k +1时的情况,只需展开( ) A .(k +3)3 B .(k +2)3 C .(k +1)3 D .(k +1)3+(k +2)3答案 A解析 假设当n =k 时,原式能被9整除, 即k 3+(k +1)3+(k +2)3能被9整除.当n =k +1时,(k +1)3+(k +2)3+(k +3)3为了能用上面的归纳假设,只需将(k +3)3展开,让其出现k 3即可. 二、填空题7.用数学归纳法证明1+12+13+…+12n -1<n (n ∈N *,n >1)时,在第二步证明从n =k 到n =k+1不等式成立时,左边增加的项数为________. 答案 2k解析 项数为2k +1-2k =2k .8.用数学归纳法证明x n -y n 能被x +y 整除(n 为正奇数)时,假设n =k (k 为正奇数)时,命题成立,再证n =______时,命题也成立. 答案 k +29.设f (n )=1+12+13+…+13n -1(n ∈N *),那么f (n +1)-f (n )=______________.答案13n +13n +1+13n +210.用数学归纳法证明“凸n (n ≥3,n ∈N )边形的内角和公式”时,由n =k 到n =k +1时增加了________. 答案 180°解析 凸n 边形内角和为180°×(n -2),则180°×(k +1-2)-180°×(k -2)=180°. 三、解答题11.已知f (n )=(2n +7)×3n +9(n ∈N *),用数学归纳法证明f (n )能被36整除. 证明 (1)当n =1时,f (1)=(2+7)×3+9=36,能被36整除. (2)假设当n =k (k ∈N *)时,f (k )=(2k +7)×3k +9能被36整除, 则当n =k +1时,f (k +1)=[2(k +1)+7]×3k+1+9=(2k +7)×3k+1+2×3k+1+9=(2k +7)×3k ×3+2×3k +1+9=3[(2k +7)×3k +9]-27+2×3k +1+9=3[(2k +7)×3k +9]+18(3k -1-1).由于3k -1-1是2的倍数,故18(3k -1-1)能被36整除,即当n =k +1时,f (n )也能被36整除. 根据(1)和(2),可知对一切正整数n ,都有f (n )=(2n +7)×3n +9能被36整除.12.是否存在常数a 、b 、c ,使得等式1×22+2×32+3×42+…+n (n +1)2=n (n +1)12(an 2+bn+c )对一切正整数成立?并证明你的结论.解 假设存在a 、b 、c ,使题中等式对一切正整数成立, 则当n =1,2,3时,上式显然也成立, 可得⎩⎪⎨⎪⎧1×22=16(a +b +c ),1×22+2×32=12(4a +2b +c ),1×22+2×32+3×42=9a +3b +c ,解得a =3,b =11,c =10.下面用数学归纳法证明等式1×22+2×32+3×42+…+n (n +1)2=n (n +1)12(3n 2+11n +10)对一切正整数均成立.(1)当n =1时,命题显然成立.(2)假设当n =k (k ≥1,k ∈N *)时,命题成立, 即1×22+2×32+3×42+…+k (k +1)2 =k (k +1)12(3k 2+11k +10), 则当n =k +1时,有1×22+2×32+…+k (k +1)2+(k +1)(k +2)2 =k (k +1)12(3k 2+11k +10)+(k +1)(k +2)2 =k (k +1)12(k +2)(3k +5)+(k +1)(k +2)2 =(k +1)(k +2)12(3k 2+5k +12k +24)=(k +1)(k +2)12[3(k +1)2+11(k +1)+10].即当n =k +1时,等式也成立.由(1)(2)可知,对任何正整数n ,等式都成立.13.试比较2n +2与n 2的大小(n ∈N *),并用数学归纳法证明你的结论. 解 当n =1时,21+2=4>12, 当n =2时,22+2=6>22, 当n =3时,23+2=10>32, 当n =4时,24+2=18>42,由此可以猜想,2n +2>n 2(n ∈N *)成立. 下面用数学归纳法证明:①当n =1时,左边=21+2=4,右边=1,所以左边>右边,所以原不等式成立.当n =2时,左边=22+2=6,右边=22=4,所以左边>右边;当n =3时,左边=23+2=10,右边=32=9,所以左边>右边.②假设n =k (k ≥3且k ∈N *)时,不等式成立,即2k +2>k 2, 那么当n =k +1时,2k +1+2=2·2k +2=2(2k +2)-2>2k 2-2. 要证当n =k +1时结论成立,只需证2k 2-2≥(k +1)2, 即证k 2-2k -3≥0,即证(k +1)(k -3)≥0. 又因为k +1>0,k -3≥0,所以(k +1)(k -3)≥0. 所以当n =k +1时,结论成立. 由①②可知,n ∈N *时,2n +2>n 2. 四、探究与拓展14.用数学归纳法证明:对于任意正整数n ,(n 2-1)+2(n 2-22)+…+n (n 2-n 2)=n 2(n -1)(n +1)4.证明 (1)当n =1时,左边=12-1=0, 右边=12×(1-1)×(1+1)4=0,所以等式成立.(2)假设当n =k (k ∈N *)时等式成立,即(k 2-1)+2(k 2-22)+…+k (k 2-k 2)=k 2(k -1)(k +1)4.那么当n =k +1时,有[(k +1)2-1]+2[(k +1)2-22]+…+k ·[(k +1)2-k 2]+(k +1)[(k +1)2-(k +1)2]=(k 2-1)+2(k 2-22)+…+k (k 2-k 2)+(2k +1)(1+2+…+k ) =k 2(k -1)(k +1)4+(2k +1)k (k +1)2=14k (k +1)[k (k -1)+2(2k +1)] =14k (k +1)(k 2+3k +2) =(k +1)2[(k +1)-1][(k +1)+1]4.所以当n =k +1时等式成立. 由(1)(2)知,对任意n ∈N *等式成立.15.已知递增等差数列{a n }满足:a 1=1,且a 1,a 2,a 4成等比数列. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若不等式(1-12a 1)·(1-12a 2)·…·(1-12a n )≤m2a n +1对任意n ∈N *恒成立,试猜想出实数m 的最小值,并证明.解 (1)设数列{a n }的公差为d (d >0),由题意可知a 1·a 4=a 22,即1(1+3d )=(1+d )2,解得d =1或d =0(舍去).所以a n =1+(n -1)·1=n . (2)不等式等价于12·34·56·…·2n -12n ≤m2n +1,当n =1时,m ≥32; 当n =2时,m ≥358;而32>358,所以猜想,m 的最小值为32. 下面证不等式12·34·56·…·2n -12n ≤322n +1对任意n ∈N *恒成立.下面用数学归纳法证明:证明:①当n =1时,12≤323=12,命题成立.高中数学-打印版最新版高中数学 ②假设当n =k 时,不等式12·34·56·…·2k -12k ≤322k +1成立, 则当n =k +1时,12·34·56·…·2k -12k ·2k +12k +2≤322k +1·2k +12k +2, 只要证322k +1·2k +12k +2≤ 322k +3, 只要证2k +12k +2≤12k +3, 只要证2k +12k +3≤2k +2,只要证4k 2+8k +3≤4k 2+8k +4,只要证3≤4,显然成立.所以,对任意n ∈N *,不等式12·34·56·…·2n -12n ≤322n +1恒成立.。
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习题课二错误!
1.用反证法证明命题:“三角形三个内角中至少有一个不大于60°”时,应假设( )A.三个内角都不大于60°
B.三个内角都大于60°
C.三个内角至多有一个大于60°
D.三个内角至多有两个大于60°
解析:选B 假设结论不成立,即“三角形三个内角中至少有一个不大于60°”的否定为“三个内角都大于60°",故选B.
2.若三角形能分为两个与自己相似的三角形,那么这个三角形一定是( )
A.锐角三角形B.钝角三角形
C.直角三角形D.不能确定
解析:选C 直角三角形斜边上的高将直角三角形剖分为两个直角三角形,这两个直角三角形与原三角形都相似,故选C。
3.要证:a2+b2-1-a2b2≤0,只要证明( )
A.2ab-1-a2b2≤0
B.a2+b2-1-错误!≤0
C.错误!-1-a2b2≤0
D.(a2-1)(b2-1)≥0
解析:选D 因为a2+b2-1-a2b2≤0⇔(a2-1)(b2-1)≥0.故选D.
4.用反证法证明命题“设a,b为实数,则方程x3+ax+b=0至少有一个实根”时,要做的假设是()
A.方程x3+ax+b=0没有实根
B.方程x3+ax+b=0至多有一个实根
C.方程x3+ax+b=0至多有两个实根
D.方程x3+ax+b=0恰好有两个实根
解析:选A 至少有一个实根的否定是没有实根,故要做的假设是“方程x3+ax+b=0没有实根”.
5.来自英、法、日、德的甲、乙、丙、丁四位客人,刚好碰在一起.他们除懂本国语言外,每人还会说其他三国语言中的一种.有一种语言是三个人会说的,但没有一种语言四人都懂,现知道:①甲是日本人,丁不会说日语,但他俩能自由交谈;②四人中没有一个人既能用日语
交谈,又能用法语交谈;③乙、丙、丁交谈时,不能只用一种语言;④乙不会说英语,当甲与丙交谈时,他能做翻译.针对他们懂的语言,正确的推理是()
A.甲日德、乙法德、丙英法、丁英德
B.甲日英、乙日德、丙德法、丁日英
C.甲日德、乙法德、丙英德、丁英德
D.甲日法、乙英德、丙法德、丁法英
解析:选A 分析题目和选项,由①知,丁不会说日语,排除B选项;由②知,没有人既会日语又会法语,排除D选项;由③知乙、丙、丁不会同一种语言,排除C选项,故选A.
6.设a,b是两个实数,给出下列条件:
①a+b〉1;②a+b=2;③a+b>2;④a2+b2〉2;
⑤ab〉1.
其中能推出:“a,b中至少有一个大于1"的条件是()
A.②③B.①②③
C.③D.③④⑤
解析:选C 若a=错误!,b=错误!,则a+b〉1,
但a〈1,b<1,故①推不出;
若a=b=1,则a+b=2,故②推不出;
若a=-2,b=-3,则a2+b2〉2,故④推不出;
若a=-2,b=-3,则ab>1,故⑤推不出;
对于③,即a+b>2,则a,b中至少有一个大于1,
反证法:假设a≤1且b≤1,
则a+b≤2与a+b〉2矛盾,
因此假设不成立,a,b中至少有一个大于1.
7.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的,按照这样的规律放下去,至第七个叠放的图形中,小正方体木块总数就是。
解析:分别观察正方体的个数为:1,1+5,1+5+9,…
归纳可知,第n个叠放图形中共有n层,构成了以1为首项,以4为公差的等差数列,
所以S n=n+[n(n-1)×4]÷2=2n2-n,
所以S7=2×72-7=91.
答案:91
8.用数学归纳法证明:(n+1)+(n+2)+…+(n+n)=错误!(n∈N*)的第二步中,当n=k +1时等式左边与n=k时的等式左边的差等于________.
解析:当n=k+1时,左边=(k+2)+(k+3)+…+(2k+2);当n=k时,左边=(k+1)+(k+2)+…+2k,其差为(2k+1)+(2k+2)-(k+1)=3k+2.
答案:3k+2
9.有三张卡片,分别写有1和2,1和3,2和3.甲,乙,丙三人各取走一张卡片,甲看了乙的卡片后说:“我与乙的卡片上相同的数字不是2”,乙看了丙的卡片后说:“我与丙的卡片上相同的数字不是1”,丙说:“我的卡片上的数字之和不是5”,则甲的卡片上的数字是________.
解析:法一:由题意得丙的卡片上的数字不是2和3。
若丙的卡片上的数字是1和2,则由乙的说法知乙的卡片上的数字是2和3,则甲的卡片上的数字是1和3,满足题意;
若丙的卡片上的数字是1和3,则由乙的说法知乙的卡片上的数字是2和3,则甲的卡片上的数字是1和2,不满足甲的说法.
故甲的卡片上的数字是1和3。
法二:因为甲与乙的卡片上相同的数字不是2,所以丙的卡片上必有数字2。
又丙的卡片上的数字之和不是5,所以丙的卡片上的数字是1和2。
因为乙与丙的卡片上相同的数字不是1,所以乙的卡片上的数字是2和3,所以甲的卡片上的数字是1和3。
答案:1和3
10.已知|x|≤1,|y|≤1,用分析法证明:|x+y|≤|1+xy|.
证明:要证|x+y|≤|1+xy|,
即证(x+y)2≤(1+xy)2,
即证x2+y2≤1+x2y2,
即证(x2-1)(1-y2)≤0,
因为|x|≤1,|y|≤1,
所以x2-1≤0,1-y2≥0,
所以(x2-1)(1-y2)≤0,不等式得证.
11.设函数f(x)=e x ln x+错误!,证明:f(x)〉1.
证明:由题意知f(x)〉1等价于x ln x>x e-x-错误!.
设函数g(x)=x ln x,则g′(x)=1+ln x.
所以当x∈错误!时,g′(x)〈0;
当x∈错误!时,g′(x)〉0.
故g(x)在错误!上单调递减,在错误!上单调递增,
从而g(x)在(0,+∞)上的最小值为g错误!=-错误!。
设函数h(x)=x e-x-错误!,则h′(x)=e-x(1-x).
所以当x∈(0,1)时,h′(x)>0;当x∈(1,+∞)时,h′(x)<0.故h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
从而h(x)在(0,+∞)上的最大值为h(1)=-错误!.
综上,当x>0时,g(x)〉h(x),即f(x)〉1。
12.各项都为正数的数列{a n}满足a1=1,a错误!-a错误!=2. (1)求数列{a n}的通项公式;
(2)求证:错误!+错误!+…+错误!≤错误!对一切n∈N*恒成立.解:(1)∵a错误!-a错误!=2,
∴数列{a错误!}为首项为1,公差为2的等差数列,
∴a错误!=1+(n-1)·2=2n-1,
又a n〉0,则a n=错误!.
(2)证明:由(1)知,即证1+错误!+…+错误!≤错误!。
①当n=1时,左边=1,右边=1,所以不等式成立.
当n=2时,左边〈右边,所以不等式成立.
②假设当n=k(k≥2,k∈N*)时不等式成立,
即1+错误!+…+错误!≤错误!,
当n=k+1时,
左边=1+错误!+…+错误!+错误!≤错误!+错误!
<2k-1+错误!
=错误!+错误!
=错误!=错误!.
所以当n=k+1时不等式成立.
由①②知对一切n∈N*不等式恒成立.。