花落知多少所以(a-b)>0显然成立. 即a+b>ab+ab. 类型三 反证法
1+x1+y例3 若x,y都是正实数,且x+y>2,求证:<2与<2中至少有一个成立.
3
3
2
2
2
yx考点 反证法及应用 题点 反证法的应用
1+x1+y证明 假设<2和<2都不成立,
yx1+x1+y则有≥2和≥2同时成立.
yx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x+y>2矛盾. 故
1+x1+y<2与<2中至少有一个成立.
yx反思与感悟 反证法常用于直接证明困难或以否定形式出现的命题;涉及“都是……”“都不是……”“至少……”“至多……”等形式的命题时,也常用反证法. 跟踪训练3 已知:ac≥2(b+d).
求证:方程x+ax+b=0与方程x+cx+d=0中至少有一个方程有实数根. 考点 反证法及应用 题点 反证法的应用
证明 假设两方程都没有实数根,
则Δ1=a-4b<0与Δ2=c-4d<0,有a+c<4(b+d),而a+c≥2ac,从而有4(b+d)>2ac,即ac<2(b+d),与已知矛盾,故原命题成立. 类型四 数学归纳法
21
例4 已知在数列{an}中,a1=-,其前n项和Sn满足an=Sn++2(n≥2),计算S1,S2,
3Sn2
2
2
2
2
2
2
2
S3,S4,猜想Sn的表达式,并用数学归纳法加以证明.
考点 数学归纳法证明数列问题 题点 数学归纳法证明数列通项问题 1
解 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=Sn++2.
Sn∴Sn=-
1
(n≥2).
Sn-1+2
6
花落知多少2
则有S1=a1=-,
3
S2=-=-,
S1+24S3=-=-, S2+25S4=-=-, S3+26
由此猜想:Sn=-
1
5
1
4
13
n+1*
(n∈N). n+2
下面用数学归纳法证明:
2
(1)当n=1时,S1=-=a1,猜想成立.
3(2)假设当n=k(k≥1,k∈N)时猜想成立, 即Sk=-
*
k+1
成立, k+2
那么当n=k+1时,
Sk+1=-=-
Sk+2k+1
-+2k+2
=-11
k+2?k+1?+1
=-. k+3?k+1?+2
即当n=k+1时猜想成立.
由(1)(2)可知,对任意正整数n,猜想均成立.
反思与感悟 (1)用数学归纳法证明等式问题是数学归纳法的常见题型,其关键点在于“先看项”,弄清等式两边的构成规律,等式两边各有多少项,初始n0是多少.
(2)由n=k到n=k+1时,除等式两边变化的项外还要利用当n=k时的式子,即利用假设,正确写出归纳证明的步骤,从而使问题得以证明. 跟踪训练4 观察下列四个等式: 第一个式子 1=1 第二个式子 2+3+4=9 第三个式子 3+4+5+6+7=25 第四个式子 4+5+6+7+8+9+10=49 (1)按照此规律,写出第五个等式;
(2)请你做出一般性的猜想,并用数学归纳法证明. 考点 利用数学归纳法证明等式 题点 等式中的归纳、猜想、证明
7
花落知多少解 (1)第5个等式:5+6+7+…+13=81. (2)猜想第n个等式为
n+(n+1)+(n+2)+…+(3n-2)=(2n-1)2.
下面用数学归纳法证明.
①当n=1时,左边=1,右边=(2-1)=1, 猜想成立.
②假设当n=k(k≥1,k∈N)时,猜想成立, 即有k+(k+1)+(k+2)+…+(3k-2)=(2k-1). 那么当n=k+1时,
左边=(k+1)+(k+2)+…+(3k-2)+(3k-1)+3k+(3k+1) =k+(k+1)+(k+2)+…+(3k-2)+(2k-1)+3k+(3k+1) =(2k-1)+(2k-1)+3k+(3k+1) =4k-4k+1+8k=(2k+1) =[2(k+1)-1]. 右边=[2(k+1)-1], 即当n=k+1时,猜想也成立. 根据①②知,猜想对任意n∈N都成立.
*
2
2
2
2
2
2
*
2
1.数列5,9,17,33,x,…中的x等于( ) A.47 C.63
考点 归纳推理的应用
题点 归纳推理在数对(组)中的应用 答案 B
解析 5=2+1,9=2+1,17=2+1,33=2+1, 归纳可得:x=2+1=65.
2.在平面直角坐标系中,方程+=1表示x,y轴上的截距分别为a,b的直线,类比到空间直角坐标系中,在x,y,z轴上截距分别为a,b,c(abc≠0)的平面方程为( ) A.++=1 C.++6
2
3
4
5
B.65 D.128
xyabxyzabcB.++xyz=1
abbccaxyyzzx=1
abbccaD.ax+by+cz=1
8
花落知多少考点 类比推理的应用
题点 平面几何与立体几何之间的类比 答案 A
解析 ∵在平面直角坐标系中,方程+=1表示的图形是一条直线,具有特定性质:“在x轴,y轴上的截距分别为a,b”.类比到空间直角坐标系中,在x,y,z轴上截距分别为a,
xyabxyzb,c(abc≠0)的平面方程为++=1.故选A.
abc3.若a>0,b>0,则有( )
b2
A.>2b-a ab2
C.≥2b-a a考点 综合法及应用
题点 利用综合法解决不等式问题 答案 C
b2
B.<2b-a ab2
D.≤2b-a ab2b2-2ab+a2?b-a?2b2
解析 因为-(2b-a)==≥0,所以≥2b-a.
aaaa4.用反证法证明命题:“设a,b为实数,则方程x+ax+b=0至少有一个实根”时,要做的假设是( )
A.方程x+ax+b=0没有实根 B.方程x+ax+b=0至多有一个实数 C.方程x+ax+b=0至多有两个实根 D.方程x+ax+b=0恰好有两个实根 考点 反证法及应用 题点 如何正确进行反设 答案 A
解析 方程x+ax+b=0至少有一个实根的反面是方程x+ax+b=0没有实根,故选A. 5.用数学归纳法证明:
1111n*
+++…+=(n∈N). 2×44×66×82n?2n+2?4?n+1?考点 用数学归纳法证明等式 题点 利用数学归纳法证明等式 解 (1)当n=1时,左边=
11
=,
2×1×?2×1+2?8
3
3
3333
3
9
花落知多少11
右边==.
4×?1+1?8左边=右边,所以等式成立.
(2)假设当n=k(k≥1,k∈N)时等式成立, 1111k即有+++…+=,
2×44×66×82k?2k+2?4?k+1?则当n=k+1时,
11111+++…++ 2×44×66×82k?2k+2?2?k+1?[2?k+1?+2]=
*
k1
+ 4?k+1?4?k+1??k+2?
2
k?k+2?+1?k+1?== 4?k+1??k+2?4?k+1??k+2?
=
k+1k+1
=.
4?k+2?4[?k+1?+1]
所以当n=k+1时,等式也成立,
由(1)(2)可知,对于一切n∈N,等式都成立.
1.归纳和类比都是合情推理,前者是由特殊到一般,部分到整体的推理,后者是由特殊到特殊的推理,但二者都能由已知推测未知,都能用于猜想,推理的结论不一定为真,有待进一步证明.
2.演绎推理与合情推理不同,是由一般到特殊的推理,是数学中证明的基本推理形式.也是公理化体系所采用的推理形式,另一方面,合情推理与演绎推理又是相辅相成的,前者是后者的前提,后者论证前者的可靠性.
3.直接证明和间接证明是数学证明的两类基本证明方法.直接证明的两类基本方法是综合法和分析法:综合法是从已知条件推导出结论的证明方法;分析法是由结论追溯到条件的证明方法,在解决数学问题时,常把它们结合起来使用,间接证法的一种方法是反证法,反证法是从结论反面成立出发,推出矛盾的证明方法.
4.数学归纳法主要用于解决与正整数有关的数学问题.证明时,它的两个步骤缺一不可.它的第一步(归纳奠基)当n=n0时,结论成立.第二步(归纳递推)假设当n=k时,结论成立,推得当n=k+1时,结论也成立.数学归纳法是在可靠的基础上,利用命题自身具有的传递性,运用有限的步骤(两步)证明出无限的命题成立.
*
一、选择题
10