第一篇:2014屆高考數(shù)學(xué)(山東專用理科)一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案第十二章算法初步、推理與證明、復(fù)數(shù)12.4直接證明與間接證明
12.4 直接證明與間接證明 考綱要求
1.了解直接證明的兩種基本方法——分析法和綜合法;了解分析法和綜合法的思考過程、特點.
2.了解間接證明的一種基本方法——反證法;了解反證法的思考過程、特點.
1.直接證明中最基本的兩種證明方法是______和______.
2.綜合法是利用已知條件和某些數(shù)學(xué)定義、定理、公理等,經(jīng)過一系列的推理論證,最后推導(dǎo)出所要證明的結(jié)論成立.綜合法又叫________.
3.分析法是從要證明的結(jié)論出發(fā),逐步尋求使它成立的充分條件,直至最后,把要證明的結(jié)論歸結(jié)為判定一個明顯成立的條件(已知條件、定理、定義、公理等).分析法又叫________.
4.反證法:假設(shè)原命題______(即在原命題的條件下,結(jié)論不成立),經(jīng)過正確的推理,最后得出矛盾,因此說明________,從而證明了__________,這樣的證明方法叫反證法. 應(yīng)用反證法證明數(shù)學(xué)命題,一般有下面幾個步驟:
第一步,分清命題“p→q”的__________;
第二步,作出與命題結(jié)論q相矛盾的假設(shè)____;
第三步,由p與?q出發(fā),應(yīng)用正確的推理方法,推出矛盾結(jié)果;
第四步,斷定產(chǎn)生矛盾結(jié)果的原因在于開始所作的假設(shè)?q不真,于是原結(jié)論q成立,從而間接地證明了命題p→q為真.
1.分析法是從要證明的結(jié)論出發(fā),逐步尋找使結(jié)論成立的().
A.充分條件B.必要條件
C.充要條件D.等價條件
2.用反證法證明命題“三角形的三個內(nèi)角至少有一個不大于60°”時,應(yīng)假設(shè)().
A.三個內(nèi)角都不大于60°
B.三個內(nèi)角都大于60°
C.三個內(nèi)角至多有一個大于60°
D.三個內(nèi)角至多有兩個大于60°
23.設(shè)t=a+2b,s=a+b+1,則下列關(guān)于t和s的大小關(guān)系中正確的是().
A.t>sB.t≥s
C.t<sD.t≤s
4.命題“對于任意角θ,cos4θ-sin4θ=cos 2θ”的證明:cos4θ-sin4θ=(cos2θ-sin2θ)(cos2θ+sin2θ)=cos2θ-sin2θ=cos 2θ過程應(yīng)用了().
A.分析法
B.綜合法
C.綜合法、分析法綜合應(yīng)用
D.間接證明法
5.因為某種產(chǎn)品的兩種原料相繼提價,所以生產(chǎn)者決定對產(chǎn)品分兩次提價,現(xiàn)在有三種提價方案:
方案甲:第一次提價p%,第二次提價q%;
方案乙:第一次提價q%,第二次提價p%;
p+qp+q方案丙:第一次提價,第二次提價%,2
2其中p>q>0.比較上述三種方案,提價最多的是().
A.甲B.乙
C.丙D.一樣多
一、綜合法
【例1】如圖,四邊形ABCD是正方形,PB⊥平面ABCD,MA⊥平面ABCD,PB=AB=2MA.求證:
(1)平面AMD∥平面BPC;(2)平面PMD⊥平面PBD. 方法提煉
1.綜合法是“由因?qū)Ч保菑囊阎獥l件出發(fā),順著推證,經(jīng)過一系列的中間推理,最后導(dǎo)出所證結(jié)論的真實性.用綜合法證明題的邏輯關(guān)系是:A?B1?B2?…?Bn?B(A為已知條件或數(shù)學(xué)定義、定理、公理,B為要證結(jié)論),它的常見書面表達(dá)是“∵,∴”或“?”.
2.利用綜合法證不等式時,是以基本不等式為基礎(chǔ),以不等式的性質(zhì)為依據(jù),進(jìn)行推理論證的.因此,關(guān)鍵是找到與要證結(jié)論相匹配的基本不等式及其不等式的性質(zhì).
3.綜合法是一種由因?qū)Ч淖C明方法,其邏輯依據(jù)是三段論式的演繹推理方法,這就是保證前提正確,推理合乎規(guī)律,才能保證結(jié)論的正確性.
請做演練鞏固提升
1二、分析法
【例2】已知△ABC三邊a,b,c的倒數(shù)成等差數(shù)列,證明:B為銳角. 方法提煉
1.分析法是“執(zhí)果索因”,它是從要證的結(jié)論出發(fā),倒著分析,逐漸地靠近已知. 2.用分析法證“若P,則Q”這個命題的模式是:
為了證明命題Q為真,這只需證明命題P1為真,從而有?? 這只需證明命題P2為真,從而有?? ??
這只需證明命題P為真.
而已知P為真,故Q必為真.
提醒:用分析法證題時,一定要嚴(yán)格按格式書寫,否則極易出錯.
3.在解決問題時,我們經(jīng)常把綜合法和分析法結(jié)合起來使用,根據(jù)條件的結(jié)構(gòu)特點去轉(zhuǎn)化結(jié)論,得到中間結(jié)論Q;根據(jù)結(jié)論的結(jié)構(gòu)特點去轉(zhuǎn)化條件,得到中間結(jié)論P,若由P可以推出Q成立,就可以證明結(jié)論成立.一般情況下,用分析法尋找思路,用綜合法完成證明.
請做演練鞏固提升
4三、反證法
【例3】設(shè){an}是公比為q的等比數(shù)列,Sn是它的前n項和.(1)求證:數(shù)列{Sn}不是等比數(shù)列;(2)數(shù)列{Sn}是等差數(shù)列嗎?為什么? 方法提煉
反證法是間接證明問題的一種常用方法,它不是從已知條件去直接證明結(jié)論,而是先否定結(jié)論,在否定結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)行演繹推理,導(dǎo)出矛盾,從而肯定結(jié)論的真實性.用反證法證明要把握三點:(1)反設(shè):必須先否定結(jié)論,即肯定結(jié)論的反面;(2)歸謬:必須從否定結(jié)論進(jìn)行推理,即應(yīng)把結(jié)論的反面作為條件,且必須依據(jù)這一條件進(jìn)行推證.推導(dǎo)出的矛盾可能多種多樣,有的與已知矛盾,有的與假設(shè)矛盾,有的與已知事實矛盾等,但推導(dǎo)出的矛盾必須是明顯的;(3)結(jié)論:因為推理正確,所以產(chǎn)生矛盾的原因在于“反設(shè)”的謬誤,既然結(jié)
論的反面不成立,從而肯定了結(jié)論成立.
請做演練鞏固提升
證明類問題中的新情景問題
【典例】設(shè)f(x),g(x),h(x)是R上的任意實數(shù)函數(shù),如下定義兩個函數(shù)(f°g)(x)和(f·g)(x):對任意x∈R,(f°g)(x)=f(g(x)),(f·g)(x)=f(x)g(x).則下列等式恒成立的是().
A.((f°g)·h)(x)=((f·h)°(g·h))(x)B.((f·g)°h)(x)=((f°h)·(g°h))(x)C.((f°g)°h)(x)=((f°h)°(g°h))(x)D.((f·g)·h)(x)=((f·h)·(g·h))(x)
解析:((f·g)°h)(x)=(f·g)(h(x))=f(h(x))g(h(x))
=(f°h)(x)(g°h)(x)=((f°h)·(g°h))(x). 答案:B
答題指導(dǎo):對于此類新情景下的新定義問題需要做好以下幾點: 1.充分理解題意,理解定義是解題的關(guān)鍵.
2.若是選擇、填空題建議以特例理解新定義,可以化難為易、化繁為簡.
3.“按規(guī)則要求辦事”,即新定義如何要求就如何去做,此法雖然可能會繁瑣,但只要理解透徹,運算得當(dāng)也能解決問題.
1.(2012浙江紹興模擬)設(shè)a=lg 2+lg 5,b=e(x<0),則a與b的大小關(guān)系為(). A.a(chǎn)>bB.a(chǎn)<b C.a(chǎn)=bD.a(chǎn)≤b
2.(2012山師大附中模擬)用反證法證明某命題時,對結(jié)論:“自然數(shù)a,b,c中恰有一個偶數(shù)”正確的反設(shè)為().
A.a(chǎn),b,c中至少有兩個偶數(shù)
B.a(chǎn),b,c中至少有兩個偶數(shù)或都是奇數(shù) C.a(chǎn),b,c都是奇數(shù) D.a(chǎn),b,c都是偶數(shù)
3.若函數(shù)F(x)=f(x)+f(-x)與G(x)=f(x)-f(-x),其中f(x)的定義域為R,且f(x)不恒為零,則().
A.F(x)、G(x)均為偶函數(shù)
B.F(x)為奇函數(shù),G(x)為偶函數(shù) C.F(x)與G(x)均為奇函數(shù)
D.F(x)為偶函數(shù),G(x)為奇函數(shù)
x
4.已知a,b∈(0,+∞),求證:(a3+b)<(a2?b)
133
122
.參考答案
基礎(chǔ)梳理自測 知識梳理
1.綜合法 分析法
2.順推證法或由因?qū)Ч?3.遞推證法或執(zhí)果索因法
4.不成立 假設(shè)錯誤 原命題成立 條件和結(jié)論 ?q 基礎(chǔ)自測 1.A 2.B
3.D 解析:∵s-t=a+b2+1-a-2b=(b-1)2≥0,∴s≥t.4.B 解析:因為證明過程是“從左往右”,即由條件?結(jié)論. 5.C 解析:設(shè)產(chǎn)品的原價為a,則按方案甲可得提價后的價格為A=a(1+p%)·(1+q%);按方案乙可得提價后的價格為B=a(1+q%)(1+p%)=A;按方案丙可得提價后的價格為
p+q??p+q?
C=a?1+1+
22????p+q?2
=a?1+%,2??
p+q?2a
則C-B=a?1+-a(1+p%)(1+q%)=(p%-q%)2>0,故應(yīng)選C.42??
考點探究突破
【例1】證明:(1)因為PB⊥平面ABCD,MA⊥平面ABCD,所以PB∥MA.因為PB?平面BPC,MA?平面BPC,所以MA∥平面BPC.同理,DA∥平面BPC.又MA?平面AMD,AD?平面AMD,MA∩AD=A,所以平面AMD∥平面BPC.(2)連接AC,設(shè)AC∩BD=E,取PD的中點F,連接EF,MF
.因為四邊形ABCD為正方形,所以E為BD的中點. 因為F為PD的中點,所以EFPB.21
又AM∥PB,所以四邊形AEFM為平行四邊形. 所以MF∥AE.因為PB⊥平面ABCD,AE?平面ABCD,所以PB⊥AE.所以MF⊥PB.因為四邊形ABCD為正方形,所以AC⊥BD.所以MF⊥BD.所以MF⊥平面PBD.又MF?平面PMD,所以平面PMD⊥平面PBD.【例2】證明:要證明B為銳角,根據(jù)余弦定理,a2+c2-b2
也就是證明cos B=0,2ac
即需證a2+c2-b2>0.由于a2+c2-b2≥2ac-b2,要證a2+c2-b2>0.只需證2ac-b>0.∵a,b,c的倒數(shù)成等差數(shù)列,112
∴,即2ac=b(a+c). acb
∴要證2ac-b2>0,只需證b(a+c)-b2>0,即證b(a+c-b)>0.上述不等式顯然成立. ∴B必為銳角.
【例3】(1)證明:若{Sn}是等比數(shù)列,則S22=S1·S3,即a12(1+q)2=a1·a1(1+q+q2),∵a1≠0,∴(1+q)2=1+q+q2,解得q=0,這與q≠0相矛盾,故數(shù)列{Sn}不是等比數(shù)列.
(2)解:當(dāng)q=1時,{Sn}是等差數(shù)列.
當(dāng)q≠1時,{Sn}不是等差數(shù)列.假設(shè)q≠1時,S1,S2,S3成等差數(shù)列,即2S2=S1+S3,2a1(1+q)=a1+a1(1+q+q).
由于a1≠0,∴2(1+q)=2+q+q2,即q=q2,∵q≠1,∴q=0,這與q≠0相矛盾.
綜上可知,當(dāng)q=1時,{Sn}是等差數(shù)列;當(dāng)q≠1時,{Sn}不是等差數(shù)列. 演練鞏固提升
1.A 解析:∵a=lg 2+lg 5=lg 10=1,而b=ex<e0=1,故a>b.2.B 解析:“恰有一個偶數(shù)”的對立面是“沒有偶數(shù)或至少有兩個偶數(shù)”.
3.D 解析:由F(x)=f(x)+f(-x),G(x)=f(x)-f(-x)知F(x)=F(-x),G(-x)+G(x)=0.4.證明:因為a,b∈(0,+∞),要證原不等式成立,只需證[(a?b)]<[(a?b)]即證(a3+b3)2<(a2+b2)3,即證a6+2a3b3+b6<a6+3a4b2+3a2b4+b6,只需證2a3b3<3a4b2+3a2b4.因為a,b∈(0,+∞),所以即證2ab<3(a2+b2).
而a2+b2≥2ab,3(a2+b2)≥6ab>2ab成立,所以(a?b)<(a?b).133
122
1336
1226,
第二篇:2014屆高考數(shù)學(xué)一輪必備考情分析學(xué)案:13.2《直接證明與間接證明》
13.2直接證明與間接證明
考情分析
1.在歷年的高考中,證明方法是常考內(nèi)容,考查的主要方式是對它們原理的理解和用法.難度多為中檔題,也有高檔題.
2.從考查形式上看,主要以不等式、立體幾何、解析幾何、函數(shù)與方程、數(shù)列等知識為載體,考查綜合法、分析法、反證法等方法.
基礎(chǔ)知識
1.直接證明
(1)綜合法
①定義:利用已知條件和某些數(shù)學(xué)定義、公理、定理等,經(jīng)過一系列的推理論證,最后推導(dǎo)出所要證明的結(jié)論成立,這種證明方法叫做綜合法. ②框圖表示:P?Q1→Q1?Q2→Q2?Q3→?→Qn?Q
(其中P表示已知條件、已有的定義、公理、定理等,Q表示要證的結(jié)論).
(2)分析法
①定義:從要證明的結(jié)論出發(fā),逐步尋求使它成立的充分條件,直至最后,把要證明的結(jié)論歸結(jié)為判定一個明顯成立的條件(已知條件、定理、定義、公理等)為止.這種證明方法叫做分析法.
②框圖表示:Q?P1→P1?P2→P2?P3→?→
得到一個明顯成立的條件.2.間接證明
一般地,由證明p?q轉(zhuǎn)向證明:綈q?r???t.t與假設(shè)矛盾,或與某個真命題矛盾.從而判定綈q為假,推出q為真的方法,叫做反證法. 注意事項 1.綜合法與分析法的關(guān)系
分析法與綜合法相輔相成,對較復(fù)雜的問題,常常先從結(jié)論進(jìn)行分析,尋求結(jié)論與條件、基礎(chǔ)知識之間的關(guān)系,找到解決問題的思路,再運用綜合法證明,或者在證明時將兩種方法交叉使用.
2.(1)利用反證法證明數(shù)學(xué)問題時,要假設(shè)結(jié)論錯誤,并用假設(shè)命題進(jìn)行推理,沒有用假設(shè)命題推理而推出矛盾結(jié)果,其推理過程是錯誤的.
(2)用分析法證明數(shù)學(xué)問題時,要注意書寫格式的規(guī)范性,常常用“要證(欲證)?”“即要證?”“就要證?”等分析到一個明顯成立的結(jié)論P,再說明所要證明的數(shù)學(xué)問題成立. 題型一 綜合法的應(yīng)用
a2b2c
2【例1】?設(shè)a,b,c>0,證明:bcaa+b+c.證明 ∵a,b,c>0,根據(jù)均值不等式,a2b2c2
有bb≥2a,cc≥2b,aa≥2c.a2b2c2
三式相加:bcaa+b+c≥2(a+b+c).當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c時取等號. a2b2c2
即bcaa+b+c.1
1【變式1】 設(shè)a,b為互不相等的正數(shù),且a+b=1,證明:a+b>4.11?11?ba證明 a+b=?a+b?·(a+b)=2+ab2+2=4.??11
又a與b不相等.故a+b>4.題型二 分析法的應(yīng)用
?a+mb?2a2+mb2
?≤【例2】?已知m>0,a,b∈R,求證:?.1+m?1+m?證明 ∵m>0,∴1+m>0.所以要證原不等式成立,只需證明(a+mb)2≤(1+m)(a2+mb2),即證m(a2-2ab+b2)≥0,即證(a-b)2≥0,而(a-b)2≥0顯然成立,故原不等式得證.
【變式2】 已知a,b,m都是正數(shù),且a<b.a+ma求證:.b+mb證明 要證明
a+ma
>,由于a,b,m都是正數(shù),b+mb
只需證a(b+m)<b(a+m),只需證am<bm,由于m>0,所以,只需證a<b.已知a<b,所以原不等式成立.
(說明:本題還可用作差比較法、綜合法、反證法)題型三 反證法的應(yīng)用
x-
2【例3】已知函數(shù)f(x)=a+(a>1).
x+
1x
(1)證明:函數(shù)f(x)在(-1,+∞)上為增函數(shù).(2)用反證法證明f(x)=0沒有負(fù)根.
證明(1)法一 任取x1,x2∈(-1,+∞),不妨設(shè)x1<x2,則x2-x1>0,ax2-x1>1,且ax1>0.x2-2x1-2
所以ax2-ax1=ax1(ax2-x1-1)>0.又因為x1+1>0,x2+1>0,所以x2+1x1+1?x2-2??x1+1?-?x1-2??x2+1?3?x2-x1?=0,?x2+1??x1+1??x2+1??x1+1?x2-2x1-2
于是f(x2)-f(x1)=ax2-ax1+0,x2+1x1+1故函數(shù)f(x)在(-1,+∞)上為增函數(shù). 法二 f′(x)=axln a+
0,?x+1?∴f(x)在(-1,+∞)上為增函數(shù).
x0-2
(2)假設(shè)存在x0<0(x0≠-1)滿足f(x0)=0,則ax0=-,又0<ax0<1,所以
x0+1x0-210<1,即2<x0<2,與x0<0(x0≠-1)假設(shè)矛盾.故f(x0)=0沒有負(fù)根.
x0+1【變式3】 已知a,b為非零向量,且a,b不平行,求證:向量a+b與a-b不平行.
證明 假設(shè)向量a+b與a-b平行,即存在實數(shù)λ使a+b=λ(a-b)成立,則(1-λ)a+(1+λ)b=0,∵a,b不平行,?1-λ=0,?λ=1,∴?得? 1+λ=0,λ=-1,??
所以方程組無解,故假設(shè)不成立,故原命題成立.重難點突破
【例4】設(shè)直線l1:y=k1x+1,l2:y=k2x-1,其中實數(shù)k1,k2滿足k1k2+2=0.(1)證明l1與l2相交;
(2)證明l1與l2的交點在橢圓2x2+y2=1上.證明(1)假設(shè)l1與l2不相交,則l1與l2平行或重合,有k1=k2,代入k1k2+2=0,得k21+2=0.這與k1為實數(shù)的事實相矛盾,從而k1≠k2,即l1與l2相交. ?y=k1x+1,(2)由方程組?
?y=k2x-1,?x=
?k2-k1,解得交點P的坐標(biāo)(x,y)為?k2+k1
??y=k2-k1.?2?2?k2+k1?2
? 從而2x+y=2?k-k?+?
?21??k2-k1?
8+k2k22+k1+2k1k21+k2+4=1,k2+k1-2k1k2k1+k2+
4此即表明交點P(x,y)在橢圓2x2+y2=1上.
鞏固提高
1. pab+cd,qma+ncmnm、n、a、b、c、d均為正數(shù)),則p、q的大小為().
A.p≥qB.p≤qC.p>qD.不確定
解析 q=
madnbc
ab+nmcdab+2abcd+cd
madabc
ab+cd=p,當(dāng)且僅當(dāng)nm時取等號. 答案 B
2.設(shè)a=lg 2+lg 5,b=ex(x<0),則a與b大小關(guān)系為().A.a(chǎn)>bC.a(chǎn)=b
B.a(chǎn)<b D.a(chǎn)≤b
解析 a=lg 2+lg 5=1,b=ex,當(dāng)x<0時,0<b<1.∴a>b.答案 A
3.否定“自然數(shù)a,b,c中恰有一個偶數(shù)”時,正確的反設(shè)為(). A.a(chǎn),b,c都是奇數(shù) B.a(chǎn),b,c都是偶數(shù) C.a(chǎn),b,c中至少有兩個偶數(shù)
D.a(chǎn),b,c中至少有兩個偶數(shù)或都是奇數(shù)
解析 ∵a,b,c恰有一個偶數(shù),即a,b,c中只有一個偶數(shù),其反面是有兩個或兩個以上偶數(shù)或沒有一個偶數(shù)即全都是奇數(shù),故只有D正確. 答案 D
4.設(shè)a、b∈R,若a-|b|>0,則下列不等式中正確的是().A.b-a>0B.a(chǎn)3+b3<0C.a(chǎn)2-b2<0D.b+a>0 解析 ∵a-|b|>0,∴|b|<a,∴a>0,∴-a<b<a,∴b+a>0.答案 D
5.在用反證法證明數(shù)學(xué)命題時,如果原命題的否定事項不止一個時,必須將結(jié)論的否定情況逐一駁倒,才能肯定原命題的正確.
例如:在△ABC中,若AB=AC,P是△ABC內(nèi)一點,∠APB>∠APC,求證:∠BAP<∠CAP,用反證法證明時應(yīng)分:假設(shè)________和________兩類. 答案 ∠BAP=∠CAP ∠BAP>∠CAP
第三篇:福州藝術(shù)生文化培訓(xùn)全封閉特訓(xùn)2014屆高考數(shù)學(xué)第十三章 算法初步、推理與證明、復(fù)數(shù)13.3 直接證明與間接證明
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13.3 直接證明與間接證明
一、選擇題
1.“所有9的倍數(shù)都是3的倍數(shù),某奇數(shù)是9的倍數(shù),故該奇數(shù)是3的倍數(shù).”上述推理()
A 小前提錯B 結(jié)論錯
C 正確D 大前提錯
解析 大前提,小前提都正確,推理正確,故選C.答案 C
2.在用反證法證明命題“已知a、b、c∈(0,2),求證a(2-b)、b(2-c)、c(2-a)不可能都大于1”時,反證時假設(shè)正確的是()
A.假設(shè)a(2-b)、b(2-c)、c(2-a)都小于
1B.假設(shè)a(2-b)、b(2-c)、c(2-a)都大于
1C.假設(shè)a(2-b)、b(2-c)、c(2-a)都不大于
1D.以上都不對
解析 “不可能都大于1”的否定是“都大于1”,故選B.答案 B
3.下列命題中的假命題是().
A.三角形中至少有一個內(nèi)角不小于60°
B.四面體的三組對棱都是異面直線
C.閉區(qū)間[a,b]上的單調(diào)函數(shù)f(x)至多有一個零點
D.設(shè)a,b∈Z,若a+b是奇數(shù),則a,b中至少有一個為奇數(shù)
解析 a+b為奇數(shù)?a,b中有一個為奇數(shù),另一個為偶數(shù),故D錯誤. 答案 D
4.命題“如果數(shù)列{an}的前n項和Sn=2n2-3n,那么數(shù)列{an}一定是等差數(shù)列”是否成立().
A.不成立B.成立C.不能斷定D.能斷定 解析 ∵Sn=2n2-3n,∴Sn-1=2(n-1)2-3(n-1)(n≥2),∴an=Sn-Sn-1=4n-5(n=1時,a1=S1=-1符合上式).
又∵an+1-an=4(n≥1),∴{an}是等差數(shù)列.
答案 B
1115.設(shè)a、b、c均為正實數(shù),則三個數(shù)a+b+c+). bca
A.都大于2B.都小于
2C.至少有一個不大于2D.至少有一個不小于2 解析 ∵a>0,b>0,c>0,1??1??1??1??1??a+b+c+a+b++?+?=?+?+ ∴?b??c??a??a??b??
1??c+?≥6,c??
當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c=1時,“=”成立,故三者不能都小于2,即至少有一個不小于2.答案 D
6.設(shè)a=lg 2+lg 5,b=ex(x<0),則a與b大小關(guān)系為()
A.a(chǎn)>b
C.a(chǎn)=bB.a(chǎn)<bD.a(chǎn)≤b
解析 ∵a=lg 2+lg 5=lg 10=1,而b=ex<e0=1,故a>b.答案 A
7.定義一種運算“*”:對于自然數(shù)n滿足以下運算性質(zhì):(n+1)*1=n*1+1,則n*1=().
A.nB.n+1C.n-1D.n2
解析 由(n+1)*1=n*1+1,得n*1=(n-1)*1+1=(n-2)*1+2=?=n.答案 A
二、填空題
8.用反證法證明命題“若a,b∈N,ab能被3整除,那么a,b中至少有一個能被3整除”時,假設(shè)應(yīng)為.解析 由反證法的定義可知,否定結(jié)論,即“a,b中至少有一個能被3整除”的否定是“a,b都不能被3整除”.答案 a、b都不能被3整除
9.要證明“3+7<25”可選擇的方法有以下幾種,其中最合理的是________(填序號).
①反證法,②分析法,③綜合法.
答案 ②
10.設(shè)a,b是兩個實數(shù),給出下列條件:
①a+b>1;②a+b=2;③a+b>2;④a2+b2>2;⑤ab>1.其中能推出:“a,b中至少有一個大于1”的條件是______.(填序號)
12解析 若a=b=a+b>1,2
3但a<1,b<1,故①推不出;
若a=b=1,則a+b=2,故②推不出;
若a=-2,b=-3,則a2+b2>2,故④推不出;
若a=-2,b=-3,則ab>1,故⑤推不出;
對于③,即a+b>2,則a,b中至少有一個大于1,反證法:假設(shè)a≤1且b≤1,則a+b≤2與a+b>2矛盾,因此假設(shè)不成立,故a,b中至少有一個大于1.答案 ③
11.如果aa+bb>b+a,則a、b應(yīng)滿足的條件是________. 解析 首先a≥0,b≥0且a與b不同為0.要使aa+bb>b+a,只需(aa+bb)2>(ab+ba)2,即a3+b3>a2b+ab2,只需(a+b)(a2-ab+b2)>ab(a+b),只需a2-ab+b2>ab,即(a-b)2>0,只需a≠b.故a,b應(yīng)滿足a≥0,b≥0且a≠b.答案 a≥0,b≥0且a≠b
12.若a,b,c是不全相等的正數(shù),給出下列判斷:
①(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≠0;
②a>b與a
③a≠c,b≠c,a≠b不能同時成立.
其中判斷正確的是_______.
解析①②正確;③中a≠c,b≠c,a≠b可能同時成立,如a=1,b=2,c=3.選C.答案 ①②
三、解答題
13.在△ABC中,三個內(nèi)角A、B、C的對邊分別為a、b、c,113a+bb+ca+b+c試問A,B,C是否成等差數(shù)列,若不成等差數(shù)列,請說明理由.若成等差數(shù)列,請給出證明.
解析 A、B、C成等差數(shù)列.
證明如下:
∵
∴
∴113+=,a+bb+ca+b+ca+b+ca+b+c+=3.a+bb+cc
a+bb+c+a=1,∴c(b+c)+a(a+b)=(a+b)(b+c),∴b2=a2+c2-ac.在△ABC中,由余弦定理,得
a2+c2-b2ac1cosB= 2ac2ac
2∵0°
|a|+|b|14.已知非零向量a,b,且a⊥b,求證:2.|a+b|證明 a⊥b?a·b=0,|a|+|b|要證2.|a+b|只需證|a|+|b2|a+b|,只需證|a|2+2|a||b|+|b|2≤2(a2+2a·b+b2),只需證|a|2+2|a||b|+|b|2≤2a2+2b2,只需證|a|2+|b|2-2|a||b|≥0,即(|a|-|b|)2≥0,上式顯然成立,故原不等式得證.
15.若a、b、c是不全相等的正數(shù),求證:
lga+b2+lgb+c2+lgc+a2>lg a+lg b+lg c.證明 ∵a,b,c∈(0,+∞),∴a+b2ab>0,b+c2≥bc>0,a+c2ab>0.又上述三個不等式中等號不能同時成立.
∴a+bb+cc+a2·2·2>abc成立.
上式兩邊同時取常用對數(shù),?a+bb+cc+a?>lg(abc),得lg?222??
∴l(xiāng)ga+b2+lgb+c2+lgc+a2>lg a+lg b+lg c.16.(12分)已知二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c(a>0)的圖象與x軸有兩個不同的交點,若f(c)=0,且0<x<c時,f(x)>0.1(1)證明:是f(x)=0的一個根; a
a1(2)試比較與c的大小;
(3)證明:-2<b<-1.解析(1)證明 ∵f(x)的圖象與x軸有兩個不同的交點,∴f(x)=0有兩個不等實根x1,x2,∵f(c)=0,∴x1=c是f(x)=0的根,c1?1?又x1x2=x2=?≠c?,aa?a?
1∴是f(x)=0的一個根. a
11(2)假設(shè)<c,又>0,aa
由0<x<c時,f(x)>0,1?1??1?知f?>0與f??=0矛盾,∴c,a?a??a?
11又∵≠c,∴>c.aa
(3)證明 由f(c)=0,得ac+b+1=0,∴b=-1-ac.又a>0,c>0,∴b<-1.二次函數(shù)f(x)的圖象的對稱軸方程為
bx1+x2x2+x21x=-=<=x2= 2a22a
b1即-<.又a>0,2aa
∴b>-2,∴-2<b<-1.文章來源:福州五佳教育網(wǎng) http:///yikao/(五佳教育藝考文化課集訓(xùn),承諾保過本科線,打造福建省性價比最高的文化課集訓(xùn))
第四篇:高三一輪復(fù)習(xí)教案26直接證明與間接證明學(xué)生版
直接證明與間接證明
1. 直接證明
(1)綜合法 ①定義:利用已知條件和某些數(shù)學(xué)定義、公理、定理等,經(jīng)過一系列的推理論證,最后推導(dǎo)出所要證明的結(jié)論成立,這種證明方法叫做綜合法. ②框圖表示:P?Q1→Q1?Q2→Q2?Q3→?→Qn?Q(其中P表示已知條件、已有的定義、公理、定理等,Q表示要證明的結(jié)論).
(2)分析法
①定義:從要證明的結(jié)論出發(fā),逐步尋求使它成立的充分條件,直至最后,把要證明的結(jié)論歸結(jié)為判定一個明顯成立的條件(已知條件、定理、定義、公理等)為止,這種證明方法叫做分析法.
②框圖表示:Q?P1→P1?P2→P2?P3→?→得到一個明顯成立的條件.2. 間接證明
反證法:假設(shè)原命題不成立,經(jīng)過正確的推理,最后得出矛盾,因此說明假設(shè)錯誤,從而證明了原命題成立,這樣的證明方法叫做反證法.
[難點正本 疑點清源]
1. 綜合法證明問題是由因?qū)Ч治龇ㄗC明問題是執(zhí)果索因.
2. 分析法與綜合法相輔相成,對較復(fù)雜的問題,常常先從結(jié)論進(jìn)行分析,尋求結(jié)論與條件、基礎(chǔ)知識之間的關(guān)系,找到解決問題的思路,再運用綜合法證明,或者在證明時將兩種方法交叉使用.
基礎(chǔ)題 1. 要證明“3+5”可選擇的方法有以下幾種,其中最合理的是________.(填序號)
①反證法,②分析法,③綜合法.
ba2. 下列條件:①ab>0,②ab<0,③a>0,b>0,④a<0,b<0,其中能使≥2成立的條件ab的個數(shù)是________.
3. 已知函數(shù)f(x)=lg
4. 下列表述:①綜合法是由因?qū)Чǎ虎诰C合法是順推法;③分析法是執(zhí)果索因法;④分
析法是逆推法;⑤反證法是間接證法.其中正確的有
A.2個/ 6
1-x,若f(a)=b,則f(-a)=______(用b表示). 1+x()B.3個C.4個D.5個
5. 用反證法證明命題“三角形三個內(nèi)角至少有一個不大于60°”時,應(yīng)假設(shè)
A.三個內(nèi)角都不大于60° B.三個內(nèi)角都大于60° C.三個內(nèi)角至多有一個大于60° D.三個內(nèi)角至多有兩個大于60° 題型分類
題型一 綜合法的應(yīng)用
()
111?2例1 已知a,b,c均為正數(shù),證明:a2+b2+c2+??abc?≥63,并確定a,b,c為何
值時,等號成立.
21思維啟迪:利用a2+b2≥2ab,再利用ab2,根據(jù)這個解題思路去解
ababab答本題即可.
已知a、b、c為正實數(shù),a+b+c=1.求證:(1)a2+b2+c2≥;
3(2)3a+23b+23c+2≤6.題型二 分析法的應(yīng)用
?a+mb?2≤a+mb.例2 已知m>0,a,b∈R,求證:??1+m?1+m?
思維啟迪:本題若使用綜合法,不易尋求證題思路.可考慮使用分析法.
已知a>0,求證:
題型三 反證法的應(yīng)用
例3 已知a≥-1,求證三個方程:
211a2-2≥a+-2.aa
x2+4ax-4a+3=0,x2+(a-1)x+a2=0,x2+2ax-2a=0中至少有一個方程有實數(shù)根.
思維啟迪:“至少有一個”的否定是“一個也沒有”,即“三個方程都沒有實數(shù)根”.
等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,a1=12,S3=9+32.(1)求數(shù)列{an}的通項an與前n項和Sn;
S(2)設(shè)bn(n∈N*),求證:數(shù)列{bn}中任意不同的三項都不可能成為等比數(shù)列.
n
隨堂練
A組 專項基礎(chǔ)訓(xùn)練(時間:35分鐘,滿分:57分)
一、選擇題(每小題5分,共20分)
1. 若a,b,c為實數(shù),且a
A.a(chǎn)c2 B.a(chǎn)2>ab>b2 baD.ab () () 2. 設(shè)a=lg 2+lg 5,b=ex(x<0),則a與b大小關(guān)系為 A.a(chǎn)>b B.a(chǎn) C.a(chǎn)=b D.a(chǎn)≤b 3. 分析法又稱執(zhí)果索因法,若用分析法證明:“設(shè)a>b>c,且a+b+c=0,b-ac< 3a”索的因應(yīng)是 A.a(chǎn)-b>0 () B.a(chǎn)-c>0 D.(a-b)(a-c)<0 C.(a-b)(a-c)>0 4. 用反證法證明某命題時,對結(jié)論:“自然數(shù)a,b,c中恰有一個偶數(shù)”正確的反設(shè)為 () A.a(chǎn),b,c中至少有兩個偶數(shù) B.a(chǎn),b,c中至少有兩個偶數(shù)或都是奇數(shù) C.a(chǎn),b,c都是奇數(shù) D.a(chǎn),b,c都是偶數(shù) 二、填空題(每小題5分,共15分) 5. 設(shè)a>b>0,mab,n=a-b,則m,n的大小關(guān)系是__________. 6. 用反證法證明命題“若實數(shù)a,b,c,d滿足a+b=c+d=1,ac+bd>1,則a,b,c,d 中至少有一個是非負(fù)數(shù)”時,第一步要假設(shè)結(jié)論的否定成立,那么結(jié)論的否定是_____. 7. 設(shè)x,y,z是空間的不同直線或不同平面,且直線不在平面內(nèi),下列條件中能保證“若 x⊥z,且y⊥z,則x∥y”為真命題的是________(填寫所有正確條件的代號). ①x為直線,y,z為平面;②x,y,z為平面;③x,y為直線,z為平面;④x,y為平面,z為直線;⑤x,y,z為直線. 三、解答題(共22分) ππ 10,?,若x1,x2∈?0,且x1≠x2,求證:[f(x1)+8.(10分)已知函數(shù)f(x)=tan x,x∈??2??2 2f(x2)]>f? 9.(12分)已知四棱錐S-ABCD中,底面是邊長為1的正方形,又SB=SD2,SA=1.(1)求證:SA⊥平面ABCD; (2)在棱SC上是否存在異于S,C的點F,使得BF∥平面SAD?若存在,確定F點的位置;若不存在,請說明理由. x1+x2? ?2?.B組 專項能力提升(時間:25分鐘,滿分:43分) 一、選擇題(每小題5分,共15分) 1. 若a,b∈R,則下面四個式子中恒成立的是 A.lg(1+a2)>0C.a(chǎn)2+3ab>2b 2() B.a(chǎn)2+b2≥2(a-b-1)aa+1D.bb+ 1() 2. 設(shè)a,b,c∈(-∞,0),則a+,b+c bca A.都不大于-2B.都不小于-2 C.至少有一個不大于-2D.至少有一個不小于-2 3. 已知f(1,1)=1,f(m,n)∈N*(m,n∈N*),且對任意m,n∈N*都有:①f(m,n+1)=f(m,n)+2;②f(m+1,1)=2f(m,1).給出以下三個結(jié)論:(1)f(1,5)=9;(2)f(5,1)=16;(3)f(5,6)=26.其中正確結(jié)論的個數(shù)為 A. 3() B.2C.1D.0 二、填空題(每小題5分,共15分) 4. 關(guān)于x的方程ax+a-1=0在區(qū)間(0,1)內(nèi)有實根,則實數(shù)a的取值范圍是__________. 5. 若a,b,c為Rt△ABC的三邊,其中c為斜邊,那么當(dāng)n>2,n∈N*時,an+bn與cn的大小關(guān)系為____________. 6. 凸函數(shù)的性質(zhì)定理為如果函數(shù)f(x)在區(qū)間D上是凸函數(shù),則對于區(qū)間D內(nèi)的任意x1,x2,f?x1?+f?x2?+?+f?xn??x1+x2+?+xn?,xn,有f nn??,已知函數(shù)y=sin x在區(qū)間(0,π)上 是凸函數(shù),則在△ABC中,sin A+sin B+sin C的最大值為________. 三、解答題 a?x-1? 7.(13分)已知函數(shù)f(x)=ln x-.x+1 (1)若函數(shù)f(x)在(0,+∞)上為單調(diào)遞增函數(shù),求a的取值范圍; m-nm+n+ (2)設(shè)m,n∈R,且m>n,求證:.ln m-ln n2 20.2直接證明與間接證明 【考綱要求】 1、了解直接證明的兩種基本方法——分析法和綜合法;了解分析法和綜合法的思考過程、特點.2、了解間接證明的一種基本方法──反證法;了解反證法的思考過程、特點.3、了解數(shù)學(xué)歸納法的原理,能用數(shù)學(xué)歸納法證明一些簡單的數(shù)學(xué)命題.【基礎(chǔ)知識】 1.分析法:從原因推導(dǎo)到結(jié)果的思維方法.2.綜合法:從結(jié)果追溯到產(chǎn)生這一結(jié)果的原因的思維方法.3.反證法:判定非q為假,推出q為真的方法.[來源:Z。xx。k.Com] 應(yīng)用反證法證明命題的一般步驟:⑴分清命題的條件和結(jié)論;⑵做出與命題結(jié)論相矛盾的假定;⑶由假定出發(fā),應(yīng)用正確的推理方法,推出矛盾的結(jié)果;⑷間接證明命題為真.4.數(shù)學(xué)歸納法:設(shè){pn}是一個與自然數(shù)相關(guān)的命題集合,如果⑴證明起始命題p1成立;⑵在假設(shè)pk成立的前提上,推出pk+1也成立,那么可以斷定,{pn}對一切正整數(shù)成立.5.直接證明的兩種基本方法:分析法和綜合法;間接證明的一種基本方法──反證法.6.數(shù)學(xué)歸納法的步驟:(1)證明當(dāng)n=1時,命題成立。(2)證明假設(shè)當(dāng)n=k時命題成立,則當(dāng)n=k+1時,命題也成立。由(1)(2)得原命題成立 【例題精講】 例1已知a,b,c是互不相等的實數(shù). 求證:由y=ax+2bx+c,y=bx+2cx+a和y=cx+2ax+b確定的三條拋物線至少有一條與x軸有兩個不同的交點. 證明:假設(shè)題設(shè)中的函數(shù)確定的三條拋物線都不與x軸有兩個不同的交點(即任何一條拋物線與x軸沒有兩個不同的交點),由y=ax+2bx+c,222 2y=bx2+2cx+a,y=cx2+2ax+b,得Δ1=(2b)-4ac≤0,Δ2=(2c)-4ab≤0,[來源:學(xué)科網(wǎng)] Δ3=(2a)-4bc≤0.上述三個同向不等式相加得,4b+4c+4a-4ac-4ab-4bc≤0,∴2a+2b+2c-2ab-2bc-2ca≤0,∴(a-b)+(b-c)+(c-a)≤0,∴a=b=c,這與題設(shè)a,b,c互不相等矛盾,因此假設(shè)不成立,從而命題得證. 111例2已知a>0,-1, 1+a>.ba1-b 222222222222 1【證明】 證法一:由已知->1及a>0,可知b>0,ba 要證1+a> 1-b可證1+a·1-b>1,a-b11 即證1+a-b-ab>1,這只需證a-b-ab>01,即1,abba 而這正是已知條件,以上各步均可逆推,所以原不等式得證. 1及a>0,可知1>b>0,ba11 ∵->1,ba ∴a-b-ab>0,1+a-b-ab>1,(1+a)(1-b)>1.由a>0,1-b>0,得1+a1-b>1,即1+a>.1-b [來源:學(xué)_科_網(wǎng)]20.2【基礎(chǔ)精練】 1.用反證法證明命題“如果a>b,那么a>b”時,假設(shè)的內(nèi)容應(yīng)是() 3A.a=b 33B.a< 3333D.a=b或a 直接證明與間接證明強化訓(xùn)練 3333 C.a=b且a 2.下列條件:①ab>0,②ab<0,③a>0,b>0,④a<0,b<0,其中能使+≥2成立的條件 有() A.1個B.2個C.3個D.4個 3.設(shè)S是至少含有兩個元素的集合.在S上定義了一個二元運算“*”(即對任意的a,b∈S,對于有序元素對(a,b),在S中有唯一確定的元素a*b與之對應(yīng)).若對任意的a,b∈S,有a*(b*a)=b,則對任意的a,b∈S,下列等式中不恒成立的是() A.(a*b)*a=aB.[a*(b*a)]*(a*b)=a C.b*(b*b)=bD.(a*b)*[b*(a*b)]=b 4.設(shè)a、b、c是互不相等的正數(shù),則下列不等式中不恒成立的是() A.|a-b|≤|a-c|+|b-c|C.|a-b|+ a-b 2B.a(chǎn)+≥a+baab aa D.a+3a+1a+2-a 5.已知函數(shù)f(x)=ax+2a+1,當(dāng)x∈[-1,1]時,f(x)有正值也有負(fù)值,則實數(shù)a的取值 范圍為________. 6.如果函數(shù)f(x)的定義域為R,對于m,n∈R,恒有f(m+n)=f(m)+f(n)-6,且f(-1) 是不小于5的正整數(shù),當(dāng)x>1時,f(x)<0.那么具有這種性質(zhì)的函數(shù)f(x)=________.(注:填上你認(rèn)為正確的一個函數(shù)即可) 7.如下圖,在楊輝三角形中,從上往下數(shù)共有n(n∈N)行,在這些數(shù)中非1的數(shù)字之和是 ________________.11 121 1331 14641 ??[來源:學(xué)|科|網(wǎng)] 8.試證:當(dāng)n∈N時,f(n)= 39.如右圖所示,O是正方形ABCD的中心,PO⊥底面ABCD,E是PC的中點,求證:平面PAC⊥ 平面BDE.10.已知數(shù)列{an}的前n項的和Sn滿足Sn=2an-3n(n∈N). (1)求證{an+3}為等比數(shù)列,并求{an}的通項公式; (2)數(shù)列{an}是否存在三項使它們按原順序可以構(gòu)成等差數(shù)列?若存在,求出一組適合條件的項;若不存在,請說明理由. 【拓展提高】 1.如圖,已知兩個正方形ABCD和DCEF不在同一平面內(nèi),M、N分別為AB、DF的中點.(1)若平面ABCD⊥平面DCEF,求直線MN與平面DCEF所成角的正弦值;(2)用反證法證明:直線ME與BN是兩條異面直線. * * 2n+ 2 -8n-9能被64整除. 【基礎(chǔ)精練參考答案】 5.-1 f(1)·f(-1)<0,∴(a+2a+1)·(2a-a+1)<0.∴-11時,f(x)<0,∴a<0且f(1)=a+6≤0.∴a≤-6(a∈Z).∴a=-6,-7,-8?都符合要求. 7.2-2n解析:所有數(shù)字之和Sn=2+2+2+?+2 n -1)=2-2n.n n- 1=2-1,除掉1的和2-1-(2n nn 8.證明:證法一:(1)當(dāng)n=1時,f(1)=64,命題顯然成立.(2)假設(shè)當(dāng)n=k(k∈N,k≥1)時,f(k)=3當(dāng)n=k+1時,由于 32(k+1)+2* 2k+2 -8k-9能被64整除. -8(k+1)- 9=9(3 2k+2 -8k-9)+9·8k+9·9-8(k+1)-9=9(3 2k+2 -8k-9)+64(k+1),即f(k+1)=9f(k)+64(k+1),∴n=k+1時命題也成立. 根據(jù)(1)、(2)可知,對于任意n∈N,命題都成立. 證法二:(1)當(dāng)n=1時f(1)=64 命題顯然成立. (2)假設(shè)當(dāng)n=k(k∈N,k≥1)時,f(k)=3由歸納假設(shè),設(shè)3將 32k+ 22k+2 * 2k+2 * -8k-9能被64整除. -8k-9=64m(m為大于1的自然數(shù)),=64m+8k+9代入到f(k+1)中得 f(k+1)=9(64m+8k+9)-8(k+1)-9=64(9m+k+1),∴n=k+1時命題也成立. 根據(jù)(1)(2)知,對于任意n∈N,命題都成立. 9.證明:∵PO⊥底面ABCD,∴PO⊥BD.又∵O是正方形的中心,∴BD⊥AC.∵PO∩AC=0,∴BD⊥平面PAC,又BD?平面BDE,所以平面PAC⊥平面BDE.10.證明:(1)∵Sn=2an-3n(n∈N),∴a1=S1=2a1-3,∴a1=3.又由? ?Sn=2an-3n,? * * ??Sn+1=2an+1-3(n+1) n 得an+1=Sn+1-Sn=2an+1-2an-3,[來源:學(xué)§科§網(wǎng) Z§X§X§K] ∴an+1+3=2(an+3),∴{an+3}是首項為a1+3=6,公比為2的等比數(shù)列.[來源:Zxxk.Com] ∴an+3=6×2 n- 1,即an=3(2-1). (2)解答:假設(shè)數(shù)列{an}中存在三項ar,as,at(r s r t s+1 =2+2,∴2 rts+1-r =1+2 t-r (*) ∵r、s、t均為正整數(shù)且r 列。[來源:Zxxk.Com][來源:學(xué)科網(wǎng)ZXXK] 【拓展提高參考答案】 解:(1)取CD的中點G,連結(jié)MG、NG.設(shè)正方形ABCD、DCEF的邊長為2,則MG⊥CD,MG=2,NG2.因為平面ABCD⊥平面DCEF,所以MG⊥平面DCEF.可得∠MNG是MN與平面DCEF所成的角. 因為MN6,所以sin∠MNG=MN與平面DCEF所成角的正弦值. (2)證明:假設(shè)直線ME與BN共面,則AB?平面MBEN,且平面MBEN與平面DCEF交于 EN.由已知,兩正方形不共面,故AB?平面DCEF.又AB∥CD,所以AB∥平面DCEF.而EN為平面MBEN與平面DCEF的交線,所以AB∥EN.又AB∥CD∥EF,所以EN∥EF,這與EN∩EF=E矛盾,故假設(shè)不成立.[來源:學(xué)+科+網(wǎng)Z+X+X+K][來源:學(xué)科網(wǎng)] 所以ME與BN不共面,它們是異面直線.第五篇:2012屆高三數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)導(dǎo)航:20.2直接證明與間接證明