高二數學推理與證明練習及答案

2021-03-04 02:03:23 字數 3913 閱讀 1425

1. 「三角函式是週期函式,y=tanx,x∈是三角函式,所以y=tanx,x∈是週期函式」.在以上演繹推理中,下列說法正確的是(  )

a.推理完全正確     b.大前提不正確

c.小前提不正確 d.推理形式不正確

[答案] d

[解析] 大前提和小前提中的三角函式不是同一概念,犯了偷換概念的錯誤,即推理形式不正確.

2.設△abc的三邊長分別為a、b、c,△abc的面積為s,內切圓半徑為r,則r=;模擬這個結論可知:四面體p-abc的四個面的面積分別為s1、s2、s3、s4,內切球的半徑為r,四面體p-abc的體積為v,則r=(  )

a. b.

c. d.

[答案] c

[解析] 將△abc的三條邊長a、b、c模擬到四面體p-abc的四個面面積s1、s2、s3、s4,將三角形面積公式中係數,模擬到三稜錐體積公式中係數,從而可知選c.

證明如下:以四面體各面為底,內切球心o為頂點的各三稜錐體積的和為v,∴v=s1r+s2r+s3r+s4r,∴r=.

3.已知整數的數列如下:(1,1),(1,2),(2,1),(1,3),(2,2),(3,1),(1,4),(2,3),(3,2),(4,1),(1,5),(2,4),…則第60個數對是(  )

a.(3,8) b.(4,7)

c.(4,8) d.(5,7)

[答案] d

[解析] 觀察可知橫座標與縱座標之和為2的數對有1個,和為3的數對有2個,和為4的數對有3個,和為5的數對有4個,…,依此類推和為n+1的數對有n個,和相同的數對的排序是按照橫座標依次增大的順序來排的,由=60n(n+1)=120,n∈n,n=10時,=55個數對,還差5個數對,且這5個數對的橫、縱座標之和為12,它們依次是(1,11),(2,10),(3,9),(4,8),(5,7),

所以第60個數對是(5,7).

4.平面幾何中,有邊長為a的正三角形內任一點到三邊距離之和為定值a,模擬上述命題,稜長為a的正四面體內任一點到四個面的距離之和為(  )

a. a  b. a

c. a  d. a

[答案] b

[解析] 將正三角形一邊上的高a模擬到正四面體乙個面上的高a,由正三角形「分割成以三條邊為底的三個三角形面積的和等於正三角形的面積」,方法模擬為「將四面體分割成以各面為底的三稜錐體積之和等於四面體的體積」證明.

5.推理:「①矩形是平行四邊形,②三角形不是平行四邊形,③所以三角形不是矩形」中的小前提是(  )

a.① b.②

c.③ d.①②

[答案] b

[解析] 由①②③的關係知,小前提應為「三角形不是平行四邊形」.故應選b.

6、以下推理過程省略的大前提為

∵a2+b2≥2ab,

∴2(a2+b2)≥a2+b2+2ab.

[答案] 若a≥b,則a+c≥b+c

[解析] 由小前提和結論可知,是在小前提的兩邊同時加上了a2+b2,故大前提為:若a≥b,則a+c≥b+c.

7.以下推理中,錯誤的序號為________.

①∵ab=ac,∴b=c;

②∵a≥b,b>c,∴a>c;

③∵75不能被2整除,∴75是奇數;

④∵a∥b,b⊥平面α,∴a⊥α.

[答案] ①

[解析] 當a=0時,ab=ac,但b=c未必成立.

8.「∵α∩β=l,abα,ab⊥l,∴ab⊥β」,在上述推理過程中,省略的命題為________.

[答案] 如果兩個平面相交,那麼在乙個平面內垂直於交線的直線垂直於另乙個平面

9.下面給出判斷函式f(x)=的奇偶性的解題過程:

解:由於x∈r,且

=·===-1.

∴f(-x)=-f(x),故函式f(x)為奇函式.

試用三段論加以分析.

[解析] 判斷奇偶性的大前提「若x∈r,且f(-x)=-f(x),則函式f(x)是奇函式;若x∈r,且f(-x)=f(x),則函式f(x)是偶函式」.在解題過程中往往不用寫出來,上述證明過程就省略了大前提.解答過程就是驗證小前提成立,即所給的具體函式f(x)滿足f(-x)=-f(x).

10.先解答下題,然後分析說明你的解題過程符合演繹推理規則.設m為實數,求證:方程x2-2mx+m2+1=0沒有實數根.

[解析] 已知方程x2-2mx+m2+1=0的判別式δ=(-2m)2-4(m2+1)=-4<0,所以方程x2-2mx+m2+1=0沒有實數根.

說明:此推理過程用三段論表述為:

大前提:如果一元二次方程的判別式δ<0,那麼這個方程沒有實數根;

小前提:一元二次方程x2-2mx+m2+1=0的判別式δ<0;

結論:一元二次方程x2-2mx+m2+1=0沒有實數根.

解題過程就是驗證小前提成立後,得出結論.

11.在等差數列中,若a10=0,則有等式a1+a2+…+an=a1+a2+…+a19-n(n<19,n∈n*)成立,模擬上述性質,相應地:在等比數列中,若b9=1,則有等式________成立.

[答案] b1b2…bn=b1b2…b17-n(n<17,n∈n*)

[解析] 解法1:從分析所提供的性質入手:由a10=0,可得ak+a20-k=0,因而當n<19-n時,有a1+a2+…+a19-n=a1+a2+…+an+an+1+an+2+…+a19-n,

而an+1+an+2+…+a19-n==0,∴等式成立.同理可得n>19-n時的情形.

由此可知:等差數列之所以有等式成立的性質,關鍵在於在等差數列中有性質:an+1+a19-n=2a10=0,類似地,在等比數列中,也有性質:

bn+1·b17-n=b=1,因而得到答案:b1b2…bn=b1b2…b17-n(n<17,n∈n*).

解法2:因為在等差數列中有「和」的性質a1+a2+…+an=a1+a2+…+a19-n(n<19,n∈n*)成立,故在等比數列中,由b9=1,可知應有「積」的性質b1b2…bn=b1b2…b17-n(n<17,n∈n*)成立. (1)

證明如下:當n<8時,等式(1)為b1b2…bn=b1b2…bnbn+1…b17-n,

即:bn+1·bn+2…b17-n=1.(2)

∵b9=1,∴bk+1·b17-k=b=1.

∴bn+1bn+2…b17-n=b=1.

∴(2)式成立,即(1)式成立;

當n=8時,(1)式即:b9=1顯然成立;

當8<n<17時,(1)式即:

b1b2…b17-n·b18-n·…bn=b1b2…b17-n,

即:b18-n·b19-n…bn=1(3)

∵b9=1,∴b18-k·bk=b=1,

∴b18-nb19-n·…·bn=b=1,

∴(3)式成立,即(1)式成立.

綜上可知,當等比數列滿足b9=1時,有:

b1b2…bn=b1b2…b17-n(n<17,n∈n*)成立.

12.我們知道:

121,

22=(1+1)2=12+2×1+1,

32=(2+1)2=22+2×2+1,

42=(3+1)2=32+2×3+1,

……n2=(n-1)2+2(n-1)+1,

左右兩邊分別相加,得

n2=2×[1+2+3+…+(n-1)]+n

∴1+2+3+…+n=.

模擬上述推理方法寫出求12+22+32+…+n2的表示式的過程.

[解析] 我們記s1(n)=1+2+3+…+n,

s2(n)=12+22+32+…+n2,…sk(n)=1k+2k+3k+…+nk (k∈n*).

已知131,

23=(1+1)3=13+3×12+3×1+1,

33=(2+1)3=23+3×22+3×2+1,

43=(3+1)3=33+3×32+3×3+1,

……n3=(n-1)3+3(n-1)2+3(n-1)+1.

將左右兩邊分別相加,得

s3(n)=[s3(n)-n3]+3[s2(n)-n2]+3[s1(n)-n]+n.

由此知s2(n)===.

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