2015高考数学(理)一轮复习考点突破课件:12.4直接证明与间接证明

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2 2
1 a +a2+4≥
2
1 1 a +2+a2+2 2a+a+2,
从而只要证 2 只要证
1 1 a +a2≥ 2a+a,
2
1 2 1 1 2 2 4 a +a2 ≥2 a +2+a2 ,即 a +a2≥2,
而上述不等式显然成立,故原不等式成立.
针对训练 2.已知 a>0,求证: 证明:要证 只要证
2 2
1 1 a +a2- 2≥a+a-2.
2
1 1 a +a2- 2≥a+a-2, 1 1 a +a2+2≥a+a+ 2.
1 1 2 a + 2+2 ≥a+a+ 22, a
2
∵a>0,故只要证
1 即 a +a2+4
题型三
反证法的应用 x-2 (2014· 金华模拟)已知函数 f(x)=a + (a>1). x+1
x
(1)证明:函数 f(x)在(-1,+∞)上为增函数; (2)用反证法证明方程 f(x)=0 没有负数根.
【证明】
(1)任取 x1,x2∈(-1,+∞),
不妨设 x1<x2,则 x2-x1>0. ∵a>1, ∴ax2-x1>1 且 ax1>0, ∴ax2-ax1=ax1(ax2-x1-1)>0. 又∵x1+1>0,x2+1>0, x2-2 x1-2 ∴ - x2+1 x1+1 x2-2x1+1-x1-2x2+1 = x1+1x2+1
• 2.从考查形式看,题型主要以解答题为主,并且注重
与其他知识交汇在一起命题.
• 1.直接证明 • (1)综合法 • ①定义:利用已知条件和某些数学定义、公理、定理等,
经过一系列的 ,最后推导出所要证明的结论 推理论证 ,这种证明方法叫做综合法. 成立
②框图表示: P⇒Q1 → Q1⇒Q2 → Q2⇒Q3 →„→ Qn⇒Q (其中 P 表示已知条件、已有的定义、公理、定理等,Q 表示要证 明的结论).

1 1 令 A=d1-2d,B=b1-d1-a+2d,D=c(d1-b1),则对于所有的 n ∈N*,有 An3+Bn2+cd1n=D.(*) 在(*)式中分别取 n=1,2,3,4,得
A+B+cd1=8A+4B+2cd1=27A+9B+3cd1=64A+16B+4cd1, 7A+3B+cd1=0, 从而有19A+5B+cd1=0, 21A+5B+cd =0, 1 ① ② 10 分 ③
解析:易知 f(x)= ex+x-a在定义域内是增函数, 由 f(f(b))=b,猜想 f(b)=b. 反证法:若 f(b)>b,则 f(f(b))>f(b)>b,与题意不符, 若 f(b)<b,则 f(f(b))<f(b)<b,与题意也不符, 故 f(b)=b, 即 f(x)=x 在[0,1]上有解. ∴ ex+x-a=x,
【规范解答】
n-1 Sn (1)由 c=0,得 bn= n =a+ 2 d.
又因为 b1,b2,b4 成等比数列,所以 b2 2=b1b4,
d2 3 即a+2 =aa+2d,化简得
d2-2ad=0.4 分
因为 d≠0,所以 d=2a. 因此,对于所有的 m∈N*,有 Sm=m2a. 从而对于所有的 k,n∈N*, 有 Snk=(nk)2a=n2k2a=n2Sk.6 分
(2)设数列{bn}的公差是 d1,则 bn=b1+(n-1)d1, nSn 即 2 =b1+(n-1)d1,n∈N*,代入 Sn 的表达式,整理得,对于 n +c 所有的 n∈N*,有
1 3 1 2 d1- dn +b1-d1-a+ dn +cd1n=c(d1-b1).8 2 2
1 1 解:(1)由题设 - =1, 1-an+1 1-an
1 得 1-a 是公差为 n
1 的等差数列.
1 1 1 又 =1,故 =n.所以 an=1-n. 1-a1 1-an (2)证明:由(1)得 1- an+1 n+1- n 1 1 bn= = = - , n n n+1· n n+1
x1+x2 1 【证明】 要证2[f(x1)+f(x2)]>f 2 ,
x1+x2 1 即证明 (tan x1+tan x2)>tan , 2 2 x1+x2 1 sin x1 sin x2 只需证明 cos x +cos x >tan , 2 2 1 2 sinx1+x2 sinx1+x2 只需证明2cos x cos x > . 1 + cos x + x 1 2 1 2 由于
Sn= bk= k =1 k =1

n

n
1 1 1 - =1- <1. k k+1 n+1
题型二 分析法的应用 已知函数 f(x)=tan x1≠x2,
x1+x2 1 求证: [f(x1)+f(x2)]>f 2 . 2 π π x,x∈0,2,若 x1,x2∈0,2,且
• 【归纳提升】 综合法往往以分析法为基础,是分析法的
逆过程,但更要注意从有关不等式的定理、结论或题设条 件出发,根据不等式的性质推导证明.
针对训练 1 1 1.设数列{an}满足 a1=0 且 - =1. 1-an+1 1-an (1)求{an}的通项公式;
n 1- an+1 (2)设 bn= ,记 Sn= bk,证明:Sn<1. n k=1
题型一 综合法的应用 a2 b2 c2 设 a,b,c>0,证明: b + c 0,根据基本不等式,有 b +b≥2a, c + c2 c≥2b, a +a≥2c. a2 b2 c2 三式相加: + + +a+b+c≥2(a+b+c).当且仅当 a=b b c a =c
• 2.间接证明 • 反证法:假设原命题 不成立 ,经过正确的推理,最后得
出 ,因此说明假设错误,从而证明了原命题成立,这 矛盾 样的证明方法叫做反证法.

时,应假设
对点演练
• 用反证法证明命题“三角形三个内角至少有一个不大于60°”
• (
)
• • • •
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°
a=ex-x2+x, 令 g(x)=ex-x2+x,g′(x)=ex-2x+1=(ex+1)-2x, 当 x∈[0,1]时, ex+1≥2,2x≤2, g′(x)≥0,∴g(x)在[0,1]上是增函数, ∴g(0)≤g(x)≤g(1)⇒1≤g(x)≤e, 即 1≤a≤e,故选 A. 答案:A
满分指导:证明题的答题技巧 【典例】 (满分 12 分)(2013· 江苏)设{an}是首项为 a,公差为 d 的 nSn 等差数列(d≠0),Sn 是其前 n 项的和.记 bn= 2 ,n∈N*, n +c 其中 c 为实数. (1)若 c=0,且 b1,b2,b4 成等比数列,证明:Snk=n2Sk(k,n ∈N*); (2)若{bn}是等差数列,证明:c=0.
(2)分析法 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框图表示: Q⇐P1 → P1⇐P2 → P2⇐P3 →„→ 得到一个明显成立的条件 .

对点演练
• • • •
5.反证法证明问题的一般步骤
(1)反设:假定所要证的结论不成立,而设结论的反面 (否定命题)成立;(否定结论)
(2)归谬:将“反设”作为条件,由此出发经过正确的 推理,导出矛盾——与已知条件、已知的定义、公理、定 理及明显的事实矛盾或自相矛盾;(推导矛盾) (3) 立论:因为推理正确,所以产生矛盾的原因在于 “反设”的谬误.既然原命题结论的反面不成立,从而 肯定了原命题成立.(命题成立)
3x2-x1 = >0, x1+1x2+1 x2-2 x1-2 于是 f(x2)-f(x1)=ax2-ax1+ - >0, x2+1 x1+1 故函数 f(x)在(-1,+∞)上为增函数. (另解:可以利用导数证明)
x0-2 (2)假设存在 x0<0(x0≠-1)满足 f(x0)=0,则 ax0=- . x0+1 ∵a>1,∴0<ax0<1, x0-2 1 ∴0<- <1,即2<x0<2,与假设 x0<0 相矛盾,故方程 f(x) x0+1 =0 没有负数根.
第4课时
直接证明与间接证明
• (一)考纲点击 • 1.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及特点.
• 2.了解间接证明的一种基本方法 ——反证法.了解反证法
的思考过程及特点.
• (二)命题趋势 • 1.从考查内容看,本考点是历年高考的必考内容,主
要考查证明中的综合法和反证法,分析法一般不会单独 命题.
• 3.用分析法证明数学问题时,要注意书写格式的规范性,
常常用“要证(欲证)„”“即要证„”“就要证„” 等分 析到一个明显成立的结论P,再说明所要证明的数学问题 成立.
• 4.利用反证法证明数学问题时,要假设结论错误,并用
假设命题进行推理,没有用假设命题推理而推出矛盾结果, 其推理过程是错误的.
• 解析:因为“至少有一个”的反面是“一个也没有”,所
以 “ 三角形三个内角至少有一个不大于 60°” 的否定是 “三角形三个内角一个也没有不大于60°”,即“三个内 角都大于60°”,故选B.
• 答案:B
• •
1.综合法证明问题是由因导果,分析法证明问题是 执果索因. 2.分析法与综合法相辅相成,对较复杂的问题,常 常先从结论进行分析,寻求结论与条件、基础知识之 间的关系,找到解决问题的思路,再运用综合法证明, 或者在证明时将两种方法交叉使用.
由②③得 A=0,cd1=-5B,代入方程①,得 B=0,从而 cd1=0, 1 1 即 d1-2d=0,b1-d1-a+2d=0,cd1=0. 1 若 d1=0,则由 d1-2d=0,得 d=0,与题设矛盾,所以 d1≠0.又 因为 cd1=0,所以 c=0.12 分
π x1、x2∈0,2,故 x1+x2∈(0,π).
∴cos x1cos x2>0,sin(x1+x2)>0,
1+cos(x1+x2)>0, 故只需证明 1+cos(x1+x2)>2cos x1cos x2, 即证 1+cos x1cos x2-sin x1sin x2>2cos x1cos x2, 即证:cos(x1-x2)<1. 这由
π x1、x2∈0,2,x1≠x2 知上式是显然成立的.
x1+x2 1 因此,2[f(x1)+f(x2)]>f 2 .
• 【归纳提升】 分析法的特点和思路是“执果索因”,即
从“未知”看“需知”,逐步靠拢“已知”或本身已经成 立的定理、性质或已经证明成立的结论等,运用分析法必 须考虑条件的必要性是否成立.通常采用“欲证—只需证— 已知”的格式,在表达中要注意叙述形成的规范性.
• (1)下列表述:①综合法是由因导果法;②综合法是顺推法;
③分析法是执果索因法;④分析法是逆推法;⑤反证法是间 接证法.其中正确的有
• (
)
• A.2个 B.3个 • C.4个 D.5个 • 解析: 由分析法、综合法、证明法的定义知①②③④⑤正
确.
• 答案:D
(2)要证明“ 3+ 7<2 5”可选择的方法有以下几种,其中最合 理的是________.(填序号) ①反证法,②分析法,③综合法. 答案:②
【归纳提升】
结论若是“都是”“都不是”“至多”“至少”
形式的不等式, 或直接从正面入手难以寻觅解题的突破口的问题, 宜考虑使用反证法.用反证法证明命题时,推导出的矛盾可能多 种多样.有的与已知矛盾,有的与假设矛盾,有的与已知事实相 违背等等,推导出的矛盾必须是明显的.
针对训练 3.(2013· 四川)设函数 f(x)= ex+x-a(a∈R,e 为自然对数的底 数).若存在 b∈[0,1]使 f(f(b))=b 成立,则 a 的取值范围是 ( A.[1,e] C.[e,1+e] B.[1,1+e] D.[0,1] )
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