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1、高中數(shù)學(xué) 第二章 推理與證明綜合檢測 新人教B版選修2-2
一、選擇題(本大題共10小題,每小題5分,共50分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)
1.(xx·開封高二檢測)根據(jù)偶函數(shù)定義可推得“函數(shù)f(x)=x2在R上是偶函數(shù)”的推理過程是( )
A.歸納推理 B.類比推理
C.演繹推理 D.非以上答案
【解析】 根據(jù)演繹推理的定義知,推理過程是演繹推理,故選C.
【答案】 C
2.下面四個(gè)推理不是合情推理的是( )
A.由圓的性質(zhì)類比推出球的有關(guān)性質(zhì)
B.由直角三角形、等腰三角形、等邊三角形的內(nèi)角和都是180°,歸納出所有三角形的內(nèi)角和都
2、是180°
C.某次考試張軍的成績是100分,由此推出全班同學(xué)的成績都是100分
D.蛇、海龜、蜥蜴是用肺呼吸的,蛇、海龜、蜥蜴是爬行動(dòng)物,所以所有的爬行動(dòng)物都是用肺呼吸的
【解析】 A是類比推理,B、D是歸納推理,C不是合情推理.
【答案】 C
3.設(shè)n為正整數(shù),f(n)=1+++…+,計(jì)算得f(2)=,f(4)>2,f(6)>,f(8)>3,f(10)>,觀察上述結(jié)果,可推測出一般結(jié)論為( )
A.f(2n)= B.f(2n)>
C.f(2n)≥ D.f(n)>
【解析】 觀察所給不等式,不等式左邊是f(2n),右邊是,故選C.
【答案】 C
4.(xx·廈門高二檢測
3、)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且a1=1,Sn=n2an(n∈N+),可歸納猜想出Sn的表達(dá)式為( )
A. B.
C. D.
【解析】 由a1=1,得a1+a2=22a2,
∴a2=,S2=;
又1++a3=32a3,
∴a3=,S3==;
又1+++a4=16a4,得a4=,
S4=.
由S1=,S2=,S3=,
S4=可以猜想Sn=.
【答案】 A
5.(xx·廣州高二檢測)已知x>0,由不等式x+≥2=2,x+=++≥3=3,…,可以推出結(jié)論:
x+≥n+1(n∈N+),則a=( )
A.2n B.3n
C.n2 D.nn
4、
【解析】 可以推出結(jié)論(x>0):
即x+≥n+1(n∈N+),所以a=nn.
【答案】 D
6.用數(shù)學(xué)歸納法證明12+22+…+(n-1)2+n2+(n-1)2+…+22+12=時(shí),從n=k到n=k+1時(shí),等式左邊應(yīng)添加的式子是( )
A.(k-1)2+2k2
B.(k+1)2+k2
C.(k+1)2
D.(k+1)[2(k+1)2+1]
【解析】 n=k時(shí),左邊=12+22+…+(k-1)2+k2+(k-1)2…+22+12,n=k+1時(shí),左邊=12+22+…+(k-1)2+k2+(k+1)2+k2+(k-1)2+…+22+12,
∴從n=k到n=k+1,左邊應(yīng)
5、添加的式子為(k+1)2+k2.
【答案】 B
7.在等差數(shù)列{an}中,若a10=0,則有等式a1+a2+…+an=a1+a2+…+a19-n(n<19且n∈N+)成立,類比上述性質(zhì),在等比數(shù)列{bn}中,若b11=1,則有
( )
A.b1·b2·…·bn=b1·b2·…·b19-n
B.b1·b2·…·bn=b1·b2·…·b21-n
C.b1+b2+…+bn=b1+b2+…+b19-n
D.b1+b2+…+bn=b1+b2+…+b21-n
【解析】 令n=10時(shí),驗(yàn)證即知選B.
【答案】 B
8.用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式++…+>的過程中,由n=k到n=k+1時(shí),不
6、等式左邊的變化情況為( )
A.增加
B.增加+
C.增加+,減少
D.增加,減少
【解析】 當(dāng)n=k時(shí),不等式的左邊=++…+,當(dāng)n=k+1時(shí),不等式的左邊=++…+,所以++…+-(++…+)=+-,所以由n=k到n=k+1時(shí),不等式的左邊增加+,減少.
【答案】 C
9.(xx·黃山高二檢測)將石子擺成如圖1的梯形形狀.稱數(shù)列5,9,14,20,…為“梯形數(shù)”.根據(jù)圖形的構(gòu)成,此數(shù)列的第2 012項(xiàng)與5的差,即a2 012-5=
( )
圖1
A.xx×xx B.xx×2011
C.1009×xx D.1009×2011
【解析】 an-5表示第n個(gè)梯形有
7、n-1層點(diǎn),最上面一層為4個(gè),最下面一層為n+2個(gè).
∴an-5=,∴a2 012=
=1 009×2 011.
【答案】 D
10.(xx·江西高考)觀察下列各式:a+b=1,a2+b2=3,a3+b3=4,a4+b4=7,a5+b5=11,…,則a10+b10=( )
A.28 B.76
C.123 D.199
【解析】 利用歸納法,a+b=1,a2+b2=3,a3+b3=4=3+1,a4+b4=4+3=7,a5+b5=7+4=11,a6+b6=11+7=18,a7+b7=18+11=29,a8+b8=29+18=47,a9+b9=47+29=76,a10
8、+b10=76+47=123,規(guī)律為從第三組開始,其結(jié)果為前兩組結(jié)果的和.
【答案】 C
二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分,將答案填在題中的橫線上)
11.已知x,y∈R,且x+y<2,則x,y中至多有一個(gè)大于1,在用反證法證明時(shí),假設(shè)應(yīng)為________.
【解析】 “至多有一個(gè)大于1”包括“都不大于1和有且僅有一個(gè)大于1”,故其對立面為“x,y都大于1”.
【答案】 x,y都大于1
12.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,則S4,S8-S4,S12-S8,S16-S12成等差數(shù)列.類比以上結(jié)論有:設(shè)等比數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)積為Tn,則T4,________,_
9、_______,成等比數(shù)列.
【解析】 由于等差數(shù)列與等比數(shù)列具有類比性,且等差數(shù)列與和差有關(guān),等比數(shù)列與積商有關(guān),因此當(dāng)?shù)炔顢?shù)列依次每4項(xiàng)之和仍成等差數(shù)列時(shí),類比到等比數(shù)列為依次每4項(xiàng)的積的商成等比數(shù)列.
即T4,,,成等比數(shù)列.
【答案】
13.(xx·湖北高考)古希臘畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的數(shù)學(xué)家研究過各種多邊形數(shù).如三角形數(shù)1,3,6,10,…,第n個(gè)三角形數(shù)為=n2+n.記第n個(gè)k邊形數(shù)為N(n,k)(k≥3),以下列出了部分k邊形數(shù)中第n個(gè)數(shù)的表達(dá)式:
三角形數(shù) N(n,3)=n2+n,
正方形數(shù) N(n,4)=n2,
五邊形數(shù) N(n,5)=n2-n,
六邊形數(shù) N(
10、n,6)=2n2-n,
……
可以推測N(n,k)的表達(dá)式,由此計(jì)算N(10,24)=________.
【解析】 由N(n,4)=n2,N(n,6)=2n2-n,…,可以推測:當(dāng)k為偶數(shù)時(shí),N(n,k)=n2-n,于是N(n,24)=11n2-10n.故N(10,24)=11×102-10×10=1 000.
【答案】 1 000
14.(xx·中山高二檢測)在平面幾何中,△ABC的內(nèi)角平分線CE分AB所成線段的比=,把這個(gè)結(jié)論類比到空間:在三棱錐A-BCD中(如圖2所示),面DEC平分二面角A-CD-B且與AB相交于E,則得到的類比的結(jié)論是________.
圖2
【解析
11、】 CE平分角ACB,而面CDE平分二面角A-CD-B.
∴可類比成,故結(jié)論為=.
【答案】?。?
三、解答題(本大題共4小題,共50分.解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步驟)
15.(本小題滿分12分)用綜合法或分析法證明:
(1)如果a,b>0,則lg ≥;
(2)+>2+2.
【證明】 (1)當(dāng)a,b>0時(shí),有≥,∴l(xiāng)g≥lg,
∴l(xiāng)g ≥lg ab=.
(2)要證+>2+2,
只要證(+)2>(2+2)2,
即2>2,這是顯然成立的,
所以,原不等式成立.
16.(本小題滿分12分)(xx·福建高考)某同學(xué)在一次研究性學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn),以下五個(gè)式子的值都等于同一個(gè)常
12、數(shù):
①sin213°+cos217°-sin 13°cos 17°;
②sin215°+cos215°-sin 15°cos 15°;
③sin218°+cos212°-sin 18°cos 12°;
④sin2(-18°)+cos248°-sin(-18°)cos 48°;
⑤sin2(-25°)+cos255°-sin(-25°)cos 55°.
(1)試從上述五個(gè)式子中選擇一個(gè),求出這個(gè)常數(shù);
(2)根據(jù)(1)的計(jì)算結(jié)果,將該同學(xué)的發(fā)現(xiàn)推廣為三角恒等式,并證明你的結(jié)論.
【解】 法一 (1)選擇②式,計(jì)算如下:
sin215°+cos215°-sin 15°cos 1
13、5°
=1-sin 30°=1-=.
(2)三角恒等式為sin2α+cos2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=.
證明如下:
sin2α+cos2(30°-α)-sin αcos(30°-α)
=sin2α+(cos 30°cos α+sin 30°sin α)2-sin α(cos 30°cos α+sin 30°sin α)
=sin2α+cos2α+sin αcos α+sin2α-sin αcos α-sin2α
=sin2α+cos2α=.
法二 (1)同法一.
(2)三角恒等式為sin2α+cos2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=.
14、
證明如下:
sin2α+cos2(30°-α)-sin αcos(30°-α)
=+-sin α(cos 30°cos α+
sin 30°sin α)
=-cos 2α++(cos 60°cos 2α+sin 60°sin 2α)-sin αcos α-sin2α
=-cos 2α++cos 2α+sin 2α-sin 2α-(1-cos 2α)
=1-cos 2α-+cos 2α=.
17.(本小題滿分12分)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,a1=1+,S3=9+3.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)an與前n項(xiàng)和Sn;
(2)設(shè)bn=(n∈N+),求證:數(shù)列{bn}中任意
15、不同的三項(xiàng)都不可能成為等比數(shù)列.
【解】 (1)由已知得∴d=2.
故an=2n-1+,Sn=n(n+).
(2)證明:由(1)得bn==n+.
假設(shè)數(shù)列{bn}中存在三項(xiàng)bp、bq、br(p、q、r互不相等)成等比數(shù)列,則b=bpbr,
即(q+)2=(p+)(r+),
∴(q2-pr)+(2q-p-r)=0,
∵p,q,r∈N+,
∴∴()2=pr,(p-r)2=0.
∴p=r,與p≠r矛盾.
∴數(shù)列{bn}中任意不同的三項(xiàng)都不可能成等比數(shù)列.
18.(本小題滿分14分)設(shè)f(n)=1+++…+(n∈N+).
求證:f(1)+f(2)+…+f(n-1)=n·[f(n
16、)-1](n≥2,n∈N+).
【證明】 當(dāng)n=2時(shí),左邊=f(1)=1,
右邊=2(1+-1)=1,
左邊=右邊,等式成立.
假設(shè)n=k時(shí),結(jié)論成立,即
f(1)+f(2)+…+f(k-1)=k[f(k)-1],
那么,當(dāng)n=k+1時(shí),
f(1)+f(2)+…+f(k-1)+f(k)
=k[f(k)-1]+f(k)
=(k+1)f(k)-k
=(k+1)[f(k+1)-]-k
=(k+1)f(k+1)-(k+1)
=(k+1)[f(k+1)-1],
∴當(dāng)n=k+1時(shí)結(jié)論仍然成立.
∴f(1)+f(2)+…+f(n-1)
=n[f(n)-1](n≥2,n∈N+).