(1)判定函数f(x)的奇偶性;
(2)判定函数f(x)在R上的单调性,并证明. 解 (1)对?x∈R有-x∈R, 并且f(-x)=
2?x?11?2x2x?1==-=-f(x), ?xxx2?11?22?1所以f(x)是奇函数.
(2)f(x)在R上单调递增,证明如下: 任取x1,x2∈R,并且x1>x2, f(x1)-f(x2)= ==
2x1?12
x1
?12-
2x2?1x2?1
(2x1?1)(2x2?1)?(2x2?1)(2x1?1)(2x1?1)(2x2?1)2(2x1?2x2)(2x1?1)(2x2?1).
∵x1>x2,∴2x1>2x2>0,
∴2x1-2x2>0, 2x1+1>0, 2x2+1>0. ∴
2(2x1?2x2)(2x1?1)(2x2?1)>0.
∴f(x1)>f(x2).
∴f(x)在R上为单调递增函数.
一、填空题 1.由
7598139b?mb>,>,>,?若a>b>0,m>0,则与之间的大小关系为 .
a10811102521a?mb?mb> aa?m2
2
答案
2.已知a1=1,an+1>an,且(an+1-an)-2(an+1+an)+1=0,猜想an的表达式为 . 答案 an=n 3.已知f(x)=x答案 -24
4.由代数式的乘法法则类比推导向量的数量积的运算法则:
①“mn=nm”类比得到“a·b=b·a”;②“(m+n)t=mt+nt”类比得到“(a+b)·c=a·c+b·c”;③“(m·n)t=m(n·t)”类比得到“(a·b)·c=a·(b·c)”;④“t≠0,mt=xt?m=x”类比得到“p≠0,a·p=x·p?a=x”;⑤“|m·n|=|m|·|n|”类比得到“|a·b|=|a|·|b|”;⑥“
acaa?ca=”类比得到“=”. bcbb?cb2 008
+ax
2 007
-
bx2009-8,f(-1)=10,则f(1)= .
以上的式子中,类比得到的结论正确的个数是 . 答案 2
5.下列推理是归纳推理的是 (填序号).
①A,B为定点,动点P满足|PA|+|PB|=2a>|AB|,得P的轨迹为椭圆
②由a1=1,an=3n-1,求出S1,S2,S3,猜想出数列的前n项和Sn的表达式 ③由圆x+y=r的面积?r,猜想出椭圆④科学家利用鱼的沉浮原理制造潜艇 答案 ② 6.
已
知
整
数
的
数
对
列
如
下:(1,1),(1,2),(2,1),(1,3),(2,2),(3,1),(1,4),(2,3),(3,2),(4,1),(1,5),(2,4),?则第60个数对是 . 答案 (5,7)
7.在平面几何中,△ABC的内角平分线CE分AB所成线段的比
AEAC=,把这个结论类比到空间:在三棱锥EBBC2
2
2
2
x2a2?y2b2=1的面积S=?ab
A—BCD中(如图所示),而DEC平分二面角A—CD—B且与AB相交于E,则得到的类比的结论是 .
答案
AES?ACD= EBS?BCD
8.(2008·金陵中学模拟)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
a2方形,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.类比到空间,有两个
4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 .
a3答案
8二、解答题
9.把空间平行六面体与平面上的平行四边形类比,试由“平行四边形对边相等”得出平行六面体的相关性质. 解 如图所示,
由平行四边形的性质可知AB=DC,AD=BC, 于是类比平行四边形的性质, 在平行六面体ABCD—A1B1C1D1中, 我们猜想:
S?ABCD=S?A1B1C1D1,S?ADD1A1=S?BCC1B1, S?ABB1A1=S?CDD1C1,
且由平行六面体对面是全等的平行四边形知,此猜想是正确的.
10.已知梯形ABCD中,AB=DC=AD,AC和BD是它的对角线.用三段论证明:AC平分∠BCD,BD平分∠CBA. 证明 (1)两平行线与第三直线相交,内错角相等(大前提)
∠BCA与∠CAD是平行线AD,BC被AC所截内错角(小前提) 所以,∠BCA=∠CAD(结论)
(2)等腰三角形两底角相等(大前提) △CAD是等腰三角形,DA=DC(小前提) 所以,∠DCA=∠CAD(结论)
(3)等于同一个量的两个量相等(大前提) ∠BCA与∠DCA都等于∠CAD(小前提) 所以,∠BCA=∠DCA(结论) (4)同理,BD平分∠CBA.
11.如图所示,点P为斜三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱BB1上一点,PM⊥BB1交AA1于点M,PN⊥BB1交CC1于点N. (1)求证:CC1⊥MN;
(2)在任意△DEF中有余弦定理:DE=DF+EF-2DF·EF·cos∠DFE.
拓展到空间,类比三角形的余弦定理,写出斜三棱柱的三个侧面面积与其中两个侧面所成的二面 角之间的关系式,并予以证明. 证明 (1)∵PM⊥BB1,PN⊥BB1, ∴BB1⊥平面PMN.∴BB1⊥MN. 又CC1∥BB1,∴CC1⊥MN.
(2)在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,有
S2=S2+S2-2SBCCBSACCAcos?. ABBABCCBACCA11111111112
2
2
其中?为平面CC1B1B与平面CC1A1A所成的二面角. ∵CC1⊥平面PMN,
∴上述的二面角的平面角为∠MNP. 在△PMN中,
∵PM=PN+MN-2PN·MNcos∠MNP
222∴PM·CC1=PN·CC1+MN·CC1-2(PN·CC1)·(MN·CC1)cos∠MNP,
2
2
2
2
2
2
由于SBCC1B1=PN·CC1,SACC1A1=MN·CC1, SABB1A1=PM·BB1=PM·CC1,
∴S2=S2+S2-2SBCCB·SACCA·cos?. ABBABCCBACCA111111111112.已知椭圆具有性质:若M、N是椭圆C上关于原点对称的两个点,点P是椭圆上任意一点,当直线PM、PN的斜率都存在,并记为kPM,kPN时,那么kPM与kPN之积是与点P的位置无关的定值.试对双曲线写出具有类似特性的性质,并加以证明. 解 类似的性质为:若M、N是双曲线
x2a2?y2b2=1
x2a2?y2b2=1上关于原点对称的两个点,点P是双曲线上任意一点,
当直线PM、PN的斜率都存在,并记为kPM,kPN时,那么kPM与kPN之积是与点P的位置无关的定值. 证明如下:
设点M、P的坐标分别为(m,n),(x,y),则N(-m,-n). 因为点M(m,n)在已知双曲线上, 所以n=
2
b2a2m-b.同理y=
222
b2a2x-b.
22
y?ny?ny2?n2则kPM·kPN =·=
x?mx?mx2?m2=
b2a2·
x2?m2x?m22=
b2a2(定值).
§13.4 直接证明与间接证明
1.分析法是从要证的结论出发,寻求使它成立的 条件. 答案 充分 2.若a>b>0,则a+答案 >
3.要证明3+7<25,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 答案 ②
4.用反证法证明命题:若整系数一元二次方程ax+bx+c=0(a≠0)有有理数根,那么a、b、c中至少有一个是偶数时,下列假设中正确的是 . ①假设a、b、c都是偶数 ②假设a、b、c都不是偶数 ③假设a、b、c至多有一个偶数 ④假设a、b、c至多有两个偶数 答案 ②
5.设a、b、c∈(0,+∞),P=a+b-c,Q=b+c-a,R=c+a-b,则“PQR>0”是“P、Q、R同时大于零”的 条件.
答案 充要
2
基础自测
11 b+.(用“>”,“<”,“=”填空)
ab ②分析法 ③综合法
22例1 设a,b,c>0,证明:
ab2cb?c?a≥a+b+c. 证明 ∵a,b,c>0,根据基本不等式,
有a2b+b≥2a,b2c2c+c≥2b,a+a≥2c.
a2b2c2三式相加:b+c+a+a+b+c≥2(a+b+c).
2即
ab+b2c+c2a≥a+b+c. 例2 (14分)已知a>0,求证: a2?1a2-2≥a+
1a-2. 证明 要证a2?1a2-2≥a+
1a-2, 只要证a2?1a2+2≥a+
1a+2. ∵a>0,故只要证???a2?1?2?2?≥(a+1+2)2
,
?a2??a即a2
+
12a2+4a?1a2+4
≥a2+2+
11a2+22???a??a??+2,
从而只要证2a2?1≥2??1?a2?a?a??,
只要证4???a2?1????≥2(a2+2+1a2),即a2
+1a2≥2,而该不等式显然成立,?a2故原不等式成立.
例3 若x,y都是正实数,且x+y>2, 求证:
1?xy<2与1?yx<2中至少有一个成立.
证明 假设1?xy<2和1?yx<2都不成立,
则有
1?xy≥2和1?yx≥2同时成立,
因为x>0且y>0,
所以1+x≥2y,且1+y≥2x, 两式相加,得2+x+y≥2x+2y,
所以x+y≤2,这与已知条件x+y>2相矛盾, 因此1?x1y<2与?yx<2中至少有一个成立.
2分
6分
8分
10分
14分