2019版高中数学 第2章 推理与证明章末复习提升练习 苏教版选修1-2

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- 1 - 第2章 推理与证明

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

.

题型一 归纳推理和类比推理

归纳推理和类比推理是常用的合情推理，两种推理的结论“合情”但不一定“合理”，其正确性都有待严格证明．尽管如此，合情推理在探索新知识方面有着极其重要的作用．

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- 2 - 运用合情推理时，要认识到观察、归纳、类比、猜想、证明是相互联系的．在解决问题时，可以先从观察入手，发现问题的特点，形成解决问题的初步思路，然后用归纳、类比的方法进行探索、猜想，最后用逻辑推理方法进行验证．

例1 观察下列各式：a ＋b ＝1，a 2＋b 2＝3，a 3＋b 3＝4，a 4＋b 4＝7，a 5＋b 5＝11，…，则a 10＋b 10＝________.

答案 123

解析 记a n ＋b n ＝f (n )，则f (3)＝f (1)＋f (2)＝1＋3＝4；f (4)＝f (2)＋f (3)＝3＋4＝7；f (5)＝f (3)＋f (4)＝11.通过观察不难发现f (n )＝f (n －1)＋f (n －2)(n ∈N *，n ≥3)，则f (6)＝f (4)＋f (5)＝18；f (7)＝f (5)＋f (6)＝29；f (8)＝f (6)＋f (7)＝47；f (9)＝f (7)＋f (8)＝76；f (10)＝f (8)＋f (9)＝123.所以a 10＋b 10＝123.

跟踪演练1 给出下列三个类比结论：

①(ab )n ＝a n b n 与(a ＋b )n 类比，则有(a ＋b )n ＝a n ＋b n ；

②log a (xy )＝log a x ＋log a y 与sin(α＋β)类比，则有sin(α＋β)＝sin αsin β； ③(a ＋b )2＝a 2＋2ab ＋b 2与(a ＋b )2类比，则有(a ＋b )2＝a 2＋2a ·b ＋b 2.

其中正确结论的个数是________．

答案 1

解析 (a ＋b )n ≠a n ＋b n (n ≠1，a ·b ≠0)，故①错误．

sin(α＋β)＝sin αsin β不恒成立．

如α＝30°，β＝60°，sin90°＝1，sin30°·sin60°＝

34，故②错误． 由向量的运算公式知③正确．

题型二 直接证明

综合法和分析法是直接证明中最基本的两种证明方法，也是解决数学问题常用的思维方式．如果从解题的切入点的角度细分，直接证明方法可具体分为：比较法、代换法、放缩法、判别式法、构造函数法等，应用综合法证明问题时，必须首先想到从哪里开始起步，分析法就可以帮助我们克服这种困难，在实际证明问题时，应当把分析法和综合法结合起来使用． 例2 已知a >0，求证：

a 2＋1a 2－2≥a ＋1a －2. 证明 要证

a 2＋1a 2－2≥a ＋1a －2， 只需证a 2＋1a 2＋2≥a ＋1a

＋ 2. ∵a >0，故只需证⎝ ⎛

⎭⎪⎫a 2＋1a 2＋22≥⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋1

a ＋22，

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- 3 - 即a 2＋1a 2＋4a 2＋1a 2＋4≥a 2＋2＋1a 2＋22⎝ ⎛⎭

⎪⎫a ＋1a ＋2， 从而只需证2a 2＋1a 2≥2⎝ ⎛⎭⎪⎫

a ＋1a ， 只要证4⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2＋1a 2≥2⎝ ⎛⎭

⎪⎫a 2＋2＋1a 2， 即a 2＋1a

2≥2，而上述不等式显然成立，故原不等式成立． 跟踪演练2

如图，在四面体B －ACD 中，CB ＝CD ，AD ⊥BD ，且E ，F 分别是AB ，BD 的中点，求证：

(1)直线EF ∥平面ACD ；

(2)平面EFC ⊥平面BCD .

证明 (1)要证直线EF ∥平面ACD ，

只需证EF ∥AD 且EF ⊄平面ACD .

因为E ，F 分别是AB ，BD 的中点，

所以EF 是△ABD 的中位线，

所以EF ∥AD ，所以直线EF ∥平面ACD .

(2)要证平面EFC ⊥平面BCD ，

只需证BD ⊥平面EFC ，

只需证⎩⎪⎨⎪⎧ EF ⊥BD ，CF ⊥BD ，

CF ∩EF ＝F .因为⎩⎪⎨⎪⎧ EF ∥AD ，AD ⊥BD ，所以EF ⊥BD .

又因为CB ＝CD ，F 为BD 的中点，

所以CF ⊥BD .所以平面EFC ⊥平面BCD .

题型三 反证法

如果一个命题的结论难以直接证明时，可以考虑反证法．通过反设结论，经过逻辑推理，得出矛盾，从而肯定原结论成立．

反证法是高中数学的一种重要的证明方法，在不等式和立体几何的证明中经常用到，在高考题中也经常体现，它所反映出的“正难则反”的解决问题的思想方法更为重要．反证法主要证明：否定性、惟一性命题；至多、至少型问题；几何问题．

例3 已知二次函数f (x )＝ax 2

＋bx ＋c (a >0)的图象与x 轴有两个不同的交点，若f (c )＝0，

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- 4 - 且0<x <c 时，f (x )>0.

(1)证明：1a

是函数f (x )的一个零点； (2)试用反证法证明1a

>c . 证明 (1)∵f (x )图象与x 轴有两个不同的交点，

∴f (x )＝0有两个不等实根x 1，x 2，

∵f (c )＝0，∴x 1＝c 是f (x )＝0的根，

又x 1x 2＝c a ，∴x 2＝1a (1a

≠c )， ∴1a

是f (x )＝0的一个根． 即1a 是函数f (x )的一个零点．

(2)假设1a <c ，又1a

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